07. Оптимизация медицинского облучения: диагностика
advertisement
Учебный материал МАГАТЭ по радиационной защите в области ядерной медицины Часть 7 Оптимизация защиты при медицинском облучении Диагностические процедуры Цель Научиться применять принципы радиационной защиты, включая проектирование, рабочие параметры, калибровку, клиническую дозиметрию и контроль качества диагностических процедур, используя следующие основные виды оборудования: дозкалибратор, оборудование для мониторинга, датчики, сканеры, гамма-камеры, ОФЭКТсистемы (включая системы с режимом совпадения) и ПЭТ. Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 2 Содержание Дозкалибратор и калибровка источников Счетчики образцов и радиометры Оборудование для морфологических и функциональных исследований Сканер Гамма-камеры ПЭТ Клиническая дозиметрия Nuclear Medicine Part 7. Medical Exposure Diagnostic Procedures 3 Оптимизация (ОНБ II.17) (b) (iii) надлежащего получения и обработки изображений; Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 4 ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА (ОНБ) II.23. Программы обеспечения качества при медицинском облучении включают: (a) измерение физических параметров генераторов излучения, устройств для получения изображений и облучательных установок во время их ввода в эксплуатацию и в дальнейшем на периодической основе; Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 5 ОПТИМИЗИРОВАННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ •Хорошо обученные сотрудники, имеющие доступ к соответствующим руководствам • Программа контроля качества • Регулярное техническое обслуживание Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 6 Учебный материал МАГАТЭ по радиационной защите в области ядерной медицины Часть 7 Оптимизация защиты при медицинском облучении 7.1. Дозкалибратор и калибровка источников Измеритель Активности ДОЗКАЛИБРАТОР Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 8 КАЛИБРОВКА ИСТОЧНИКОВ ОНБ II.19 Зарегистрированные лица и лицензиаты обеспечивают, чтобы : (a) в сведениях о калибровке источников, используемых для медицинского облучения, указывалась конкретная лаборатория дозиметрических стандартов; (d) открытые источники, используемые в процедурах ядерной медицины, были откалиброваны по активности вводимого радиофармацевтического препарата, а активность была определена и зарегистрирована на момент введения; Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 9 ДОЗКАЛИБРАТОР Свинцовая защита Собирающий электрод Держатель образца Ионизационная камера колодезной формы, заполненная газом с высоким атомным номером (например, ксеноном) под давлением Электрометр Дисплей Селектор радионуклида Напряжение Ионизационный ток пропорционален числу излучаемых фотонов Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 10 SC97 ДОЗКАЛИБРАТОР Отклик детектора будет зависеть от: • Радионуклидов (энергия и количество фотонов испускаемых при распаде). • Геометрии детектора. • Геометрии источника. • Состоянии инструмента (КК). Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 11 ДОЗКАЛИБРАТОР чувствительность камеры Калибровка должна быть сделана производителем с использованием стандартных источников активности, калибровку которых, в свою очередь, можно отследить до Лаборатории Дозиметрических Стандартов Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 12 ИЗМЕРЕНИЕ АКТИВНОСТИ Установка Tc-99m Co-57 In-111 Tl-201 Ga-67 I-123 I-131 Показания дозкалибратора 1.00 1.19 2.35 1.76 1.12 2.19 1.43 Отношение Измеренная активность / Истинная активность Tc-99m при использовании указанных установок Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 13 Геометрическая эффективность олределяется как отношение числа фотонов, достигающих детектора, к числу фотонов, излучаемых образцом Увеличение геометрической эффективности Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 14 Держатель образца (воспроизводимость геометрии) Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 15 ДОЗКАЛИБРАТОР Экплуатационные соображения Настройки для радионуклидов Фон Воспроизводимость Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 16 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ДОЗКАЛИБРАТОРА (что должно делаться и кто должен это делать) Приемочные Ежедневно Ежемесячно испытания Высокое напряжение/дисплей Ф Настройка нуля Ф Фон Ф Точность (accuracy) Ф Прецизионность (precision) Ф Относительная чувствительность Ф Дополнительные калибровки Ф Линейность Ф Электрическая безопасность Ф Утечка излучения Ф T T T Ежегодно T Ф Ф Ф Ф Ф T Ф T T T Ф Ф Ф Ф: Измерение проводится медицинским физиком T: Измерение проводится техником Правильность должна быть + / - 5% Отслеживание до национального стандарта. Межлабораторные сравнения. Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 17 Закрытые источники для калибровки дозкалибраторов • • • • Длительный период полураспада Широкий диапазон энергий фотонов Широкий диапазон активностей Калиброванный в пределах 5% Co57, Ba133, Cs137, Co60 Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 18 Закрытые источники для калибровки дозкалибраторов Радионуклид Энергии фотонов(кэВ) Время полураспада Активность (МБк) Co-57 122 271 d 185 Ba-133 81, 356 10.7 y 9.3 Cs-137 662 30 y 7.4 Co-60 1173, 1332 5.27 y 1.9 Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 19 Измерение точности и прецизионности Источник (закрытый): Cs-137и Co-57 Процедура: Выберите настройку для радионуклида и отрегулируйте фон. Вставьте источник в держатель и сделайте 10 измерений. Анализ данных: Для оценки точности вычислите для каждого источника (i) процентную разницу между измеренной активностью Ai, и её средним AMV. (+/-5%) Для оценки прецизионности, вычислите процентную разницу между средней активностью и сертифицированной активностью используемого источника. (+ / - 10%). Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 20 Измерение воспроизводимости Измеряйте активность закрытого калибровочного источника, например каждое утро. Используйте настройки для Тс-99м. Среднее: 9.834 стандартное отклонение: 0.125 Активность 20 15 10 5 0 0 Nuclear Medicine 20 40 Измерение № 60 Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 21 Измерение линейности Используйте радионуклид с коротким периодом полураспада, например Тс-99м. Делайте повторные измерения в течение нескольких периодов полураспада. Slope = -0.11471, R2=0.9999 T=6.04 час Активность(МБк) 100000 10000 1000 100 10 1 0 Nuclear Medicine 50 100 Время (час) Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 22 Измерение линейности Метод градуированных источников В ряд флаконов для образцов налить с помощью устройства дистанционного пипетирования уменьшающиеся объемы раствора радионуклида, с активностями, охватывающими интересующиий диапазон (например, 10, 5, 2, 1, 0,5, 0,2, 0,1 мл раствора с концентрацией активности около 370 МБк / мл). Добавляя воду, доведите объем жидкости в каждом флаконе до постоянного объема (например 20 мл). Измерьте и запишите активности. Поглотители (аттенюаторы) Используйте набор свинцовых поглотителей, откалиброванных для уменьшения потока фотонов, излучаемых Tc-99m, в известное число раз, и, следовательно, позволяющий имитировать различные количества активности. Измерьте и запишите показания измерений активности. A=A0 exp (-µ d) Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 23 Учебный материал МАГАТЭ по радиационной защите в области ядерной медицины Часть 7 Оптимизация защиты при медицинском облучении 7.2. Счетчики образцов и радиометры Счетчики образцов Гамма счетчик Жидкий сцинтилляционный счетчик Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 25 Примеры использования счетчиков образцов Радиоиммуноанализ 125I Клиренс почек 51Cr Тест Шиллинга (витамин В12) 57Co,58Co Феррокинетические исследования 59Fe Определения общего содержания воды в теле 3H Объем крови 125I, 51Cr, 99mTc Биомедицинские исследования Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 3H, 14C 26 Гамма-счетчик Детектор Образец Таймер Усилитель Анализатор амплитуды импульсов Усиление База Окно Счетчик импульсов Скорость счета Высокое напряжение Свинцовая Свинцовая экранировка экранировка Nuclear Medicine Напряжение Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 27 Сцинтилляционный детектор Детектор Фотокатод cathodd Динод Анод Пропорциональность между сигналом и энергией, поглощенной в детекторе Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры Усилитель Анализатор амплитуды импульсов Счетчик импульсов 28 Анализатор амплитуды импульсов Амплитуда импульса(V) верхний порог нижний порог Время амплитудный анализатор импульсов позволяет считать только импульсы определенной высоты (энергии). считаются Nuclear Medicine не считаются Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 29 Амплитудное распределение NaI(Tl) Скорость счета Пик полной энергии Рассеянное излучение 140кэВ Амплитуда импульсов (энергия) Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 30 Радиометры - зонды •Измерение поглощения йода щитовидной железой • Радионуклидная ангиография • Ренография Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 31 Гамма-зонд/ тиреорадиометр Коллиматор Таймер Кристалл детектора D Усилитель Анализатор амплитуды импульсов Усиление База Окно Счетчик импульсов Измеритель скорости счета PM Высокое напряжение Записывающее устройство Фотоумножитель Напряжение Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 32 Гамма-тиреорадиометр гамма-зонд Экплуатационные параметры • • • • • Nuclear Medicine Настройки окна Геометрии Воспроизводимость Потери счета Фон Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 33 Настройки окна Настройки энергетического окна зависят от энергетического разрешения детектора и энергий фотонов Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 34 Гамма-счетчики (радиометры) Различные конструкции детектора Колодезного типа Nuclear Medicine Со сквозным отверстием Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 35 ВОСПРОИЗВОДИМОСТЬ Измеряйте активность эталонного источника, например каждое утро или каждую неделю. Используйте настройки окна, соответствующие радионуклиду Среднее: 9.834 стандартное отклонение: 0.125 Активность 20 15 10 5 0 0 Nuclear Medicine 20 40 Измерение № 60 Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 36 ПОТЕРИ СКОРОСТИ СЧЕТА (линейность зависимости скорости счета от активности) Наблюдаемая скорость счета •Метод распада •Метод градуированных источников Nuclear Medicine Система без «мёртвого» времени Система с «мёртвым» временем Истинная скорость счета Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 37 Жидкостный сцинтилляционный счетчик Измеряемый образец фотоумножитель фотоумножитель Совпадение Никакие установки окна не приведут к 100%-ой геометрической эффективности Nuclear Medicine Усилитель Анализатор амплитуды импульсов Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры Таймер Счетчик 38 Жидкостный сцинтилляционный счетчик Экплуатационные парметры • Эффективность счета • Квенчинг (подавление) • Подготовка образцов • Настройки окна • Воспроизводимость • Фон Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 39 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА • Функционирование шкалы/таймера/измерителя скорости счета • Энергетическая калибровка • Энергетическое разрешение • Препрограммированные уставки анализатора • Чувствительность, эффективность счета • Точность Счета • Потери скорости счета • Линейность сигнала по энергии • Фон • Линейность зависимости скорости счета от активности • Влияние геометрических параметров • Методы коррекции квенчинга (LSC) Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 40 IAEA-TECDOC-602 Quality control of Nuclear medicine instruments 1991 Контроль качества инструментов ядерной медицины 1991 INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY IAEA May 1991 Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 41 Учебный материал МАГАТЭ по радиационной защите в области ядерной медицины Часть 7 Оптимизация защиты при медицинском облучении 7.3. Оборудование для морфологических и функциональных исследований ЛИНЕЙНЫЙ СКАНЕР