Диссертация (1149678), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Для сцинтиграмм с25низким уровнем шума применяется фильтр Hann, для сцинтиграмм с высокимуровнем шума применяются такие фильтры, как Parzen, Batterworth.§ 1.3 Позитронно-эмиссионная томографияСовременныйпроведенияпозитронно-эмиссионныйдиагностическойпроцедурытомографвизуализациииспользуетсядляпространственно-временного распределения позитронно-излучающего радиофармацевтическогопрепарата в теле пациента поаннигиляционному излучению. Основойпозитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) является способ регистрациивысокоэнергетического гамма-излучения с помощью схемы совпадения.В медицинской практике для ПЭТ исследований используются следующиеизотопы: углерод (11C); азот (13N); кислород (15O); фтор (18F). Указанныерадионуклидыявляютсякороткоживущими.Первоначально,методПЭТиспользовался в научных исследованиях, но в последнее время указанныйрадионуклидный метод стал играть всё более важную роль в клиническойпрактике.
Наибольшее распространение метод ПЭТ получил в онкологии.Широко используемым радионуклидом в онкологии является18F-FDG. ТакжеПЭТ применяется и в кардиологии, для проведения исследования перфузионнойтомосцинтиграфии миокарда в качестве радионуклида используется13N-NH3.Преимущество использования ПЭТ заключается в том, что в отличие от другихрадионуклидныхметодов,количественныеизмерениябиохимическихифизиологических процессов проходят в естественных условиях. Этот факт оченьважен как в научно-исследовательских, так и в клинических примененияхпозитронно-эмиссионной томографии.Одной из важнейших характеристик радионуклидов для ПЭТ являетсяэнергия излучаемых позитронов. В процессе замедления позитрон смещается отточки своего рождения, следовательно, появление аннигиляционных квантовбудет происходить в пределах некоторой сферы.
Радиус этой сферы определяетпредел разрешающей способности позитронно-эмиссионного томографии.26Важнейшей частью любого позитронного эмиссионного томографа являетсямассив сцинтилляционных детекторов. Чем больше количество используемыхдетекторов и лучше их характеристики, тем качественнее будут полученныеизображения, а процедура диагностики будет занимать меньше времени.Блок детектирования, предназначенный для работы в составе позитронноэмиссионного томографа должен обладать высокой эффективностью регистрациигамма-квантов с энергией 511 кэВ и для каждого зарегистрированного гаммакванта формировать сигнал в пределах нескольких наносекунд.
Высокаяэффективность регистрации позволяет за короткий промежуток времени получитькачественное изображение, при минимальной величине, вводимой в организмактивности.Кроме того, блок детектирования должен обладать небольшим «мертвымвременем». Мёртвое время это интервал, в течение которого детектирующиймодуль и электроника томографа заняты обработкой сигналов от одной парыгамма-квантов.Втечениеэтогоинтерваларегистрирующаясистеманечувствительна к приходу новых квантов. Чтобы избежать потери событийрегистрации при высокой скорости счёта, мертвое время не должно превышатьединиц микросекунд.На сегодняшний день, в позитронно-эмиссионной томографии применяютсяследующие сцинтилляционные детекторы:1. детекторы, использующие однородные кристаллы;2.
детекторы, использующие многослойные кристаллы.В большинстве коммерческих томографов используются детекторы соднородными кристаллами. В качестве сцинтиллятора используют Bi4Ge3O12,Lu2SiO3 и Gd2SiO5. Шагом к улучшению характеристик позитронно-эмиссионныхтомографов стало определение местоположения точки взаимодействия гаммакванта.Дляэтойцелииспользуютсямногослойныесцинтилляционныекристаллы.После инъекции индикаторного соединения, маркированного позитронноизлучающим радионуклидом, пациент располагается на ложе позитронно27эмиссионноготомографа.позитронно-излучающегоПозитроны,радионуклида,полученныепослевследствиепрохождениераспадакороткогорасстояния (в пределах 1 мм) аннигилируются при контакте с электронами. Врезультате каждой аннигиляции появляются двагамма-кванта с энергиямипо 511 кэВ, которые разлетаются в противоположных направлениях.
Регистрацияаннигиляционныхгамма-квантов осуществляется с помощью колецдетекторов, окружающих пациента. Если в пределах одного кольца и некотороговременного окна, два детектора зарегистрировали сигналы, то это означает, чтоаннигиляционные гамма-кванты образовались в одном акте, и точка аннигиляциинаходится на линии (линии отклика), соединяющей детекторы. Указанныесобытиярегистрациисовпадающими.Ваннигиляционныхитоге,системагамма-квантовсуммируетвсеназываютсялинииотклика,зарегистрированные за время экспозиции, и производит реконструкцию данных.Результатом реконструкции является получение трехмерного распределенияпозитрон-излучающего радиофармацевтического препарата.Совпадающие события можно разделить на следующие типы:1. истинные;2.
