Эффективность растет с увеличением толщины сцинтиллятора, но пространственное разрешением ухудшается. Оптимальная толщина в диапазоне 6 -13 мм

В современных камерах используются ФЭУ диаметром 5 см и их число доходит до 128. на сцинтиллятор. Наилучшее достигнутое разрешение для большого поля зрения чуть меньше 3 мм для 140 кэВ. В большинстве случаев внутреннее разрешение вносит незначительный вклад в итоговое разрешение камеры.

Внутреннее пространственное разрешение при энергии фотонов 140 кэВ в зависимости от толщины кристалла

Внутреннее разрешение гамма камеры с кристаллом Nal(Tl) толщиной 6,3 мм.

При высоких энергиях квантов основной ограничивающий фактор, определяющий выбор толщины сцинтиллятора, – низкая эффективность, при малых энергиях ухудшение энергетического разрешения. Поэтому оптимальная энергия гамма квантов источника для большинства камер находится в интервале 100-200 кэВ.

Эффективность коллиматора g определяется как отношение числа гамма квантов, прошедших через коллиматор к числу квантов, испущенных источником в направлении коллиматора. Разрешение коллиматора, которое определяет резкость деталей изображения, практически всегда хуже внутреннего разрешения детектора и системы воссоздания изображения

Тип коллиматора	Энергия гамма квантов (кэВ)	Эффективность g ´10^-4	Пространственное разрешение мм
Высокого разрешения		1,84	7,4
Общего назначения		2,68	9,1
Высокой чувствительности		5,74	13,2
Высокой чувствительности		1,72	13,4

Энергетическое разрешение. Хорошее энергетическое разрешение детектора дает возможность дискриминировать рассеянные в теле кванты. Типичное разрешение при энергии 140 кэВ находится в интервале 9%-11%. Узкий фотопик позволяет эффективнее дискриминировать рассеянные кванты и улучшает статистическое качество (контрастность) изображения.

Допустимая скорость счёта импульсов. Для измерения динамики сердечной мышцы приходится вводить РФП с активностью радионуклида до 500 МБк, что приводит к скоростям счёта около 10⁵ отс/с. мертвое время не должно превышать 2 мкс,

При высоких скоростях счета увеличивается вероятность зарегистрировать два события как одно. Наложение импульсов приводит к просчетам и искажению изображения. Просчеты особенно существенны при радиоизотопной кардиографии. Поправки на просчеты целесообразно вводить только при их небольшой величине.

Поскольку наложения создаются двумя импульсами амплитудного распределения, то просчеты определяются полной скоростью счета. Видимое мертвое время для выбранного энергетического окна зависит доли, которое занимает окно во всём спектре, Чем меньше окно тем больше кажущееся (видимое) мертвое время. Мертвое время увеличивается за счет вклада рассеянных квантов.

Мертвое время составляет 1-2 мкс при отсутствии рассеивающего материала и энергетического окна, однако, в реальных условиях клиники (^99mTc источник и 15% окно) мертвое время находится в интервале 4-8 мкс. Для 5 мкс просчеты составляют около 20% при скорости счета 4х10⁴отс/с Просчеты несущественны при получении статических изображений, но важны при получении кардиодинамики, когда скорость счета достигает 10⁵ и более отсч/с.

Для уменьшения наложений используются специальные электронные схемы, отсекающие совпавшие сигналы, и аналоговые буферы или разравниватели. Оба этих метода уменьшают мертвое время, изменяя распределение импульсов во времени. Мертвое время можно уменьшить, укорачивая постоянную времени ФЭУ. Однако при этом уменьшается и амплитуда сигнала, что приводит к ухудшению и пространственного и энергетического разрешения.. Например, при t =0.4 мкс собирается только 80% света, при t =1 мкс – 98%.

Стандартное время получения одной проекции, которое определяется минимумом дозы при максимальном комфорте для пациента 20 – 40 с.

Задача. Оценить активность ^99mTc, скорость счёта и поглощённую дозу, полученную пациентом, при условии, что время измерения одной проекции – 30 с. Пусть объём области концентрации радионуклида – 10⁴см³, пространственное разрешение – 10 мм (объём вокселя – 1 см³), статистика от 1 вокселя – 10³ отсчёта, эффективность – 310^-4. Полное число распадов A = 10³×10³/310^-4 = 310⁹, активность a = 310⁹/30 = 10⁸ Бк, Скорость счёта n = 10⁸×310⁴ = 310⁴ имп/с

Полная поглощённая энергия 10⁸(6×3600/0,69)×0,14×1,610^-13 Дж = 710^-2 Дж Þ 7 мЗв (при массе области 1 кг)

Заметная величина! Пути сокращения: уменьшение объёма, увеличение вокселя.

Дата добавления: 2013-12-13