Визуализация при помощи гамма камеры

Визуализация при помощи гамма камеры

В качестве детекторов в гамма-камере используется кристаллы иодида натрия, около 12 мм толщиной, которые имеют как можно большую площадь для покрытия как можно большей площади тела.  Кристалл окружён свинцовой защитной оболочкой для снижения уровня радиационного фона, и передняя часть покрыта коллиматором, защитой  (чаще всего свинцовой) проколотой рядом небольших дырочек (около 40,000).  Дырочки определяют направление радиационного излучения от тела, которое детектируется кристаллом. Поверхность кристалла контролируется набором фотоумножающих трубок (ФЭУ), которые усиливают вспышки света, происходящие, когда гамма лучи сталкиваются с материалом кристалла.    Электронная схема идентифицирует место расположения вспышки в кристалле и усиливает получаемый сигнал.

Когда входящие гамма лучи взаимодействуют с кристаллом  (лучи a и b на Рисунке 3), положение вспышки определяется электроникой по x- и y- координатам.  Амплитуда выхода фотоумножающей трубки, которая пропорциональна энергии направленной на кристалл, также фиксируется.  Много сотен тысяч отсчетов  могут быть произведены для определения энергетического спектра фотонов.  Одни или более энергетические «ворота» или «окна» располагаются в районе фотопика этого спектра, выбраны будут только те отсчеты, которые соответствуют фотоэлектрическому взаимодействию неотражённых фотонов(a). Гамма лучи низкой энергии, которые могут вызывать в последствии комптоновское рассеяние в теле пациента (b), коллиматоре, или в самом кристалле, отвергаются так как невозможно определить где они возникли в организме.  Таким образом получается двумерное (плоское)  изображение, оно является сжатой версией трёхмерного распределения радиоактивности в в рассматриваемой части тела.

Головка детектора, которая включает кристалл, коллиматор и ФЭУ, защищены, обычно с использованием свинца.  Прибор устанавливается на подставку и может быть размещен над пациентом.  Современные камеры имеют две и более головки детектирования, таким образом, изображения тела могут быть получены одновременно с различных направлений. Наличие нескольких головок также сокращает время получения изображения благодаря более высокой коллективной эффективности.

Существует несколько способов, которыми может быть получено изображение:

-         Статическое или плоское изображение части тела, на кровати и с использованием полки для оборудования в одном положении.  Сканирование может производиться сразу (вскоре после инъекции радиофармпрепарата) или позже, для того, чтобы позволить накопиться радиоактивности в тканях мишенях или удалить нежелательную фоновую активность биологическим способом.

-         Развертка (набор) изображений, когда и полка с оборудованием и кровать двигаются постоянно в то время как детектор считывает информацию, таким образом возможно записать серию изображений обследуемой части тела по её длине.

-         SPECT томография, головка детектора двигается в пошаговом режиме вокруг пациента, собирая  отсчеты с различных углов.  (SPECT означает Single Photon Emission Computed Tomography в Европе, the ‘C’ упускают и получают ‘SPET’.)  Отсчеты с каждого угла собираются  и обрабатываются при помощи компьютера, для формирования реалистичного  3D изображения.

-         Динамические исследования, представляют собой последовательность изображений или «кадров» одной части тела длящиеся в течение нескольких секунд каждый, демонстрирующий некоторые быстрые процессы, такие как ток крови в конечности или почке. Эти исследования осуществляются при помощи детектора, и пациент размещается в нужной позиции до инъекции радиофармпрепарата.

-         Циклические исследования (Gated studies),  схожи с  динамическими исследованиями за исключением того, что последовательность изображений охватывает циклические процессы, такие как биение сердца, таким образом,  отсчеты и кадры накапливаются в некое число циклов.  Время цикла запускается электрическим сигналом. Одновременные при данном типе сканирования снимается электрокардиограмма, и проводятся другие виды обследования.

Качество изображения или сканирования определяется двумя взаимосвязанными параметрами: чувствительностью системы и разрешением. Чувствительность и разрешение зависят от многих факторов, особенно от энергии фотонов, устройства коллиматора, толщины кристалла и работы фотоумножителей. Чем больше отсчетов в изображении, тем лучше.  Так как количество  отсчетов зависит от величины активности в поле обзора, ограничение качества изображения часто обусловлено полученной пациентом дозой радиофармпрепарата.