Appareil-photo gamma

Un appareil-photo gamma est un dispositif utilisé dans la formation image médicale nucléaire également connue sous le nom de médecine nucléaire , pour regarder et analyser des images du corps humain de la distribution du rayon gamma médicalement injecté, inhalé, ou ingéré émettant les radionucléides .

Un appareil-photo gamma se compose d'un ou plusieurs avions en cristal plats ou, des détecteurs, optiquement couplés à une rangée de tubes photomultiplicateurs, l'assemblée est connus comme " ; head" ; , monté sur un portique. Le portique est relié à un système informatique que commande l'opération de l'appareil-photo aussi bien que l'acquisition et le stockage des images acquises.

Le système accumule des événements ou, compte des photons gamma du qui sont absorbés par le cristal dans l'appareil-photo. Habituellement un grand cristal plat d'iodure de sodium avec du thallium enduisant dans un logement lumière-scellé est employé. La méthode très efficace de capture de cette combinaison pour détecter des rayons gamma a été découverte par le remarquable Robert Hofstadter de physicien en 1948).

Le en cristal scintille en réponse au rayonnement gamma d'incident. Quand un photon gamma part du patient (qui a été injecté avec un pharmaceutique radioactif radiopharmaceutique), frappe un électron lâchement d'un atome d'iode dans le cristal, un flash faible de lumière est produit quand l'électron trouve encore un état d'énergie minimal. Le phénomène initial de l'électron excited est semblable à l'effet photoélectrique et (en particulier avec des rayons gamma) à la diffusion Compton De . Après que le flash de la lumière soit produit, il est détecté. Les tubes du photomultiplicateur (PMTs) derrière le cristal détectent les flashes fluorescents (événements) et des sommes d'un ordinateur les comptes. L'ordinateur reconstruit et montre une image bidimensionnelle de la densité spatiale relative de compte sur un moniteur. Cette image reconstruite reflète la distribution et la concentration relative des éléments de traceur radioactif actuels dans les organes et les tissus reflètents.

La colère de Hal de a développé le premier appareil-photo gamma dans le 1957 . Sa conception originale, fréquemment appelée l'appareil-photo de colère, est encore employée couramment aujourd'hui. L'appareil-photo de colère utilise des ensembles de photomultiplicateurs de tube électronique du . Généralement chaque tube a un visage exposé d'environ 3 pouces de diamètre et les tubes sont arrangés dans des configurations d'hexagone, derrière le cristal absorbant. Le circuit électronique reliant les détecteurs photoélectriques est câblé afin de refléter la coïncidence relative de la fluorescence légère comme senti par les membres de la rangée de détecteur d'hexagone. Tout le PMTs détectent simultanément le même flash (présumé) de la lumière à divers degrés, selon leur position de l'événement individuel réel. Ainsi l'endroit spatial de chaque flash simple de la fluorescence est reflété comme un modèle des tensions dans la rangée de interconnexion de circuit.

L'endroit de l'interaction entre le rayon gamma et le cristal peut être déterminé en traitant les signaux de tension des photomultiplicateurs ; en termes simples, l'endroit peut être trouvé en pesant la position de chaque tube photomultiplicateur par la force de son signal, et puis en calculant une position moyenne des positions pesées. Tout le montant des tensions de chaque photomultiplicateur est proportionnel à l'énergie de l'interaction de rayon gamma, de ce fait permettant la discrimination entre différents isotopes ou entre les photons dispersés et directs.

Afin d'obtenir des informations spatiales sur les émissions gamma du d'un sujet de formation image (par exemple cellules de muscle du coeur d'une personne qui ont absorbé un radioactif injecté par intravenous, habituellement thallium-201 ou technetium-99m, agent médicinal de formation image) une méthode de corréler les photons détectés avec leur point d'origine est exigée.

La méthode conventionnelle est de placer un collimateur au-dessus de la rangée de la détection crystal/PMT. Le collimateur se compose d'une feuille épaisse du fil , en général 1-3 po. d'épaisseur de , avec des milliers de trous adjacents par lui. Les différents trous limitent les photons qui peuvent être détectés par le cristal à un cône ; le point du cône est au centre de midline de n'importe quel trou indiqué et s'étend de la surface de collimateur à l'extérieur. Cependant, le collimateur est également l'une des sources de flou dans l'image ; le fil n'atténue pas totalement les photons gamma d'incident, là peut être une certaine interférence entre les trous.

À la différence d'un objectif, comme utilisé dans des appareils-photo de lumière visible, le collimateur atténue les la plupart (>99%) de photons d'incident et limite ainsi considérablement la sensibilité du système d'appareil-photo. Les grands nombres de rayonnement doivent être présent afin de fournir assez d'exposition pour que le système d'appareil-photo détecte les points suffisants de scintillation pour former une image.

D'autres méthodes de localisation d'image (trou d'épingle , collimateur tournant de lamelle avec CZT (Gagnon et Matthews) et d'autres) ont été proposées et examinées ; cependant, aucun n'a écrit l'utilisation clinique courante répandue.

Les meilleures conceptions de système courantes d'appareil-photo peuvent différencier deux sources ponctuelles séparées des photons gamma ont localisé un minimum de 1.8 cm à part, à 5 cm à partir du visage d'appareil-photo. La résolution spatiale diminue rapidement aux distances croissantes du visage d'appareil-photo. Ceci limite l'exactitude spatiale de l'image d'ordinateur : c'est une image brouillée composée de beaucoup de points de scintillation détectée mais pas avec précision localisée. C'est une limitation importante pour des systèmes de formation image de muscle de coeur ; le plus épais muscle de coeur normal dans le ventricule gauche est environ 1.2 cm et la majeure partie du muscle de ventricule gauche est à environ 0.8 cm, toujours déplacement et une grande partie au delà de 5 cm du visage de collimateur. Pour aider à compenser, une meilleure scintillation de limite de systèmes de formation image comptant à une partie du cycle de contraction de coeur, appelée déclenchement, toutefois cette autre sensibilité de système de limites.

La formation image du SPECT (tomograpy calculé par émission simple de photon), comme utilisée dans l'essai cardiaque d'effort de nucléaire est exécutée using les appareils-photo gamma, habituellement un, deux ou trois détecteurs ou têtes, sont lentement tournés autour du torse du patient.

des appareils-photo gamma Multi-dirigés peuvent également être employés pour le balayage de la tomographie d'émission de positron , à condition que leur matériel et logiciel puissent être configurés pour détecter des « coïncidences » (près des événements simultanés sur 2 têtes différentes). L'ANIMAL FAMILIER gamma d'appareil-photo est nettement inférieur POUR CHOYER la formation image avec un module de balayage d'ANIMAL FAMILIER conçu par but, car le cristal de scintillator a la sensibilité pauvre pour les photons de grande énergie d'annihilation, et le secteur de détecteur est sensiblement plus petit. Cependant, donné le coût bas d'un appareil-photo gamma et de sa flexibilité additionnelle a comparé à un module de balayage consacré d'ANIMAL FAMILIER, cette technique est utile où les implications de dépenses et de ressource d'un module de balayage d'ANIMAL FAMILIER ne peuvent pas être justifiées.

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