Радионуклидная диагностика для практических врачей - Лишманова Ю.Б.
ISBN 5-93629-166-9
Скачать (прямая ссылка):
Для того, чтобы обеспечить прозрачность кристалла только для сцинтилляционных вспышек, его наружная поверхность обычно покрывается тонким слоем алюминия, который свободно пропускает гамма-кванты, но непрозрачен для видимых лучей. Для наилучшего проведения сцинтилляций до ФЭУ, тыльная поверхность кристалла покрывается специальным оптическим гелем.
Эффективность задержки гамма-квантов
50 -
25 -
I I I I
100 200 300 400
Энергия гамма-квантов
Рис. 1.2.4. Эффективность задержки гамма-квантов в кристалле при различных значениях его толщины и энергии гамма-квантов
20
Глава 1. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АНАТОМИЯ КОРОНАРНОГО И МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ
В современных гамма-камерах кристалл йодида натрия обычно имеет удобную для проведения исследований четырехугольную форму и размеры 60x45 см, обеспечивающие поле видения 59x39 см. Для регистрации сцинтилляций и преобразования их в электрические сигналы, как правило, используют около 60 ФЭУ с диаметром фотокатода 3 и 2 дюйма. В связи с тем, что при использовании ФЭУ с круглой воспринимающей поверхностью часть кристалла выпадает из их поля зрения, в последние годы, появились новые разработки умножителей с прямоугольными фотокатодами. Помимо преобразования сцинтилляци-онных вспышек в электрические сигналы в ФЭУ происходит их усиление примерно в 10 миллионов раз.
Как показано нарис. 1.2.1, усиленные с помощью ФЭУ сигналы подаются на специальный декодирующий блок (4), с помощью которого определяются координаты каждой сцинтилляции (X и Y), а также интенсивность ее свечения (Z), пропорциональная энергии поглощенного гамма-кванта. На практике величина Z является суммой сигналов всех ФЭУ, отреагировавших на данную сцинтилляцию.
Существует три способа дальнейшего преобразования сигнала в сцинтиграфическое изображение: аналоговый, аналого-цифровой и истинно цифровой. Аналоговая обработка применялась в гамма-камерах, которые выпускались до середины 90-х годов. Уже в 80-х годах стали появляться так называемые цифровые гамма-камеры. В этих аппаратах обработка X, Y и Z сигналов, полученных аналоговым путем, проводилась с помощью специальных процессоров. Лишь с середины 90-х годов были выпущены первые коммерческие гамма-камеры с истинно цифровым способом обработки сигнала. Принципиальным отличием таких гамма-камер явилось то, что каждый их ФЭУ оснащен собственным аналого-цифровым преобразователем. В этом случае X, Y и Z сигналы рассчитываются полностью цифровым путем.
В целом процесс детектирования завершается формированием сцинтиграфического изображения исследуемого органа, которое визуально или с помощью компьютера обрабатывается врачом-радиологом с целью принятия диагностического решения.
Промышленное производство гамма-камер началось в середине 60-х годов. За последующие годы было выпущено несколько поколений гамма-камер, которые с каждым годом все более и более совершенствовались в следующих направлениях:
- разработка специализированных коллиматоров;
- повышение разрешающей способности гамма-камер;
- расширение поля видения детекторов, за счет увеличения размеров сцинтилляционного кристалла;
- внедрение компьютерной техники и специальных программ обработки результатов;
- создание устройств, позволяющих перемещать детектор и пациента относительно друг друга для получения сцинтиграммы всего тела;
- производство мобильных гамма-камер с облегченной защитой детектора для обследования нетранспортабельных больных;
- создание томографических гамма-камер с одним или несколькими детекторами;
- разработка блоков совпадения для проведения исследований с позитрон-излучающими нуклидами;
- создание «гибридов», совмещающих возможности гамма-камеры с рентгеновским или магнитно-резонансным томографом.
Тем не менее, основные технические характеристики гамма-камеры определяются качеством блока детектирования, определяемым следующими характеристиками: 1) полезное поле видения детектора, 2) степень неоднородности поля видения, 3) энергетическое разрешение, 4) пространственное разрешение, 5) нелинейное искажение, 6) быстродействие гамма-камеры (скорость счета).
Полезное поле видения детектора, как мы уже отмечали выше, зависит от размера кристалла и для современных гамма-камер обычно составляет 59x39 см. Полезное поле видения несколько меньше размеров кристалла гамма-камеры, что связано с наличием «мертвого» пространства, обусловленного круглой формой ФЭУ и особенностями формирования сцинтилляционного изображения (индикация и определение координат вспышки одновременно несколькими соседними фотоумножителями).
Степень неоднородности поля видения гамма-камеры отражает отличие в скорости счета между точками кристалла при использовании однородного плоского источника большого размера. Причиной такой неоднородности, как правило, служит изменение степени усиления Z-сигнала, которую могут вызывать самые разнообразные причины, например, изменение характеристик воздействия магнитного поля Земли при повороте детектора.
Одним из путей повышения однородности поля видения гамма-камеры является использование специальных корригирующих коэффициентов, величина которых обратно пропорциональна значениям сцинтилляционного счета матрицы при регистрации излучения от однородного плоского источника. Плоский источник представляет собой сосуд из оргстекла с плоскопараллельными основаниями. Поперечный размер основания должен быть не менее диаметра сцинтилляционного кристалла. Перед проведением коррекции фантом заполняется водным раствором радионуклида. При этом необходимо следить за тем, чтобы в полости не осталось пузырьков воздуха. Существуют и твердые плоские фантомы (flood source),
