PENCITRAAN FISIKA MEDIS MODUL “SPECT-PET”
Oleh: Vivien Vivien Dwi Indri!ni "##$%$&$$"""$$% D'(en Pen)!*+,: Dr .'h!n N''r
PRO/RAM STUDI PASCASAR.ANA S0 ILMU FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PEN/ETA1UAN ALAM UNIVERSI UNIV ERSIT TAS 2RA3I. 2RA3I.A A4A 0$"5
SPECT d!n PET 6 CT
" Pend!h,l,!n
Single Single photon photon emission emission computed computed tomography tomography (SPECT), menghasilka menghasilkan n serangkaian serangkaian citra dua dimensi bersebelahan dari distribusi radiotracer. Scan SPECT yang paling sering digunakan untuk perfusi miokard, yang disebut ' test nuklir antung stress '. !etode positron emission tomography (PET) melibatkan ineksi dari tipe yang berbeda dari radiotracer, salah satu yang memancarkan positron (elektron bermuatan positif). Positron akan musnah dengan elektron dalam tubuh, memancarkan sinar " dengan energi #$$ ke%. ke%. &ambar $ menunukkan bentuk dasar dari kamera gamma yang digunakan SPECT. alam SPECT dua atau tiga kamera diputar perlahanlahan di sekitar pasien dengan data yang yang dikump dikumpulk ulkan an pada pada setiap setiap kenaik kenaikan an sudut. sudut. Peluru Peluruhan han dari dari radiot radiotrace racerr dalam dalam tubuh tubuh menghasilkan sinar ", sebagian kecil yang meleati tubuh (sebagian besar diserap dalam tubuh). Sebuah kolimator dua dimensi (mirip dengan grid antipencar dalam pencitraan sinar *) ditempatkan antara pasien dan detektor detektor,, sehingga sehingga hanya sinar " yang menyerang menyerang kamera gamma pada sudut tegak lurus yang terdeteksi. +ristal tunggal sint dikonersi menadi sinyal listrik oleh tabung photomultiplier (P!TS) high gain. -nformasi spasial dikodekan dalam arus yang dihasilkan oleh masingmasing P!T melalui aringan positioning berbasis resistor, atau setara digital dalam sistem yang lebih modern. Sebuah analisa pulsaheight digunakan untuk menolak sinyal dari sinar " yang telah ilasi digunakan untuk mengkonersi energi dari sinar " menadi cahaya, yang pada gilirannya mengalami hamburan Compton di tubuh dan karena karena itu tidak tidak mengan mengandu dung ng sinyal sinyal yang yang bergun berguna. a. khirn khirnya, ya, sinyal sinyal didigi didigital talkan kan dan ditampilkan.
&ambar $. Pengoperasian kamera gamma kedokteran nuklir.
0 R!di'!78ivi8!( d!n +!r,h w!78, r!di'8r!9er
Sebuah isotop radioaktif adalah salah satu yang mengalami perubahan spontan dalam komposisi inti, disebut sebagai 'disintegrasi', menghasilkan emisi energi. /adioaktiitas diberi simbol 0, dan didefinisikan sebagai umlah disintegrasi per detik, atau alternatif aktu rata rata dari perubahan umlah inti radioaktif. 1ntuk 2 umlah inti dari isotop radioaktif tertentu, maka3
di mana 4 adalah didefinisikan sebagai konstanta peluruhan dan memiliki unit s $. /adioa /adioakti ktiit itas as diukur diukur dalam satuan satuan curie curie (Ci), (Ci), di mana mana satu curie sama dengan dengan 5.657$8$8 disintegrasi per detik. Secara historis, ini adalah umlah disintegrasi per detik dari $ gram radium dan dinamai dinamai Pierre Curie. 1ntuk dosis relean dengan dengan studi kedokteran kedokteran nuklir klin klinis, is, unit unit pali paling ng umum umum adal adalah ah mill millicu icuri ries es (mCi (mCi), ), $9$8 $9$888 88 dari dari curie curie atau atau 5.65 5.657$ 7$8 86 disintegrasi per detik. Persamaan (5.$) dapat diselesaikan untuk memberikan3
&ambar :. &rafik dari dua radiotracer yang berbeda sebagai fungsi paruh aktu. Salah satu pengukuran yang paling umum dari radioaktiitas adalah paruh aktu (;$9:), yang merupakan aktu yang dibutuhkan radioaktiitas untuk menadi setengah dari nilainya, seperti yang ditunukkan pada &ambar :. ari &ambar : terlihat elas baha nilai dari ;$9: tidak bergantung dari nilai 2. +arena nilai 4 uga tidak bergantung dari 2, ;
uga
$9:
sesuai dengan aktu untuk umlah inti radioaktif turun sebesar setengah, dan dari Persamaan (5.:) nilai ;$9: diberikan oleh3
i scan kedokteran nuklir total dosis radioaktif yang dialami oleh pasien dibatasi oleh pedoman federal yang aman. 1ntuk menghitung dosis, paruh aktu biologis dari radiotracer r adiotracer
(berapa lama radiotracer tetap dalam tubuh) uga harus diperhatikan. alam banyak kasus, ekskresi dari radiotracer dari aringan adalah peluruhan eksponensial yang dapat dicirikan oleh paruh aktu biologis yang sesuai, ; $9:, bio. Paruh aktu Efektif (; $9:,eff ) dari radioaktiitas dalam tubuh adalah kombinasi dari dua paruh aktu dan diberikan oleh3
