tomografia por emissÃo de positrÕes
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07-03-2013
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TOMOGRAFIA POR TOMOGRAFIA POR EMISSÃO DE POSITRÕESEMISSÃO DE POSITRÕES
Ana Margarida Vales
Departamento de Física da Universidade de Aveiro (2012/2013)
Ollinger, John M. and Jeffrey A. Fessler,
"Positron Emission Tomography“,
IEEE Signal Processing Magazine,
January 1997, 43-55
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TÉCNICAS DE DIAGONÓSTICO POR IMAGEMTÉCNICAS DE DIAGONÓSTICO POR IMAGEM
RADIOGRAFIA (RAIOS X)
TOMOGRAFIA COMPUTORIZADA (TC)
RESSONÂNCIA MAGNÉTICA (MRI)
INFORMAÇÃO
ANATÓMICA
TÉCNICAS DE DIAGONÓSTICO POR IMAGEMTÉCNICAS DE DIAGONÓSTICO POR IMAGEM
TÉCNICAS DE MEDICINA NUCLEAR
INFORMAÇÃO FUNCIONAL
Produção de imagens através do decaimento por emissão de raios gama de
radioisótopos ligados a moléculas com propriedades biológicas conhecidas –
RADIOFÁRMACOS
CINTILOGRAFIA, SPECT, PET
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PETPET
VANTAGENS
• ISÓTOPOS EMISSORES
(Carbono, Azoto, Oxigénio, Flúor)
• SENSIBILIDADE ELEVADA
DESVANTAGENS
• PREÇO (scanners, ciclotrão)
PETPETPOSITRON EMISSION TOMOGRAPHYPOSITRON EMISSION TOMOGRAPHY
EMISSÃO DE POSITRÕES DECAIMENTO β+
ANIQUILAÇÃO ELECTRÃO-POSITRÃO
Produção de dois fotões de elevada energia
(511 keV) que se propagam em direções opostas
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• Deteção praticamente simultânea de dois fotões associa-se a uma LINHA DE RESPOSTA (LOR) que contém a localização do ponto de aniquilação
• JANELA DE COINCIDÊNCIA (nanossegundos)
[1]
A – CORREÇÃO DA ATENUAÇÃOB – COLIMADORES (SEPTA)C – CRISTAIS CINTILADORESD – TUBOS FOTOMULTIPLICADORESE – ESCUDO DE PROTEÇÃO
PET PET -- INSTRUMENTAÇÃOINSTRUMENTAÇÃO DEDE DETEÇÃODETEÇÃO
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BLOCO DE DETEÇÃOBLOCO DE DETEÇÃO
CRISTAL DE CINTILAÇÃOCRISTAL DE CINTILAÇÃO
• CRISTAL IDEAL:
⋅ elevada densidade,
⋅ alta eficiência de cintilação,
⋅ conversão linear da energia em luz,
⋅ tempo de decaimento da luminescência curto.
• Cintiladores inorgânicos
(BGO – germanato de bismuto)
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TUBO FOTOMULTIPLICADORTUBO FOTOMULTIPLICADOR
• Deteta os fotões provenientes do cintilador e converte-os em pulsos elétricos.
TIPOS DE EVENTOS DETETADOSTIPOS DE EVENTOS DETETADOS
• COINCIDÊNCIA VERDADEIRA (TRUE)
• EVENTOS DE DISPERSÃO (SINGLES)
• COINCIDÊNCIAS ACIDENTAIS
• EVENTOS MÚLTIPLOS
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PROPRIEDADES DO DETETORPROPRIEDADES DO DETETOR
• EFICIÊNCIA DO DETETOR
• TEMPO MORTO DO DETETOR
SISTEMA DE AQUISIÇÃO DE DADOSSISTEMA DE AQUISIÇÃO DE DADOSRESOLUÇÃORESOLUÇÃO
• RESOLUÇÃO ESPACIAL - distância mínima para a qual duas fontes pontuais muito próximas são vistas como separadas;
• RESOLUÇÃO INTRÍNSECA - melhor resoluçãoque se pode obter;
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ATENUAÇÃOATENUAÇÃO
• PROBABILIDADE DE SOBREVIVÊNCIA –probabilidade de um fotão não interagir durante a sua propagação ao longo de uma linha l a uma distância d e um ângulo Ѳ
, coeficiente de atenuação linear na posição x
ATENUAÇÃOATENUAÇÃO
• BLANK
• SCAN DE TRANSMISSÃO
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3D PET3D PET
UM MODELO FÍSICOUM MODELO FÍSICO
ANIQUILAÇÕES/LOR
COINCIDÊNCIAS ACIDENTAIS
EVENTOS DISPERSOS
PROBABILIDADE DE SOBREVIVÊNCIA
EVENTOS VERDADEIROS
COINCIDÊNCIAS ACIDENTAIS
EVENTOS DISPERSOS
EVENTOS NÃO PERDIDOS DEVIDO AO TEMPO MORTO
PROBABILIDADES DE DETEÇÃO DENÚMEROS DE
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RECONSTRUÇÃO DE IMAGEMRECONSTRUÇÃO DE IMAGEM
• MÉTODOS ANALÍTICOS:
– RETROPROJEÇÃO FILTRADA
• MÉTODOS ITERATIVOS:
– BASEADOS EM MÉTODOS ESTATÍSTICOS
RETROPROJEÇÃO FILTRADARETROPROJEÇÃO FILTRADA
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RETROPROJEÇÃO FILTRADARETROPROJEÇÃO FILTRADA
FILTRO RAMPA
PROJEÇÃO FILTRADA
CONCLUSÃOCONCLUSÃO
PROCESSO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM EM PET –ALGORITMOS RELATIVAMENTE SIMPLES PRODUZEM RESULTADOS EXACTOS (BOA ESTATÍSTICA DE CONTAGENS)
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASREFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
• Ollinger, John M., and Jffrey A. Fessler. "Positron EmissionTomography." IEEE Signal Processing Magazine, January,1997, 43-55
• Carvalho, S. B. (2008), "Correção da radiação dispersa“,[Projeto de Mestrado Integrado em EngenhariaBiomédica], Departamento de Física, Faculdade deCiências e Tecnologia da Universidade de Coimbra
• [1] http://www.cellsighttech.com/technology/pet.html