procesamiento y adquisición en pet

PARÁMETROS DE PROCESAMIENTO Y ADQUISICIÓN EN PET

Facultad de Medicina Tecnología Medica

Mención Imagen y Física MedicaSeminario de Medicina Nuclear

¿Que es un PET?

Positrón

Emisión

Tomography

Isótopos usados en PET

ADQUISICIÓN

PROCESAMIENTO

BASES FISICAS

BASES FISICASPROCESO 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 resoluciónCorrección 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 efectivo3. Alta producción de luz4. Velocidad de respuesta.

MATERIALES

ALTO NÚMERO MÁSICO Y EL ALTO NÚMERO ATÓMICO

EFECTIVOMayor poder de frenado del cristalMayor 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 centelleopermite 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 pacienteFactor 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.