SPECT / PET

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SPECT

SPECTのデータ収集 

(72am25、68am27.pm27、66.55、62.55、60.58)

・収集機構
 感度:連続回転収集>ステップ収集
 円軌道回転:
 体近接起動収集:空間分解能が良い

・収集角度
360°が基本で定量性が高い 
 サンプリング間隔は5~6°

・マトリクスサイズ
:小さいほど空間分解能は向上し、コントラストは低下し、SN比は低下する

・ピクセルサイズ(マトリクスサイズ) (62.55)
 十分なカウントを収集できる場合、ピクセルサイズはシステム分解能の半値幅(FWHM)の1/3~1/4が最適とされる
 ピクセルサイズ:小
  → SN比:「低下
    空間分解能:「
    コントラスト:「低下

SPECTとPETの比較 

(71pm32、65.55)

性能SPECT PET
定量性
空間分解能 低い(15~20mm) 高い(3~5mm)
吸収補正やや難(Sorenson,Chang,CT法など) 容易(ブランクスキャン&トランスミッションスキャン)
2核種同時収集 可能 不可能(511keV一定)
検査室の遮蔽 容易(低いガンマ線のエネルギー) 困難(高い消滅放射線エネルギー)

 

PET

検出器

 (60.59)
・検出ブロック (71pm33)
 シンチレータと複数の光電子増倍管(PMT)から構成される
 複数のシンチレータを1個のPMTに対応させる
 検出器が小さい
  → 分解能が高い

・同時計数回路
 対向している2つの検出器で同時計数を行って、同時計数線(LOR)上に存在する核種の検出を行う
 そのため、SPECTのようなコリメータは不要となる
 同時計数回路の分解時間:6~25ns

・LOR
 同時計測での検出単位になり、サイノグラムのひとつのピクセルに対応する

・シンチレータ
(71am30、67am27、62.56、61.56)
 溝によって分割されており、この大きさがPETの空間分解能を決定する大きな因子となる
「リング径が小さい
  →「計数率が高い
    →「感度が高い

シンチレータ★NaI(Tl)★BGO
(Bi4Ge3O12) 
LaCl3
LaBr3 
★LYSO
(Lu2SiO5:Ce)
 GSO
(Gd2Si5:Ce)
 CZT
(CdZnTe)
実効原子番号5174  6659  
発光量
(相対値)
 100 15 120、16075 25  
減衰時間(ns) 230 30026、3540 60 
エネルギー分解能8 18 3.3、212 8 

*減衰時間(ns):短いほど最大計数率が高い

・エネルギーウィンドウ
 PET装置では少しに幅をもたせ、350keV~650keV程度に設定する

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PET装置の収集方法の種類

 (72pm32、71am31、69am29、64.59)

・2D収集
 セプタ(体軸方向にのみ有効なコリメータ)の使用で離れたリング間での同時計測線に制限を設ける
 感度が低く、定量性は高くなる
 散乱線成分比率は10~20%程度である

・3D収集 (最近良く利用される)
 セプタを使用せず、感度は高くなるが、視野外放射能や散乱・偶発同時計数の影響が大きくなる
 画像の再構成も複雑で長時間となる
 体軸方向の辺縁部で感度は低下する
 散乱線成分比率は30~50%程度であり、より高精度な散乱補正法が必要とされる

同時計数

・真の同時計数
 (71pm33)
 一対の消滅光子が二つの検出器によって検出されたイベント

・偶発同時計数
(70am27、65.57、63.56、62.56)
 関連性がない二つの消滅光子が同時に計測されたイベント
 画像の定量性低下や統計雑音の増加をもたらす
 タイムウィンドウ幅に依存する
 数え落としが無いとすると計数率は放射能(濃度)の二乗に比例する
*補正法
:「遅延同時計数回路法
 「シングル計数法

・散乱同時計数 
(65.57)
 相互作用によってガンマ線が曲げられたことによって同時計数
 画像の定量性低下やコントラスト低下などの原因となる
 エネルギーウィンドウ幅に依存する
*補正法
:「DEW法
 「TEW法
 「コンボリューション法」
 「シミュレーション法

PETの吸収補正

 実測した透過率データを吸収補正に用いる

陽電子断層撮影診療用放射性同位元素使用室

・陽電子準備室:RIの小分け、分注、調整
・陽電子待機室:被検者以外の被曝防止
・陽電子診察室:患者への投与、撮像を行う

雑音等価計数率(NECR)

 PETにおけるSN比の指標
 NECR=T2/(T+S+2kR)
 T:真の同時計数 
 S:散乱同時計数
 k:視野占有率 
 R:偶発同時計数

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