Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Zakład Medycyny Nuklearnej Akademii Medycznej w Warszawie Wybrane techniczne aspekty diagnostyki radioizotopowej.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Zakład Medycyny Nuklearnej Akademii Medycznej w Warszawie Wybrane techniczne aspekty diagnostyki radioizotopowej."— Zapis prezentacji:

1 Zakład Medycyny Nuklearnej Akademii Medycznej w Warszawie Wybrane techniczne aspekty diagnostyki radioizotopowej

2 ROZPAD PROMIENIOTWÓRCZY

3 „... samorzutna przemiana jąder atomowych, której towarzyszy emisja promieniowania jądrowego. R.p. mogą ulegać jądra niektórych nukildów występujących w przyrodzie w warunkach naturalnych oraz jądra nuklidów wytworzonych sztucznie w reakcjach jądrowych. R.p. danego jądra jest procesem losowym, toteż do r.p. stosuje się opis statystyczny. ” Definicja rozpadu promieniotwórczego ENCYKLOPEDIA POWSZECHNA PWN ROZPAD PROMIENIOTWÓRCZY

4 Właściwości różnego rodzaju promieniowania ROZPAD PROMIENIOTWÓRCZY  +2  -1  energia: 10 keV ÷ 10 MeV zasięg: 10 cm - woda 10 m - powietrze energia: 0,10 ÷ 3 MeV zasięg: 1 mm - woda 1 m - powietrze energia: 0,3 ÷ 9 MeV zasięg: 0,05 mm - woda 10 cm - powietrze cząstka promieniująca w osłonie

5 Powody stosowania w scyntygrafii promieniowania gamma Wystarczająco duży zasięg. ROZPAD PROMIENIOTWÓRCZY Zakres energii nie powodujących nadmiernego uszkodzenia tkanek. Prostoliniowy tor kwantu w ziemskim polu magnetycznym. Niewielkie aktywności stosowane w celach diagnostycznych.

6 Cechy rozpadu promieniotwórczego Przemiana jądra izotopu ma charakter przypadkowy i nie podlega działaniu żadnych znanych czynników zewnętrznych. ROZPAD PROMIENIOTWÓRCZY Na akt rozpadu dowolnego jądra izotopu nie mają wpływu rozpady innych jąder. Produkty rozpadu mogą opuścić jądro izotopu w przypadkowym kierunku.

7 Ilustracja losowości przemian jądrowych 99m Tc 128x128 2 sec/frame ROZPAD PROMIENIOTWÓRCZY

8 Rozkład statystyczny Poisson'a ­prawdopodobieństwo, że w jednostce czasu nastąpi k rozpadów, ­średnia częstość rozpadów, ­odchylenie standardowe będące miarą rozproszenia liczby rozpadów w kolejnych przedziałach czasu. P(k) A  ROZPAD PROMIENIOTWÓRCZY

9 Rozkład Poisson'a dla różnych średnich częstości rozpadów ROZPAD PROMIENIOTWÓRCZY

10 Zakres rzeczywistych wartości częstości rozpadów k P(k) A  Dla rozkładu Poisson'a ROZPAD PROMIENIOTWÓRCZY miara błędu względnego

11 Przykładowe kolejne wyniki pomiaru liczby rozpadów w jednostce czasu Miernik liczby rozpadów N N  N N min max N  N / N 55% 30% 17% 9,5% 5,5% 3,0% 1,7% 0,9% 0,5% 0,3% ROZPAD PROMIENIOTWÓRCZY

12 Prawo rozpadu promieniotwórczego W każdej chwili czasu obserwowana średnia częstość rozpadów danego izotopu jest wprost proporcjonalna do liczby jego jąder. ­liczba jąder po czasie t, ­liczba jąder w chwili początkowej t = 0, ­stała zaniku (rozpadu). N(t) N o ROZPAD PROMIENIOTWÓRCZY