Счетчик импульсов Анализатор амплитуды импульсов Усилитель Усиление База Окно Процессор отображающего устройства Измеритель скорости счета Высокое напряжение Напряжение Привод сканера Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры Отображающее устройство (дисплей) 43 ЛИНЕЙНЫЙ СКАНЕР Использовался для измерения пространственного распределения радиофармпрепаратов Rollo 1977 Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 44 КОЛЛИМАТОР NaI (Tl) crystal Коллиматор (со стороны кристалла) Свинцовая септа Коллиматор (со стороны пациента) Фокусное расстояние Фокальная плоскость Nuclear Medicine Точка фокусировки Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 45 КОЛЛИМАТОР Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 46 Сканерные изображения Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 47 СКАНЕР Эксплуатационные параметрысоображения: • Скорость сканирования (оптимальная плотность счета) • Коллиматор • Коллиматорный монтаж • Функция электромеханической печати • Настройка энергетического окна • Фон Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 48 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СКАНЕРА Принятие в эксплуатацию Энергетическое окно Разрешение по энергии Чувствительность Прецизионность счета Линейность по энергии Тест собственного шума Проверка препрограммированных уставок Линейность системы Настройка нуля (вычет фона) Усиление контраста Привод сканера Общее функционирование Ежедневно Ф Ф Ф Ф Ф Ф T Ф Ф P Ф Ф Ф Еженедельно Ежегодно T T T T T Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф: Измерение проводится медицинским физиком T: Измерение проводится средним персоналом Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 49 Фантом для общего контроля качества Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 50 Гамма-камера Siemens Используется для измерения пространственного и временного распределения радиофармпрепаратов Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 51 Гамма-камера (Принцип работы) Позиция X Позиция Y Энергия Z Фото-умножители Детектор Коллиматор Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 52 Гамма-камера Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 53 Фотоумножители Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 54 Коллиматоры для гамма-камеры Параллельные отверстия Сходящиеся отверстия Nuclear Medicine Воронкообразный с точечным отверстием Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 55 Гамма камера Сбор данных Статический Динамический ЭКГ-синхронизированный Сцинтиграфия всего тела Томографический ЭКГ-синхронизированный томографический Всего тела томографический Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 56 Динамический сбор данных Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 57 ЭКГ-синхронизированный сбор данных R Интервал n Изображение n Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 58 ЭКГ-синхронизированная радиоизотопная вентрикулография Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 59 Кривая время-активность для левого желудочка Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 60 Сканирование всего тела Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 61 Томографический сбор данных Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 62 Томографическая реконструкция y Count rate y z x-position x Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры z 63 Томографические плоскости корональная плоскость сагиттальная плоскость поперечная плоскость Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 64 Перфузия миокарда Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 65 ЭКГ-синхронизированная томография Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 66 Факторы, влияющие на формирование изображения •Распределение радиофармпрепарата •Выбор коллиматора его чувствительность •Пространственное разрешение •Разрешение по энергии •Неоднородность •Характеристики скорости счета •Пространственное позиционирование изображений из разных энергетических окон •Центр вращения •Рассеянная излучение •Затухание •Шум Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 67 Распределение радиофармпрепарата Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 68 Пространственное разрешение Сумма собственного разрешения и разрешения коллиматора Собственное разрешение зависит от позиционирования сцинтилляционных событий (толщина материала детектора, количество фотоумножителей, энергии фотонов) Коллиматорное разрешение зависит от геометрии коллиматора (размер, форма и длина отверстий) Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 69 Пространственное разрешение Объект Изображение полная ширина на уровне половины максимума (FWHM) Интенсивность Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 70 Пространственное разрешение – расстояние 30 FWHM (мм) 25 20 15 10 5 0 0 Nuclear Medicine 2 4 6 8 10 12 Расстояние (см) 14 16 Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры полная ширина на уровне половины максимума (FWHM) 71 Пространственное разрешение – расстояние Оптимальное Nuclear Medicine Большое расстояние Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 72 Пространственная линейность Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 73 Неоднородность Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 74 Неоднородность Треснувший кристалл Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 75 Неоднородность (Загрязнение коллиматора) Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 76 Неоднородность артефакт кольца Высокая однородность Низкая однородность Разница Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 77 Неоднородность Дефект коллиматора Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 78 Характеристики скорости счета 20 мкКи 200 мкКи 2 мКи 20 мКи (IAEA QC Atlas) Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 79 Пространственное позиционирование изображений из разных энергетических окон Собственное пространственное разрешение с точечным источником Ga67 (скорость счета <20k сек-1); барфантом; 3M импульсов, заранее установленная