Method Article

기본 양전자 방출 단층 촬영 시스템은 양방향 차원 공간에서 방사성 소스의 위치를​​ 구축

DOI:

10.3791/52272

⸱

February 1st, 2016

 , 
1Physics Department, Centro de Investigacion y de Estudios Avanzados del IPN (Cinvestav)

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

우리는 간단하지만 잘 구성된 양전자 방출 단층 촬영(PET) 시스템을 제시하고 기본 작동 원리를 설명합니다. 이 프로토콜의 목표는 사용자가 간단한 PET 시스템을 구성하고 테스트하도록 안내하는 것입니다.

Abstract

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간단한 양전자 방출 단층 촬영 (PET) 프로토 타입은 완전히 기본적인 작동 원리를 특성화하기 위해 구성되었습니다. 애완 동물 프로토 타입이 애완 동물의 기하학적 중심에 배치되어있는 방사성 소스로부터 방출되는 두 개의 감마선을 검출하기 위해 반대 위치에 배치됩니다 광전자 증 배관 또는 PMT의에 플라스틱 신틸 레이터 결정을 결합하여 만든 셋업을. 프로토 타입은 네 20cm 직경의 원에 기하학적으로 배치 감지기, 중앙에 방사성 소스로 구성되어 있습니다. 중심으로부터 방사선 소스 cm 이동시킴으로써 시스템 중 하나는이 정보를 사용하여 시스템은 그래픽 인터페이스의 가상 위치를 계산할 수 있으며, 임의의 두 개의 PMT 년대 사이 비행 차의 시간을 측정함으로써 변위를 검출 할 수 있고. 이러한 방식으로, 프로토 타입 PET 시스템의 주요 원리를 재생한다. 그것은 드의 2 라인에 4cm 간격으로 소스의 실제 위치를 결정하도록 할 수있다tection 미만에서 2 분을 복용.

Introduction

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양전자 방출 단층 촬영 장치는 본체의 내부 조직과 장기의 디지털 이미지를 얻기 위해 사용되는 비 침습적 영상 법이다. 다양한 비 침습적 방법은 그 하나는 축 컴퓨터 단층 촬영 (TAC) 및 자기 공명 영상 (MRI) 등의 환자의 내부 작동에 대한 이미지 정보를 획득 할 수 있도록 존재한다. 모두 좋은 공간 해상도를 제공하고 추가로 해부학 및 생리 학적 연구에 응용 프로그램에 사용됩니다. 비교적 PET 적은 공간 해상도를 제공하지만, 관심의 영역에서 발생하는 대사에 관한 더 많은 정보를 제공합니다. PET 널리 기능과 형태 학적 정보를 얻기 위해 사용된다 주요 임상 응용 프로그램은 종양학, 신경 및 심장의 분야에 있습니다. 또한, 애완 동물의 이미지는, 의사가 예를 들어, 더 나은 진단을 제공하는 데 도움 종양 치료 계획을 설정할 수 있습니다.

PET 시스템의 기본 작동 원리는 두 포의 검출이며양전자 전자 소멸 쌍에서 오는 톤 또는 감마선은 모두 일반적으로의 PMT와 결합 신틸 레이터 결정으로 구성 감지기, 대한 반대 방향으로 비행. 신틸 레이터 결정 광전 프로세스를 통해 전기 펄스를 광 신호로 변환 PMT로 이동 가시광으로 감마 방사선을 변환. 판독 시스템에 전송하기 전에 전하의 크기를 증가라는 dynode....

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Protocol

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PET 설정 1. 준비

  1. PMT의 플라스틱 신틸 레이터 조각과 결합을 준비합니다. PMT (크기, 광 음극의 형상)의 종류에 따라 PMT의 광 음극에 맞게 적절한 신틸 편을 구축.
    1. 검은 테이프와 신틸 레이터 조각을 감싸. 이 PMT 채광 결합되는 바와 같이 일측이 밝혀 떠난다.
      참고 :이 부분은 ​​이전에 빛 누적 손실을 방지하기 위해 연마하는 것이 중요하다.
  2. 다음에 광 그리스와 신틸 레이터의 노출 된 얼굴을 적용 알코올 (70 %의 상업 알코올 농도)와 PMT 채광을 청소합니다. 신틸 레이터와 PMT의 얼굴을 결합하고 더 검은 테이프를 포장.
    1. (이 경우에는 14 V의 바이어스 바이어스 케이블마다 PMT에 포함되고, 제어 전압 0.5 V) 소스 전압 PMT를 연결한다. 연결하여 PMT에서 오는 신호를 식별표준 디지털 오실로스코프 채널 PMT 신호 케이블 (신호 케이블은 모든 PMT에 포함된다). / 실험실에서 빛 오프를 켤 때 빛 손실이 없는지 확인하기 위해, 신호의 진폭 변화를 관찰한다. 검출기는 신틸 레이터 플러스 PMT을 의미 곳에 네 개의 감지기, 각각에 대해이 단계를 반복합니다.
  3. 다른 검출기의 해당 부분 위에 하나의 검....