13 Czas połowicznego rozpadu Czas połowicznego rozpadu zależy jedynie od rodzaju pierwiastka chemicznego izotopu promieniotwórczego. N(t) t 0 T 1/2 2T 3T N o N o 2 N o 4 ROZPAD PROMIENIOTWÓRCZY

14 Jednostka aktywności przemiany jądrowej wg. międzynarodowego układu miar SI 1 Bq = 1 rozpad w czasie 1 sekundy 1 kBq = 10 1 sec 3 1 MBq = 10 1 sec 6 1 GBq = 10 1 sec 9 1 mCi = 37 MBq27,03 Ci  1 MBq = ROZPAD PROMIENIOTWÓRCZY

15 Cechy liczbowe wskaźników radioizotopowych używanych w diagnostyce obrazowej Zakres aktywności: 1MBq ÷ 1GBq. ROZPAD PROMIENIOTWÓRCZY Zakres energii kwantów gamma: 40 ÷ 600keV. Wartość energii kwantów zależy wyłącznie od rodzaj izotopu użytego we wskaźniku. Wartość aktywności zależy od ilość atomów izotopu podanych pacjentowi we wskaźniku i od stałej przemiany użytego izotopu.

16 PROCES FIZJOLOGICZNY W SCYNTYGRAFII PROCES FIZJOLOGICZNY

17 Idea diagnostyki radioizotopowej PROCES FIZJOLOGICZNY Proces fizjologiczny Tkanka, narząd, ustrój – farmaceutyk, – substancja biologiczna, – medium życiowe. Specyficzne dla procesu: Izotop Wskaźnik izotopowy

18 o aktywności A D Rozkład przestrzenno-czasowy stężenia wskaźnika radioizotopowego c(x,y,z,t) Proces fizjologiczny Idea diagnostyki radioizotopowej PROCES FIZJOLOGICZNY

19 Czynność ustrojowa - mechanizm transportu do punktu (X,Y, Z) atomy cząsteczki / kompleksu niestabilny atom izotopu promieniotwórczego  40÷550keV  40÷550keV kierunek emisji kwantu  40÷550keV przypadkowy Technika emisji pojedynczego fotonu - SPE (Single Photon Emission) TECHNICZNE RODZAJE BADAŃ

20 Przemiana chemiczna (biochemiczna) pojedynczej molekuły następuje skokowo. W wybranej objętości ustroju istnieje jednak na tyle duża liczba molekuł wskaźnika, że w skali makro przemiany te są widoczne jako proces ciągły w czasie. O przestrzenno-czasowym rozkładzie ilości wskaźnika radioizotopowego Diagnostyka radioizotopowa może badać zarówno zmiany rozkładu wskaźnika w ustroju w czasie (dynamika procesu), jak i ustalony po pewnym czasie jego rozkład (wynik procesu). Rozkład przestrzenno-czasowy ilości wskaźnika jest zależny od użytego wskaźnika i przebiegu procesu ustrojowego, z którym związany jest wskaźnik. PROCES FIZJOLOGICZNY

21 Cele obrazowej scyntygrafii diagnostycznej PROCES FIZJOLOGICZNY Odwzorowanie przestrzenne procesu Odwzorowanie czasowe procesu Graficzne odwzorowanie przebiegu lub wyniku procesu fizjologicznego, postrzeganego jako rozkład przestrzenno-czasowy ilości wskaźnika radioizotopowego w badanej objętości. lub i / wynik procesu dynamika procesu

22 DETEKCJA KWANTÓW PROMIENIOWANIA GAMMA DETEKCJA PROMIENIOWANIA GAMMA

23 Zjawisko scyntylacyjne scyntylator np. kryształ NaJ z domieszką Tl elektron wtórny atom absorbujący kwant błyski światła DETEKCJA PROMIENIOWANIA GAMMA  kwant promieniowania