рассеянные;3. случайные;4. множественные.Истинные совпадения — это результат регистрации пары гамма-квантов,вызванных одним событием аннигиляции, при этом гамма-кванты не вступали нив какое взаимодействие с материалом исследуемого объекта. Рассеянныесовпадения появляются в результате регистрации пары фотонов, вызванныходним событием аннигиляции, но при этом произошло комптоновское рассеяниеодного из фотонов.
Случайные совпадения появляются, когда в одно временноеокно зарегистрированы фотоны от разных событий аннигиляции. Их числопропорционально квадрату скорости счёта и разрешающему времени схемысовпадений. Чтобы минимизировать число случайных совпадений при высокойскорости счета томографа, разрешающее время схемы совпадений должно быть в28пределах нескольких десятков нс. Множественные совпадения возникают врезультате регистрации более двух фотонов в одном временном окне.Всесовпадения,кромеистинных,вносятошибкувполучаемыепроекционные данные и должны быть скорректированы.Позитронно-эмиссионный томограф может работать как в двумерном, так ив трехмерном режиме. В двумерном режиме кольца детекторов разделеныколлиматорами. В данном режиме совпадения регистрируются внутри одногокольца.
Для восстановления изображений используются методы двумернойпослойной реконструкции. В трехмерном режиме перегородка между кольцамиотсутствует, и совпадения регистрируются для любой пары детекторов в массиве.Трехмерныйрежимпозволяетсущественноувеличитьпространственноеразрешение, но вместе с тем требует использования больших объемов памяти иболее сложных алгоритмов реконструкции. В данном режиме также повышаетсяшум, вызванный случайными и рассеянными совпадениями.ОсновнымпреимуществомметодаПЭТявляетсяегоуникальнаячувствительность, которая на два порядка больше, чем у метода ОФЭКТ.§ 1.4 Радионуклидные методы диагностики сердца1.4.1 Томовентрикулография сердцаНа сегодняшний день задача изучения функции желудочков сердца являетсяодной из актуальнейших в кардиологии. Для оценки диастолической исистолическойфункцииультразвуковыеиТомовентрикулографияжелудочкаприменяютсярадионуклидные—этометодырадионуклидныймагнитно-резонансные,диагностикитомографическийсердца.методисследования сердца, который позволяет визуализировать насосную функциюжелудочков сердца.На основе данных, получаемых в ходе проведения исследованиятомовентрикулографии сердца, можно определить объемы правого и левого29желудочков сердца, соответствующие фракции выброса и гемодинамическиепараметрыдляконечнойдиастолыисистолы.
Такжепорезультатамтомовентрикулографии сердца можно судить о локальной и глобальнойсократимости желудочков сердца.Около двадцати лет для оценки сократительной функции и фракциивыброса левого желудочка сердца использовался радионуклидный методравновесной вентрикулографии [83, 88].
Равновесная вентрикулография основанана методе планарной сцинтиграфии (§ 1.1) меченого пула крови с ЭКГ –синхронизацией, которая необходима для разграничения фаз сердечного цикла.Данное исследование проводится в левой передней косой (45°) проекции сердца.В результате радионуклидной равновесной вентрикулографии определялисьпоказатели фракции выброса, конечного диастолическогои конечногосистолического объёмов левого желудочка [44]. Визуализация локальнойсократимости желудочка осуществлялась с помощью построения изображениядвижения стенок левого желудочка. Для визуализации синхронности сокращенияразличныхотделовжелудочкастроилисьпараметрические(фазовые)изображения на основе Фурье – анализа.
Результаты анализа получаемыхизображений хорошо согласовались с данными, которые были получены в ходепроведенияэлектрофизиологическихисследованийсердца[97].Электрофизиологические исследования сердца требовали больших временныхзатратиспециализированногооборудования,поэтомупостроениепараметрических изображений и анализ данных изображений стал полезнойальтернативой этим исследованиям.Методравновеснойвентрикулографииполучилповсеместноераспространение, так как его результаты были достаточно точными и он былпроствпроведениидиагностическогоисследования.Однако,данныйрадионуклидный метод имеет ряд существенных ограничений. В ходе проведенияисследования равновесной вентрикулографии исключена возможность оценкисокращения левого желудочка в сегментах, прилегающих к верхушечным ибазальным отделам желудочка, так как данный метод является планарным, т.е.30исследование проводится только в одной проекции.
Метод равновеснойвентрикулографии не подходит для оценки функции правого желудочка сердца,это связано с его анатомическим расположением. Также затруднена визуализациябольшей части правого желудочка, вследствие его неправильной формы. Врамкахравновеснойвентрикулографиипрактическиневозможнаоценкадиастолической и систолической функции желудочков сердца на основевычисление гемодинамических параметров для диастолы и систолы [50].В итоге указанные ограничения привели к значительному сокращениючисла проводимых исследований равновесной вентрикулографии в пользуэхокардиографии (эхокардиография — это ультразвуковой метод диагностики,который позволяет исследовать морфологические и функциональные изменениясердца) и ЭКГ-синхронизированной однофотонной эмиссионной компьютернойтомографии сердца [44].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