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Results

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두 가지 주요 결과는이 PET 시스템으로 달성된다. 첫째, 가상 방사성 소스의 시각 효과 사이의 효율적인 동기화는 실제 방사성 샘플을 이동할 때. 이 프로그램을 통해 사용자가 획득 시간의 제어, 같은 위치에 반복 수, 데이터는 그 중에서도, 평균 획득 주위 간격의 변동이있다. 둘째 일치 로직 간단한 구조의 구성이 소스의 최종 위치를 계산하기 위해이 거리를 시간차를 변환, 두 신호 사이의 시간 차이를 얻었다.

하나의 검출 라인에서, 우연 또는 외부 노이즈로부터 오는 신호를 구별하기 위해, 전용 로직 모듈 'AND'를 사용하는 것이 충분하다. 이 경우에 모두가 로직 모듈을 필요 두 검지선있다. 검출기의 수가 증가, 그것을 포함하는 데 필요한 경우다른 검출 라인도 포함 "OR"모듈 (도 3 참조).

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Discussion

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이 시스템의 한 가지 중요한 측면은 공간 및 시간 해상도를 통해 매우 좋은 제어를하는 것이다. PET의 공간 해상도는 시험 5시 방사성 붕괴와 소멸의 물리적 특성에 의해뿐만 아니라 우연의 일치 등록의 기술적 측면 (1.1 및 1.2 단계)에서와 같은 객체의 움직임과 같은 오류의 외부 소스에 의해 제한된다. 따라서, 측정 된 정확한 위치 TOF 차 (단계 2.4)에 의존 할 것이다. 하나의 기술은 양호한 시간 해상도가 TOF (6)의 분포의 반값 전폭 (FWHM)을 측정 달성된다.

PMT는 각 '고원'7,8이라는 그 곡선을 얻는 것을 특징으로한다. 이 곡선은 세미 로그 스케일에서 제어 전압 대 PMT에 의해 검출 된 이벤트의 수를 나타낸다. 평평한 부분은 큰 안정 영역에 대응한다 (도 9 참조). 또 다른 특징은 지능을 촬영합니다O 계정이 플래 토 영역에서 전압 값의 안정성이.......

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Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

경쟁하는 재정적 이해관계가 없습니다.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

CINVESTAV 물리학과의 재정적 지원에 매우 감사드립니다. 또한 설치에 놀라운 도움을 준 기술자 Marcos Fontaine Sanchez에게도 감사드립니다. 이 문서의 영어 언어를 검토해 준 Sarah LaPointe에게 감사드립니다.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
낮은 임계값 판별기CAENN845
로직 유닛Lecroy365AL
시간 지연CAENN108A
오실로스코프TektronicTDS3014C
Quad 스케일러 및 프리셋 카운터CAENN1145
TDCLecroy2228
PMT& 알스코오; s하마마츠H5783p
파워 샤시스레크로이1403
GPIB 인터페이스레크로이8901A
NIM 전원 공급 장치레크로이1002B
CAMAC 크레이트Borer-co1902A
신틸레이터 크리스탈Bicron4081 cm x 2 cm x 5 cm
전원 공급 장치애질런트E3631
Na 22 방사성 선원활동 2  &뮤; Ci
Software LabView 7.1National intruments
lemo 케이블 커넥터2  NSEC, 3  NSEC 및 8  NSEC
아이솔레이터 필름

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Cerello, P., Pennazio, F., et al. An innovative detector concept for hybrid 4D-PET/MRI. Imaging. Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. 702, 1-3 (2013).
  2. Muehllerher, G., Karp, J. S. Positron tomography emission. Phys. Med. Biol. 51, R117-R137 (2006).
  3. Conti, M.

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