Vad är PET? PET: Positron Emissions Tomografi Nuklearmedicinsk undersöknings-metod som använder annhilationsfotoner Visar funktion
Onkologi Klinisk användning Diagnostik/Utredning av sjukdom Stadiumindelning Uppföljning av behandling Kontroller Dosplanering inför terapi Neurologi Cardiologi
b+ sönderfall A X A Z N Z - Y 1 N + 1 + e + + u Nuklid Halveringstid C-11 20.3 min N-13 10 min O-15 124 sek F-18 110 min e.g., 18 F 18 O + e + +
Cyklotronproducerade PET-isotoper Vanligast: F-18
Generatorproducerade PET-isotoper T ex : Ge-68, Ru-82
Postronemitterande radionuklider Helt organiska molekyler märkta med de positronstrålande isotoperna av kol, kväve eller syre kan användas som tracers - speciellt viktigt inom forskning.
Fluorodeoxyglucose F-18 FDG, - Fluorodeoxyglucose är den vanligaste substansen vid PET-undersökningar. - Tillräckligt lång halveringstid för att vara möjlig att transportera. - Hög sensitivitet (dock begränsad specificitet) vid ett stort antal tumörsjukdomar
F-18 FDG, en socker-molekyl CH 2 OH CH 2 OH O O OH OH HO OH HO OH OH D Glucose 18 F 2 Fluoro 2 Deoxy D Glucose
Vascular Tumor Cell Glycogen 18 FDG K 1 K 2 Glucose transporter protein Hexokinase K 3 K 4 Glucose-6- phosphatase 18 FDG-1-P 18 FDG 18 FDG-6P 18 F-fru-6-P Glycolysis 18 FDG-6- phosphogluconolactone HMP shunt
POSITRON ANNIHILATION ~1-3mm b + 511KeV Positron travels 1-3mm (depending on energy) before annihilation. 511KeV b - Annihilation process conserves: - Energy (photons are 511KeV). - Momentum (photons are almost exactly colinear). Simultaneous detection of two 511KeV photons --> event along line between detectors. (Line Of Response, LOR )
Coincidence
SPECT vs PET Basic Principles
Koincidens Sann Spridd Slumpmässig
Koincidens: Sann
Koincidens: Spridd I samma plan I ett annat plan Spridningsfraktion 30-60%
Koincidens: Slump 1 t 2 R R =t R 1 R 2 ~t R 1 2
Time-of-flight (TOF) Man kan mäta skillnaden i tid för fotonernas ankomst till detektorn och på så sätt förbättra positioneringen av annihilationshändelsen. Metoden kallas time-of-flight (TOF) och finns implementerat i en del PET-system.
Time-of-flight vs conventional PET Data collection and reconstruction in a conventional PET scanner. (Top) Positron annihilations are collected with no position information along the lines. (Middle) Estimates of the image as seen at the measurement angle. (Bottom) Final estimate of the image is the sum of the four estimates before filtering.
Time-of-flight vs conventional PET (Top) With TOF, data collection has position information along the lines of response. (Middle) Estimates to the image. (Bottom) Estimated image when TOF information is included.
Time-of-flight (TOF) Antag tidsskillnad vid detektion av coincidenta fotoner är Δt. Plats för annihilationshändelsen relativt systemets mittpunkt mellan detektorelementen kan då beräknas som Δd = (Δt c)/2 där c betecknar ljusets hastighet.
Artefakter beroende av attenuering
Spatiell upplösning positronens räckvidd vinkel mellan fotonerna detektorstorlek
Positronens räckvidd ~1-3mm b + 511KeV 511KeV b -
Vinkel mellan fotonerna Non-colinearity Påverkan på upplösningen kommer att bli beroende av FOV. Om den är 50 cm blir FWHM för denna effekt 3 mm. För 25 cm FOV blir bidraget 1.5 mm. R 180 0. 0022 D
Detektorelementens storlek
Blockdetektorn Blockdetektorn består av en kvadratisk kristall som är försedd med delvis genomsågade springor vilka fylls med ett reflekterande material. På så sätt erhålls t ex 169 detektorelement i varje block. Bakom detektorblocket sätts sedan 4 fotomultiplikatorer och genom att signalens storlek från varje enskild fotomultiplikator vägs samman kan den lokaliseras till ett enskilt detektorelement.
