PARÁMETROS DE PROCESAMIENTO Y ADQUISICIÓN EN PET

Facultad de Medicina Tecnología Medica

Mención Imagen y Física Medica Seminario de Medicina Nuclear

¿Que es un PET?

Positrón

Emisión

Tomography

Isótopos usados en PET

ADQUISICIÓN

PROCESAMIENTO

BASES FISICAS

BASES FISICAS PROCESO DE ANIQUILACION

• producción de dos fotones de 511 keV

• par de detectores en situación opuesta

PUNTO DE ANIQUILACION

• dos fotones viajan en direcciones opuestas en línea recta.

• información direccional se puede determinar “electrónicamente”

ATENUACION

• dependerá solamente del recorrido total a través del paciente

• independiente de la ubicación exacta del evento de aniquilación en la profundidad del tejido.

Limitaciones físicas “resolución inherentes al PET”

• Efecto de alcance • Radiación dispersa

• Efecto angular • Coincidencia aleatoria.

• Resolución intrínseca y global • Tiempo de vuelo

Emisión de positrón

PUNTO DE ANIQUILACION

Colimación convencional

Coincidencia aleatoria

Atenuación v/s fotones de coincidencia

ADQUISICION

• El sistema consiste en múltiples detectores en anillo, y cada anillo contiene un juego de pequeños detectores.

• El diseño de los sistemas PET establecen los siguientes objetivos:

OBJETIVOS

• luz compartida entre los tubos fotomultiplicadores

• la señal sumada del bloque provee información de la energía

• forma de septos de 1x80 mm

• radiación dispersa y las detecciones aleatorias

• sensibilidad

• variaciones en la sensibilidad del detector

• el tiempo muerto

• eventos aleatorios

• la atenuación.

• tamaño del cristal

• dos juegos de bloques proveen 16 anillos

• cada uno con 512 detectores

• 31 planos cubriendo 10.8 cm en sentido axial. Mejorar

resolución

Corrección de datos

colimación plomada

ubicación de la

interacción gama

DETECTORES

Materiales

• Las características más importantes de los detectores de centelleo incluyen:

1. Alta densidad

2. Número atómico efectivo

3. Alta producción de luz

4. Velocidad de respuesta.

MATERIALES

ALTO NÚMERO MÁSICO Y EL ALTO NÚMERO ATÓMICO

EFECTIVO

Mayor poder de frenado del cristal

Mayor proporción de efecto fotoeléctrico que de interacciones Compton

ALTA PRODUCCIÓN DE LUZ

• reduce la inexactitud estadística (ruido) en el centelleo y la electrónica asociada

• mejora la resolución de energía.

VELOCIDAD DE RESPUESTA.

• con un corto período de decaimiento del centelleo permite el uso de ventanas de coincidencia angostas reduciendo la tasa de conteo aleatorio.

CRITALES

Configuración de los detectores.

• La mayor ventaja del bloque es que permite una disposición de muchos elementos detectores pequeños (típicamente 8×8 = 64) que permite utilizar solamente 4 tubos fotomultipliadores (PMTs) en vez de un PMT por elemento logrando:

• mayor resolución espacial

• minimizando costos

Configuración de los detectores.

BLOCK DETECTORES

Adquisición de datos en 2D versus 3D.

• Septos anulares entre los anillos definen plano por plano las líneas de respuesta y eliminan gran cantidad de fotones de aniquilación fuera del plano

Sensibilidad.

• incluye eventos de coincidencia en todas las líneas de respuesta (LORs) para todos los detectores

Sensibilidad

ADQUISICION EN 2D (2n – 1) planos de imagen

Adquisición de datos en 2D versus 3D.

Adquisición de datos en 2D versus 3D.

Adquisición de datos en 2D versus 3D.

PROCESAMIENTO

• Es el procedimiento por el cual, a partir de un imagen adquirida (imagen bruta o cruda) se obtiene distintas informaciones como:

– Imagen con mejor estética

– Mejor calidad diagnostica

– Generación de curvas cuantitativas diagnósticas

Procesamiento

• Corrección del tiempo muerto

• Corrección de los eventos aleatorios

• Normalización

• Corrección de radiación dispersa

• Corrección de atenuación

• Reconstrucción de la imagen

Corrección del tiempo muerto

Corrección del tiempo muerto

Perdida de cuentas v/s

tiempo muerto

Anillos multidetectores

Corrección de los eventos aleatorios

Aumenta la tasa de conteo.

Reduce el contraste.

Distorsión entre la intensidad de la imagen y la concentración de la actividad.

Método de la ventana tardía.

Corrección de los eventos aleatorios

Corrección de los eventos aleatorios

Corrección de radiación dispersa

• Reducción del contraste y distorsión de la relación entre la intensidad de la imagen y la

concentración de actividad

• Ancha ventana de energía usada para mantener una alta sensibilidad

• Relativamente pobre resolución energética de los detectores PET.

Corrección de radiación dispersa

Corrección de atenuación

• Una de las características más atractivas del PET es la aplicación relativamente fácil de correcciones exactas y precisas de atenuación

• La atenuación depende solamente del espesor total del medio atenuante.

• Adquisición simultánea de emisión/transmisión es el método más eficiente y rápido pero puede resultar en tasas de conteo de scatter y aleatorios excesivamente altas.

ATENUACION

Adquisición simultánea de emisión/transmisión

Conteo de coincidencia de la

fuente en aire

Conteo de transmisión con el

paciente y la fuente externa

Relación conteo con/sin el paciente

Factor de Corrección

¿Porqué es necesario corregir la atenuación?

Reconstrucción de la imagen

• El proceso de reconstrucción son idéntico que para SPECT.

• Los datos son adquiridos con un número de ángulos suficiente alrededor del paciente.

• Son organizados para formar un juego convencional de proyecciones para cada ángulo (o sinograma) y la reconstrucción realizada mediante métodos de retroproyección filtrada o iterativos.