24 Detektor scyntylacyjny z fotopowielaczem wzmacniającym impuls prądu elektrycznego scyntylator fotokatoda 0 V +100 V +200 V+300 V +400 V V V V anoda zespół elektrod wzmacniających fotoelektrony kwant  fotopowielacz DETEKCJA PROMIENIOWANIA GAMMA

25 detektor osłona badana tkanka otaczająca zanieczyszczenia izotopowe środowiska oraz izotopy skorupy ziemskiej promieniowanie kosmiczne efekt Compton'a Zakłócające źródła promieniowania - szum

26 Działanie energetycznego dyskryminatora kwantów energia częstość kwantów amplituda prądu częstość impulsów prądu liniowy detektor kwantów energia amplituda prądu wyjście dyskryminatora okienkowy dyskryminator amplitudy impulsów DETEKCJA PROMIENIOWANIA GAMMA

27 ODWZOROWANIE GEOMETRYCZNE W SCYNTYGRAFII SPE ODWZOROWANIE GEOMETRYCZNE SPE

28 Odwzorowanie geometryczne ??? ODWZOROWANIE GEOMETRYCZNE SPE detektor tkanki ze wskaźnikiem radioizotopowym

29 Odwzorowanie planarne - kolimacja przez pochłanianie ODWZOROWANIE GEOMETRYCZNE SPE kolimator detektor tkanki ze wskaźnikiem radioizotopowym

30 S Odwzorowanie planarne (rzut prostokątny) ODWZOROWANIE GEOMETRYCZNE SPE płaszczyzna pomiarowa (detektor) z x y zbiór tkanek z przestrzennym rozkładem wskaźnika radioizotopowego V

31 Konsekwencje rzutowania prostokątnego w scyntygrafii Na płaszczyźnie pomiarowej (detektora) tracona jest informacja o grubości tkanki. Z taką samą częstością emituje kwanty gruba tkanka (duża objętość) o małym stężeniu wskaźnika jak i cienka tkanka (mała objętość) o dużym jego stężeniu. ODWZOROWANIE GEOMETRYCZNE SPE

32 Zjawisko rozproszenia Compton’a E’  < E  fotopowielacz kryształ scyntylacyjny kolimator badany narząd tkanka otaczająca cząstki rozpraszające     

33 Rola rozproszenia Compton’a Występuje zawsze i na dowolnej cząstce. ODWZOROWANIE GEOMETRYCZNE SPE Wymaga bardzo starannego ustawienia dolnej wartości energii kanału dyskryminatora. Może to być cząstka tkanki, zanieczyszczenia powietrza lub elementu konstrukcyjnego głowicy kamery. Energia kwantu wtórnego powstałego wskutek rozproszenia jest zawsze mniejsza od energii kwantu pierwotnego. Kwant wtórny może ulegać kolejnym rozproszeniom. Jest przyczyną artefaktów w zobrazowaniu.

34 TECHNICZNE KRYTERIA KLASYFIKACJI BADAŃ SCYNTYGRAFICZNYCH TECHNICZNE RODZAJE BADAŃ

35 Rodzaje odwzorowania geometrii rozkładu wskaźnika radioizotopowego Planarne - rzut prostokątny Przestrzenne - rekonstruowane ODWZOROWANIE GEOMETRYCZNE SPE

36 Ujęcie z punktu widzenia procesu Przebieg procesu w czasie (tzw. badanie dynamiczne). Ustalony w wyniku procesu rozkład wskaźnika (tzw. badanie statyczne). TECHNICZNE RODZAJE BADAŃ

37 ELEMENTY KAMERY SCYNTYGRAFICZNEJ KAMERA SCYNTYGRAFICZNA

38 Różne konfiguracje kamery uniwersalnej do badań typu planar

39 KAMERA SCYNTYGRAFICZNA Różne kamery uniwersalne


Pobierz ppt "Zakład Medycyny Nuklearnej Akademii Medycznej w Warszawie Wybrane techniczne aspekty diagnostyki radioizotopowej."

Podobne prezentacje


Reklamy Google