ширина окна энергии; показана сумма изображений полученных для энергетических окон установленных для 93 кэВ, 183 кэВ и 296 кэВ фотопиков. (IAEA QC Atlas) Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 80 Пространственное позиционирование изображений из разных энергетических окон Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 81 ЦЕНТР ВРАЩЕНИЯ Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 82 Наклоненный детектор Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 83 Рассеянные фотоны Рассеянный фотон фотон электрон Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 84 количество зарегистрированных рассеянных фотонов Размер пациента Энергетическое разрешение гамма-камеры Настройки окна Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 85 РАЗМЕР ПАЦИЕНТА Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 86 Амплитудное распределение импульсов Импульсы 140 Рассеянные фотоны 120 100 FWHM 80 Tc99m 60 40 Площадь перекрытия 20 0 140 20 120 полная ширина на уровне половины максимума энергитического пика (FWHM) определяется энергетическим разрешением гамма-камеры. Т.к. спектр рассеянных фотонов будет перекрываться с пиком полного поглощения энергии, то некоторые рассеянные фотоны будут зарегистрированы Пик полной энергии Энергия Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 87 Ширина окна энергии 20% 40% 10% Увеличение ширины окна приведет к увеличению числа зарегистрированных рассеянных фотонов и, следовательно, уменьшению контраста Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 88 КОРРЕКЦИЯ РАССЕЯНИЯ Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 89 Ослабление Набрано 1000 импульсов Происхождение фотонов 0 20 40 60 80 100 120 140 0 -5 -10 -15 -20 I=I0 exp(-µx) Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 90 Ослабление Контраст (2см объект) 23% Nuclear Medicine 7% Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 2% 91 Коррекция ослабления Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 92 Коррекция ослабления Трансмиссионные измерения • Закрытый источник • КТ Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 93 Коррекция ослабления Ficaro et al Circulation 93:463-473, 1996 Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 94 Шум Плотность импульсов Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 95 Гамма камера Эксплуатационные параметры •Выбор коллиматора •Метод монтажа коллиматора •Расстояние коллиматор – пациент •Неоднородность •Установки энергетического окна •Коррекции (ослабления, рассеяние) •Фон •Записывающее устройство •Тип обследования Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 96 КК гамма-камеры Принятие в Ежедневно Еженедельно Ежегодно эксплуатацию Однородность Ф T T Ф Однородность, томография Ф Ф Отображение спектра Ф T T Ф Разрешение по энергии Ф Ф Чувствительность Ф T Ф Размер пикселя Ф T Ф Центр вращения Ф T Ф Линейность Ф Ф Пространственное разрешение Ф Ф Потеря скорости счета Ф Ф Множественные положения окна Ф Ф Фантом для общего контроля качества Ф Ф Ф: Измерение проводится медицинским физиком T: Измерение проводится техником Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 97 IAEA-TECDOC-602 Quality control of Nuclear medicine instruments 1991 Контроль качества инструментов ядерной медицины 1991 INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY IAEA May 1991 Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 98 КК гамма-камеры Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 99 Энергетическое разрешение Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 100 Пространственная линейность Однородный или точечный источник (Tc-99m) Бар фантом или фантом с ортогональными отверстиями 1. Субъективная оценка изображения. 2. Рассчитайте абсолютные (AL) и дифференциальные (DL) линейности. AL: максимальное смещение от идеальной сетки (мм) DL: Стандартное отклонение смещений (мм) Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 101 ОДНОРОДНОСТЬ Однородный источник (Tc-99m, Co-57) Точечный источник (Tc-99m) Собственная однородность: расположите точечный источник на большом расстоянии от детектора. Соберите изображение из 10.000.000 импульсов. С коллиматором: Расположите однородный источник на коллиматоре. Соберите изображение из 10.000.000 импульсов. Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 102 ОДНОРОДНОСТЬ 1. Субъективная оценка изображения 2. Рассчитайте Интегральную неоднородность (IU) Дифференциальную неоднородность (IU) IU=(Max-Min)/Max+Min)*100, где Мax– максимальное, а Мin - минимальное число импульсов в пикселе DU=(Hi-Low)/(Hi+Low)*100, где Hi - самое высокое, а Low самое низкое значение пикселя в строке 5 пикселей перемещающейся через все поле зрения. Размер матрицы 64x64 or 128x128 Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 103 Однородность для различных радионуклидов Tc 99m Tl 201 Ga 67 I 131 Все 4 изображения получены с: Матрицей: 256 х 256, Число импульсов: 30 M D BOULFELFEL Dubai Hospital Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 104 Коррекции линейности и однородности Dogan Bor, Ankara Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 105 Измерения, произведенные не на пике полного поглощения энергии Dogan Bor, Ankara Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 106 Томографическая ОДНОРОДНОСТЬ Томографические однородность - это равномерность реконструированного среза, проходящего через равномерное распределение активности ОФЭКТ фантом с 200-400 МБк Tc99m располагается вдоль оси вращения. Соберите 250k импульсов на каждый угол. Проиведите реконструкцию данных с фильтром рампы. Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 107 Неправильное измерение Два изображения лднородного источника заполненного раствором Тс-99м, который не был должным образом перемешан Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 108 Пространственное разрешение Измеряется, используя однородный или точечный источник плюс бар фантом Субъективная оценка изображения Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 109 Пространственное разрешение Собственное разрешение зажим Системное разрешение Полиэтиленовые трубки, примерно 0,5 мм внутренний диаметр Жесткий пластик 30 mm 50 mm 500 mm 60 mm 5 mm 200 mm Свинец Пластиковые прокладки IAEA TECDOC 602 Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 110 Пространственное разрешение Tc-99m или другой используемый радионуклид Собственное: Коллимированный линейный источник на детекторе Системное: линейный источник на определенном расстоянии Для полученной функции рассеяния линии рассчитайте полную ширину на уровне половины максимума FWHM: 7.9 mm Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 111 Томографическое разрешение Способ 1: Используя Jaszczak фантом, либо с, либо без рассеяния (фантом наполнен или не наполнен водой, соответственно) Способ 2 Ипользуя точечный или линейный источник в воздухе и точечный или линейный источник в ОФЭКТ фантоме с водой Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 112 Чувствительность Выражается в имп / мин / МБк и должна измеряться для каждого коллиматора Для систем с несколькими детекторными головками важно, чтобы различие между головками не превышало 3% Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 113 Чувствительность Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 114 Пространственная регистрация нескольких окон Выполняется для того, чтобы проверить удовлетворительность контраста на изображениях, полученных при использовании радионуклидов, которые испускают фотоны нескольких энергий (например, Tl-201, Ga-67, В-111, и т.д.), а также в исследованиях использующих два радионуклида Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 115 Пространственная регистрация нескольких Коллимированные Ga-67 окон источники используются в Nuclear Medicine центральной точке, четырех точках на оси абсцисс и четырех точках на оси Y Выполните сбор данных используя окна 93, 184 и 300 кэВ окна Сдвиг центра для каждого пика вычисляется и максимальное смещение сохраняется как MWSR в мм Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 116 Характеристика скорости счета Определяеися для того, чтобы обеспечить время на обработку импульса, достаточное для поддержания пространственного разрешения и однородности в клинических изображениях, полученных при высоких скоростях счета Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 117 Характеристика скорости счета Nuclear Medicine Используя распадающийся источник или откалиброванные листы меди, вычислить наблюдаемую скорость счета, соответствующую 20% потери импульсов и максимальную скорость счета при отсутствии рассеяния Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 118 Размер пикселя Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 119 Центр вращения Точечный источник Tc-99m или Co-57 Сделайте томографический сбор данных В X-направлении позиция будет описываться синусфункцией. В Y-направлении – прямой. Рассчитайте смещение от подогнанных косинус и линейной функций при каждом значении угла. Функция косинус Nuclear Medicine Линейная функция Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 120 Общая оценка качества Фантом общей оценки качества. Используется, как для эмиссионного так и для трансмиссионного режимов. Результат сравнивается с эталонным изображением. Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 121 ИСТОЧНИКИ ДЛЯ КК ГАММА-КАМЕР •Точечный источник •Коллимированный линейный источник •Линейный источник •Однородный источник <1 mm Tc99m, Co57, Ga67 Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 122 Фантомы для КК гамма-камер • Бар фантом • Щелевой фантом • Фантом с ортогональными отверстиями • Фантом общего качества Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 123 Фантомы для КК гамма-камер Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 124 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА АНАЛОГОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ Контроль качества обработки пленки: базовая плотность туман, чувствительность, контраст. Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 125 ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА КОМПЬЮТЕРНАЯ ОЦЕНКА Эффективное использование компьютеров может повысить чувствительность и специфичность диагностики. * программное обеспечение на основе опубликованных и клинически проверенных методов * хорошо документированые алгоритмы * руководства пользователя * обучение * компьютерные фантомы Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 126 ПЭТ Позитронно-эмиссионная томография Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 127 АННИГИЛЯЦИЯ (511 keV) + + e+ (511 keV) (1-3 mm) Радионуклид Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 128 ПЭТ-сканер принцип Детектор Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры Детектор 129 ПЭТ-сканер Совпадение ? Да M Dahlbom, UCLA Nuclear Medicine Импульс регистрируется Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 130 ПЭТ ДЕТЕКТОРЫ Большое количество сцинтилляционных кристаллов связаны с меньшим числом фотоумножителей. В блочном детекторе делается матрица разрезов , чтобы идентифицировать элементы детектора. Свет, создаваемый в каждом кристалле, будет производить уникальное сочетание сигналов, которые позволят идентифицировать элемент детектора . M Dahlbom, UCLA Nuclear Medicine Изображение однородной концентрации активности, полученное блочным детектором Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 131 Радионуклиды Радионуклид Время полураспада C-11 N-13 O-15 F-18 Cu-62 Ga-68 Rb-82 20.4 min 10 min 2.2 min 110 min 9.2 min 68.3 min 1.25 min Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры Энергия частицы (mean) 0.39 MeV 0.50 MeV 0.72 MeV 0.25 MeV 1.3 MeV 0.83 MeV 1.5 MeV 132 КЛИНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ Стадирование рака С ПЭТ (F18-ФДГ) Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 133 Факторы, влияющие на формирование изображения •Эффективность детектора (вероятность того, что детектор зарегистрирует событие, когда путь фотона проходит через гамма-детектор. Зависит от размеров детектора и материала) •Чувствительность системы (число событий, зарегистрированных сканером на единицу активности. Зависит от эффективности детектора и геометрии системы) •Временное разрешение (способность точно определить совпадающие события) •Возможности скорости счета (способность сканера регистрировать события при высокой скорости счета. Зависит от материала детектора и свойств электронных компонентов) •Пространственное разрешение (способность разделить отдельные близко расположенные объекты. Зависит от размера детектора, физики позитронного распада, геометрии системы и материала детектора) Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 134 Экплуатационные тесты • проверка калибровки • Нормализация • Бланк сканирование • Кросс-калибровка сканера Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 135 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА • Проверка калибровки • Однородность • Пространственное разрешение • Фракция рассеяния • Чувствительность • Потери скорости счета и случайные совпадения • Кросс-калибровка сканера • Дрейф времени совпадения • Дрейф энергетических порогов • Механические движения колец детекторов • Позиционирование съемной септы • Позиционирование с помощью лазеров • Точность коррекции ослабления • Точность коррекции мертвого времени • Точность коррекции рассеяния • Точность коррекции случайных совпадений Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 136 ПЭТ визуализация при использовании гамма-камеры Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 137 Принцип работы Koincidens? Совпадение? Да! Registrera Регистрация позиции positionssignalerna событий с обоих från båda детекторов. detektorerna. Реконструировать. Rekonstruera! Annihilation Scintillation (Gerd Muehllehner et al 1994) Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 138 Типы событий Совпадения «Истинные» события являются результатом совпадения между 2 фотонами аннигиляции. Такие события дают достоверные данные. Не обнаруженный Обнаруженный Обнаруженный Линия “истинного” события Обнаруженный Линия “случайного” события Обнаруженный Не обнаруженный Метаболическое изображение Nuclear Medicine "Случайные" события и события "рассеяния" представляют собой неверные данные. Эти события регистрируются в системе, как неправильно расположенные "истинные" события, которые создают фоновый шум, снижающий контраст изображения и его разрешение. Фоновый шум Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры Обнаруженный Линия “рассеянного” события Обнаруженный Siemens 139 Факторы, влияющие на формирование изображения • Толщина кристалла • Случайные события / события рассеяние • Потери на мертвое время (требуется быстрая электроника) Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 140 Влияние "случайных" событий и событий "рассеяния" на качество изображения случайные & Истинные рассеяние Типичное изображение совпадений * содержащее высокий процент случайных событий и рассеяния Истинные случайные & рассеяние То же изображение с увеличенным числом импульсов, но без изменений в отношении истиных событий к случайным и рассеянию случайные & Истинные рассеяние То же изображение с таким же числом импульсов, но с лучшим соотношением количества истиных событий к случайным и рассеянию Превосходное качество изображения является Siemens результатом Превосходного качества импульсов Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 141 Осевые экраны, улучшающие контраст Рассеяние (отвергнут) Случайные (отвергнут) Вид сверху на осевой экран Истиные (зарегист.) Вид сбоку на осевой экран Клинический Концепция конструкции : эффект: Первичная цель : Уменьшить количество случайных событий и рассеяния, вызываемых фотонами, испущенными из органов с высокой активностью за пределами поля сканирования (например, мозга, сердца, мочевого пузыря) Nuclear Medicine Специально разработанные свинцовые полосы стоящие перпендикулярно оси вращения. Как и в ПЭТ септе, но оптимизированы для NaI в режиме совпадения Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры Более высокая контрастность изображения для улучшения выявляемости повреждения Siemens 142 ТОЛЩИНА КРИСТАЛЛА • Вероятность фотонного взаимодействия увеличивается с толщиной кристалла • Пространственное разрешение уменьшается с толщиной кристалла • Может ли это быть оптимизировано? Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 143 StarBrite TM Разрезы PMT PMT Высокая энергия 1” Низкая энергия TM StarBrite • 12,5 мм глубиной • 5940 квадратов 7x7 мм • Уменьшает рассеяние света в кристалле • Отражает свет в направлении фотоумножителей является зарегистрированным товарным знаком фирмы BICRON Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 144 Главная задача – научиться работать с очень высокими скоростями счета, которые вызывают такие проблемы, как: •Потери на мертвое время и накапливание импульсов • Большое количество случайных совпадений • Нестабильность окна энергий Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 145 Учебный материал МАГАТЭ по радиационной защите в области ядерной медицины Часть 7 Оптимизация защиты при медицинском облучении 7.4. Клиническая дозиметрия Клиническая дозиметрия (ОНБ) II.20. Зарегистрированные лица и лицензиаты обеспечивают, чтобы были определены и документально оформлены следующие параметры : (d) при диагностике или лечении с использованием открытых источников — репрезентативные поглощенные дозы, получаемые пациентами; Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 147 Концепция поглощенной дозы в ядерной медицине Расчет поглощенной дозы - сложная проблема, из-за нескольких факторов: 1. Распределение радионуклида в в организме и его накопление в некоторых критических органах 2. Неоднородное распределение нуклида даже в критическом органе 3. Время биологического полувыведения (клиренса) радионуклида, может зависеть от возраста пациента и может варьировать в зависимости от заболевания или патологического состояния. Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 148 Лечение гепатоцеллюлярной карциномы используя 131IЛипиодол КТ демонстрируют неоднородное распределение липиодола. Опухоль не может рассматриваться как однородная сфера. Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 149 Поглощенная доза в органе определяется: • Радионуклид • Введенная активность • Активность в органе • Размер и форма органа • Активность в других органах • Кинетика радиофармпрепарата • Качество радиофармпрепарата Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 150 MIRD. Система расчета поглощенной дозы внутреннего облучения MIRD - Медицинская дозиметрия внутреннего облучения, разработанная обществом ядерной медицины Орган, содержащий радионуклид, называется органом-источником Мы хотим вычислить поглощенную дозу в органемишене Орган-источник и орган-мишень могут быть одним и тем же органом Количество излучения от источника , достигающее орган-мишень, должно быть известно Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 151 Источник и мишень Источник и мишень Мишень Источник и мишень Органымишени Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 152 Выведение общего уравнения MIRD Пусть Е - средняя энергия на одну частицу (фотон или электрон) Если n - число частиц, испускаемых при одном распаде то nЕ - средняя энергия, излучаемая при одном распаде Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 153 Средняя энергия на распад Тип i-го излучения i K ni E i Полная энергия / распад i K i Nuclear Medicine n i Ei i Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 154 Излучаемая энергия Nuclear Medicine Радионуклид МэВ / распад частицы фотоны Ga-67 Se-75 Tc-99m In-111 I-123 I-125 I-131 Tl-201 0.0047 0.0143 0.0149 0.0030 0.0236 0.0045 0.1910 0.0303 Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 0.016 0.391 0.127 0.405 0.172 0.042 0.382 0.093 155 Данные распада http://iaeand.iaea.or.at/formmird.html Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 156 99mTc Необходимая информация для дозиметрического расчета Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 157 Поглощенная доза Энергия, поглощенная в материале на единицу массы Выражается в единицах Грей (1 Гр = 1 Дж / кг) Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 158 Поглощенная доза в органе-мишени Поглощенная доза будет равна общему количеству энергии, излучаемой органом-источником X долю этой энергии, которая поглощается в органе-мишени, деленную на массу органамишени Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 159 Поглощенная фракция Поглощенная фракция, Φ доля энергии, излучаемой органом-источником, которая поглощается в органе-мишени Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 160 Поглощенная фракция Орган-мишень Зависит от Орган-источник Nuclear Medicine размера органа-источника размера органа-мишени взаимного расположения этих органов в теле энергии фотонов поглотительных свойств тканей между органомисточником и органоммишенью Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 161 Определение Поглощенной фракции единственный доступный метод – РАСЧЕТ с использованием метода Монте-Карло Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 162 Что такое моделирование Монте-Карло? По сути, это метод трассировки лучей, в котором прослеживаются судьбы отдельных частиц Метод основан на случайной выборке из распределения вероятностей для каждого последующего взаимодействия Как правило, моделируется история 10 миллионов фотонов Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 163 Моделирование Монте-Карло Требует детального знания коэффициентов поглощения и рассеяния для конкретных энергий и для различных видов тканей. Название Монте-Карло было придумано в 1947 году математиками Уламом и фон Нейманом, которые работали над созданием ядерного оружия. Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 164 Определение Поглощенной фракции Nuclear Medicine Энергия излучения испускается источником случайно во всех направлениях Некоторые фотоны выходят из тела без взаимодействия Некоторые фотоны передают свою энергию при фотоэлектрических взаимодействий Некоторые из фотонов претерпевают комптоновское рассеяние Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 165 MIRD Стандартный человек MIRD Брошюра № 5 Пересмотренная. J Nucl Med Jan 1978 Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 166 MIRD Стандартный человек MIRD Брошюра № 5 Пересмотренная. J Nucl Med Jan 1978 Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 167 Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 168 MIRD Стандартный человек печень определяется как эллиптический цилиндр срезанный плоскостью : 2 2 x y 1 16.5 8 x y z 1 35 45 43 27 z 43 Volume = 1.833 cm 3 Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 169 MIRD Стандартный человек MIRD Брошюра № 5 Пересмотренная. J Nucl Med, Jan 1978 Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 170 Примеры поглощенной фракции Примечание : f = 1 для заряженных частиц Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 171 Выведение общего уравнения MIRD Если A - это активность источника, то накопленная активность Ã в органе – это общее число распадов, которые происходят внутри органа в течение определенного периода времени Таким образом, ÃnE - это полная энергия, испущенная источником Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 172 Вывод общего уравнения MIRD ÃnEf - это энергия, поглощенная органом-мишенью в течении интересующего временного интервала ( f это поглощенная фракция) D = ÃnEf/m это поглощенная доза, где M-масса органа-мишени Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 173 Вывод общего уравнения MIRD D = ÃS (S = nEf/m) S зависит от радионуклида и геометрии. S-величины для различных радионуклидов и пар органов источник/ мишень можно найти в публикациях MIRD Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 174 Вывод общего уравнения MIRD Как правило каждый радионуклид излучает больше чем один тип "частиц" D = ÃS Si где Si - это Sвеличина для конкретной частицы i Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 175 Вывод общего уравнения MIRD Как правило, существует много органов-источников rh, вносящих вклад в облучение органа-мишени rk. Все эти вклады должны быть просуммированы, чтобы получить общую дозу на орган-мишень. D(rk) = Nuclear Medicine SD(rk <- rh) Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 176 МКРЗ (ICRP) Публикации 53, 62 и 80 МКРЗ дают поглощенную дозу (а также эффективную дозу) на единицу введенной активности (мГр / МБк) для различных радиофармпрепаратов и различных органов. Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 177 Р к т Расчет накопленной активности Накопленная активность , Ãh – это просто сумма всех ядерных распадов в органе h в течение интересующего временного интервала. Таким образом: Ãh = Nuclear Medicine ƒA (t) dt h Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 178 Расчет накопленной активности •Численное интегрирование кривых активностьвремя • Предполагая экспоненциальное выведение из органа • Используя биокинетические модели Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 179 Использование общего уравнения MIRD Зачастую, зависимость активности от времени Ah(t) может быть аппроксимирована суммой экспонент Ah(t) = SAj e-lt где l это "эффективная" постоянная выведения (клиренса) радионуклида,учитывающая как физическую константу распада, так и постоянную биологического выведения. 1 1 1 Teff Tphys Tbiol Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 180 Накопленная активность Обычно для расчета накопленной активности используются пределы интегрирования от нуля до бесконечности. В этом случае: Ã = SAj / (lj)e Nuclear Medicine = 1.443 SAj (Tj)e Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 181 Пример кривой клиренса плазмы крови с индикацией времени удержания Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 182 Время удержания Отношение t для органа-источника t = Ãh / A0 определяется как время пребывания (удержания), где A0 - активность в начальный момент времени. Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 183 Пример кривой зависимости Активность-время, показывающей время удержания для органа Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 184 Биокинетические модели Инъекция Плазма Почки Внеклеточный Рассчитайте кривые активность-время для различных камер, вычислите накопленную активность. Мочевой пузырь Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 185 Сбор данных для исследований радиофармацевтической дозиметрии (биораспределения) . Для определения кривой активность-время для радиоактивности в органах-источниках, должны быть даны ответы на четыре вопроса : Какие регионы являются органами-источниками? Как быстро радиоактивность накапливается в этих органах-источниках? Как долго активность остается в органахисточниках? Сколько активности в органах-источниках? Подробная информация о соответствующих методах измерений может быть найдена в брошюре MIRD No. 16 (J Nucl Med 1999, 40:37S-61S) Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 186 Сбор данных для исследований радиофармацевтической дозиметрии (биораспределения) Фармакокинетика - биораспределения в организме человека и животных (при нехватке человеческих данных) 1. Исследования на людях: ограниченное числа измерений, биораспределения и клиренс только для нескольких органов и тканей Методы- измерения всего тела. Пробы (кровь, моча, кал...) Оборудование– сцинтилляционные камеры. ОФЭКТ 2. Исследования на животных – измерение накопления всего тела (кровь, моча) вскрытие тела и отбор органов и тканей Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 187 Сбор данных для исследований радиофармацевтической дозиметрии (биораспределения) 3.Камерный анализ – математические модели для описания биокинетики РФП, коэффициентов переноса между камерами, расчет времени пребывания и накопленной активности Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 188 Предположения в стандартной MIRD дозиметрии Целые органы рассматриваются в качестве источников и мишеней Однородный поглощающий материал Равномерное распределение активности Постоянная масса Краевые эффекты незначительны Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 189 MIRD Брошюра No. 15 J Nucl Med 1999, 40:62S-101S Улучшенная математическая модель мозга и черепа. Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 190 Дозиметрия конкретного пациента MIRD подход обеспечивает оценку доз на органы и эффективной дозы для стандартных фантомов. Эти данные могут быть использованы для дозиметрии диагностических радиофармпрепаратов. Для радионуклидной терапии, требуется индивидуальный подход к дозиметрии конкретного пациента, чтобы определить дозы на опухоль и на здоровые ткани. Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 191 Вопросы ? Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 192 ОБСУЖДЕНИЕ Обсудите приемлемые уровни для таких параметров, как однородность, энергетическое разрешение, пространственное разрешение, центр вращения и т.д. Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 193 ОБСУЖДЕНИЕ Обсудите, кто должен проводить контроль качества оборудования в отделении ядерной медицины Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 194 ОБСУЖДЕНИЕ Обсудите различные факторы, которые влияют на соотношение между эквивалентной дозой на орган и эффективной дозой, рассчитанной в соответствии с MIRD, а так же дозой, фактически полученной пациентом. Насколько это важно, если эти величины отличаются, например, в 2 раза? Nuclear Medicine Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 195 Где получить дополнительную информацию Другие лекции Дополнительные материалы Часть 2 Радиационная физика Часть 6. Медицинское облучение NEMA publications MIRD publications ICRP Publications (53, 62) IAEA TECDOC 602 IAEA Basic Safety Standards WHO/IAEA Manual on Radiation Protection in Hospitals and general practice. Volume 4. Nuclear medicine, (draft manuscript) IAEA. Model Regulations on Radiation Safety in Nuclear Medicine. (in preparation). Publications from HPA and AAPM regarding QC Практические занятия Nuclear Medicine КК для дозкалибратора КК для гамма-камеры Часть 7. Медицинское облучение. Диагностические процедуры 196