Korrektioner Normalisering DQC med homogent fantom Korrektion för slumpmässig coincidence - delayed timing window Spridningskorrektion mha CT Attenueringskorrektion mha CT Dödtidskorrektioner
Phantom Studies: Detectibility
Historik PET PET utförts sedan 2000 Fattigmans PET Mobil PET/CT sedan 2005 Befintlig PET/CT installerad februari 2008
Cyklotron i Lund
Cyklotron i Lund MC 17 Scanditronix Byggd av Scanditronix c:a 1980 (Uppsala) 17 MeV upp till 50 μa protoner 8.5 MeV upp till 50 µa deuteroner H+ maskin Extraktion (c:a 75 % för protoner) Bred stråle, c:a 3.5 0.5 cm2 (ingen fokusering) Ingångsfönster = 4 1 cm2
PET/CT
Schema för beräknad dos till patient Datum: Klinfys PC med REMUS installation. Akt: 0 MBq Hämta Tid: 08:44 Vol: 15,1 ml Tid vila -> inj 00:15 HPLC= Tid kontrast -> inj 01:00 TLC= Tid mellan ankomst och inj 01:15 ph= US-tid: 00:45 Scan Namn Patientlista kan hämtas från REMUS via worklist om detta Excelblad finns på en Röda siffror kan redigeras, svarta siffror beräknas automatiskt. Person nr Tid mellan inj och bildtagni 01:00 Admin. aktivitet (MBq/kg): 4 Vikt (kg) Inj Tid Bild kl Klar kl Akt MBq Volym ml 1 0 11:45 12:45 13:30 0 ##### ##### 2 0 12:30 13:30 14:15 0 ##### ##### 3 0 13:15 14:15 15:00 0 ##### ##### 4 0 14:00 15:00 15:45 0 ##### ##### 5 0 14:45 15:45 16:30 0 ##### ##### 6 0 15:30 16:30 17:15 0 ##### ##### 7 0 16:15 17:15 18:00 0 ##### ##### 8 0 17:00 18:00 18:45 0 ##### ##### Tid pat1->pat2 00:45 T(1/2): 01:50 Tid pat2->pat3 00:45 Tid pat3->pat4 00:45 Tid pat4->pat5 00:45 Tid pat5->pat6 00:45 Tid pat6->pat7 00:45 AktKonc 08:32 0 Tid pat7->pat8 00:45 Rest ml Aktivitet kl 15:10 0 3,54545455
Flödesschema patient -personal
Effektiv dos till patient vid PET
Effektiv dos till patient vid PET
Strålskydd Avstånd Tid Handskar Dosimeter, kropp, hand och direktvisande dosimeter Strålskyddsgrupp Strålskyddsansvarig BMA/SSK på Nuklearmedicin
Sprutskydd Skydd till 5 ml spruta Skydd till 2 ml Spruta
Halvvärdestjocklek Strålkälla Fotonenergi (kve) HLV Bly (mm) HVL plexiglas (mm) I-123 28 0,015 1,74 Tl-201 80 0,26 33 Tc-99m 140 0,27 40 In-111 175,247 0,9 50 I-131 364 2,22 56 F-18 511 4 70
Kvantifiering av upptag - Standardized uptake value - SUV Standardized uptake rate (SUV) Standardized uptake value, SUV, is a widely used, simple PET quantifier, calculated as a ratio of tissue radioactivity concentration (e.g. in units kbq/ml) at time t, c(t) and injected dose (e.g. in units MBq) at the time of injection divided by body weight (e.g. in units kg). If the above mentioned units are used, the unit of SUV will be g/ml.
Slut!