Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling...

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RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

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Bildgebende Systeme in der Medizin

Bildgebung mit radioaktiven StoffenDr. Friedrich Wetterling

Hochschule Mannheim

Computer Assisted Clinical MedicineFaculty of Medicine Mannheim University of HeidelbergTheodor-Kutzer-Ufer 1-3D-68167 Mannheim, GermanyFriedrich.Wetterling@MedMa.Uni-Heidelberg.dewww.ma.uni-heidelberg.de/inst/cbtm/ckm/

10/27/2011 | Page 2Übersicht

1) Historie

2) Gamma-Kamera

3) Single Photon Emmission Computer Tomography

4) Positron Emmission Tomography

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10/27/2011 | Page 3Historie

1973, Dr. Michael Phelps: PET

1958, Hal Oscar Anger: Gamma-Kamera fürszintigraphische Abbildungen

10/27/2011 | Page 4Radionuklidgenerator

Beschuss von 236U mit Neutronen,� spontane Spaltung

Beschuss mit Deuterium 21H

99mTc – metastabiles Technetium

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10/27/2011 | Page 5Szintillationszähler

Der Zweck der Fotokathode besteht darin, die vom Szintillatorkristall erzeugten Lichtblitze in Elektronen umzuwandeln.

Dynoden bestehen aus bestimmten Legierungen welche Elektronen emittieren, wenn ihre Oberfläche von Elektronen getroffen wird.

Die Spannung steigt von Dynode zu Dynode durch Spannungsteiler.

10/27/2011 | Page 6Szintillatorprinzip

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10/27/2011 | Page 7Planare Szintigraphie

Die Zälrate in einem Bildpunkt entspricht derSumme aller Aktivitäten entlang einer Linie durchden Probanden.

10/27/2011 | Page 8Szinitigraphie

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10/27/2011 | Page 9Schwerpunktverfahren

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Auflösungsvermögen einer Gamma-Kamera

Inherente Auflösung: Auflösung der Gamma-Kamera ohne Kollimator (Halbwärtsbreite einer Gaussverteilung)

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10/27/2011 | Page 11Kammeraspezifikationen

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Single Photon Emmission Tomography (SPECT)

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10/27/2011 | Page 13SPECT Systeme

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Single Photon Emmission Tomography (SPECT)

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10/27/2011 | Page 15Messignal und örtliche Aktivität

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Verstoß gegen das Symmetrieprinzip der Radontransformation

von vorne (0°) von hinten (180°)

Sollte identisch sein!!!

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Prinzip der vereinfachten Absorbtionskorrektur

10/27/2011 | Page 18Schnittbilder vom Herzen

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ββββ+ - Zerfall protonenreicher Kerne: Nachweis zweier γ-Quanten (je 511 keV)

15O 2 min13N 10 min11C 20 min18F 110 min

Positronen-Emmissions Tomographie (PET)

Halbwärtszeiten

10/27/2011 | Page 20Typische Tracer

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10/27/2011 | Page 21PET

10/27/2011 | Page 22Koinzidenzdetektion

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10/27/2011 | Page 23Koinzidenzdetektion

10/27/2011 | Page 24Detektorprinzip

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10/27/2011 | Page 25Kristallidentifikation - Wägeverfahren

10/27/2011 | Page 262D-PET

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10/27/2011 | Page 27Auflösungsfaktoren

10/27/2011 | Page 28Rekonstruktion

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10/27/2011 | Page 29Rückprojektionsverfahren

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Bestimmung des Schwächungskoeffizienten

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10/27/2011 | Page 31Absorbtionskorrektur

10/27/2011 | Page 32Gefilterte Rückprojektion

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10/27/2011 | Page 33Auflösungsvermögen

10/27/2011 | Page 34Abbildungsfehler

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10/27/2011 | Page 35Vorteile

PET mit 18F markierter Glukose (Alzheimerpatient)

10/27/2011 | Page 36Zusammenfassung

- Einzelphotonenmethoden: Planare Szintigraphie

- Einzelphotonenmethoden: Emmissions Computer Tomographie (SPECT)

- Positronen-Emmissions-Tomographie

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