Sifat ideal sebuah radiotracer untuk SPECT meliputi3 (i) Paruh Paruh aktu aktu radioakt radioaktif if yang yang cukup cukup singkat singkat untuk menghasi menghasilka lkan n radioa radioakti ktiit itas as yang yang signifikan tanpa memerlukan dosis aal yang sangat besar, tapi tidak begitu singkat baha ada signifikan peluruhan sebelum menunda pasca ineksi diperlukan untuk memungkinkan radiotracer membersihkan darah dan mendistribusikan pada organ yang relean. (ii) Peluruhan Peluruhan harus melalui melalui emisi sinar " monoener monoenergik gik tanpa emisi alfa atau betapartik betapartikel. el. Sinar " monoenergik memungkinkan diskriminasi antara hamburan Compton dan tanpa hamburan sinar ", dengan demikian meningkatkan kontras gambar. gambar. Partikel alfa atau beta diserap diserap dalam dalam aring aringan, an, sehing sehingga ga mening meningkat katkan kan dosis dosis radioa radioakti ktiff tanpa tanpa member memberikan ikan informasi citra yang berguna. (iii) Energi Energi dari sinar " harus lebih lebih besar dari $88 ke% sehingga sehingga pada sebagian besar sinar " yang yang dipanc dipancark arkan an auh auh di dalam dalam aring aringan an telah telah mencuk mencukupi upi energ energii untuk untuk melaku melakukan kan peralanan melalui tubuh dan mencapai detektor. detektor. (i) (i) Energ Energii dari dari sinar sinar " harus harus kurang kurang dari :88 ke% sehingg sehinggaa sinar sinar tidak tidak menemb menembus us timbal timbal septa tipis di kolimator. kolimator. () /adiotracer /adiotracer harus memiliki memiliki serapan serapan yang tinggi tinggi dalam organ organ sasaran dan relatif relatif rendah unutk unutk nonspe nonspesifi sifik k serapan serapan di seluruh seluruh tubuh. tubuh. +edua +edua faktor faktor menuru menurunka nkan n dosis dosis yang yang diperlukan untuk pasien dan meningkatkan kontras gambar, masingmasing. /adiotracer paling banyak digunakan adalah
==m
Tc yang terlibat dalam lebih dari =8>
dari studi SPECT. -ni ada dalam keadaan metastabil, yaitu satu dengan paruh aktu cukup panang (?,8: am), dan terbentuk dari dari ==!o sesuai dengan skema peluruhan
Energi sinar " yang dipancarkan adalah $@8 ke%. Penting untuk dicatat baha ini adalah adalah emisi emisi monoen monoenerg ergik, ik, tidak tidak seperti seperti spektr spektrum um yang yang luas luas dari dari energ energii sinar sinar* * yang yang dihasilkan oleh sumber sinar *. Sinar " uga dapat diproduksi melalui proses yang disebut penangkapan elektron, dimana elektron orbital dari kulit + atau A 'ditangkap' oleh inti. Elektron dari kulit luar mengisi kesenangan di kulit + atau A dalam proses cascade. Perbedaan energi antara tingkat ener energi gi masin masing gma masi sing ng dile dilepa pask skan an sebag sebagai ai sinar sinar " dari dari ener energi gi karak karakter teris istik tik.. Bebe Bebera rapa pa radiotracers berguna dalam peluruhan melalui mekanisme ini3 contoh yodium$:5, talium :8$ dan indium$$$. Tabel $3 Sifat radiotracers umum digunakan dalam SPECT
; /ener!8'r 8e9hne8i,*
-ni -ni adal adalah ah meto metode de yang yang sang sangat at nyam nyaman an untu untuk k memp mempro rodu duks ksii
==m
Tc. Pada Pada bagian bagian
technetium &enerator ada yang terdiri dari kolom keramik alumina dengan radioaktif
==
!o
diserap ke permukaan permukaan dalam bentuk bentuk amonium amonium molibdat, (2 @) :!o<@. +olom ini disimpan dala dalam m peris perisai ai timb timbal al untu untuk k kesel keselam amata atan. n. Sebu Sebuah ah skem skemaa dan dan foto foto dari dari Tcgen cgener erato ator r ditunukka ditunukkan n pada &ambar 5. Sebagaiman Sebagaimanaa diuraikan diuraikan sebelumnya, sebelumnya, ==m
Tc yang pada gilirannya meluruh menadi
==
!o meluruh menadi
==g
Tc, keadaan dasar dari Tc.
&ambar 5. (+iri) Sebuah generator technetium. (+anan) technetium pembangkit komersial.
Pada aktu tertentu kolom pembangkit mengandung campuran 1ntuk menghapus
==
!o,
==m
Tc dan ==gTc.
==m
Tc secara selektif sebuah botol dengan garam fisiologis ditempatkan di
masukan ke kolom dan arum dan botol kosong di saluran keluar. &aram yang diambil ==m
melalui kolom dan mencuci keluar sebagian besar
Tc yang tidak terikat kuat ke kolom dan
dielus dielusii dalam dalam bentuk bentuk natriu natrium m pertec pertechne hnetate tate33 sekitar sekitar D8> D8> dari dari diba diband ndin ingk gkan an deng dengan an kura kurang ng dari dari $> dari dari
==m
Tc yang tersedia dielusi
==
!o. /adioa /adioassay ssayss yang yang sesuai sesuai kemudi kemudian an
dilakukan untuk menentukan konsentrasi dan kemurnian
==m
Tc yang dielusi, dengan kotoran
l dan !o yang dibutuhkan untuk menadi di baah tingkat keamanan tertentu. Biasanya, technetium tersebut dielusi setiap :@ am, dan generator diganti seminggu sekali.
==
mo, dilambangkan dengan 2 $, menurun dengan aktu dari nilai maksimum
aal 28 pada saat t G 8. Peluruhan radioaktif ini menghasilkan atom 2 : dari dari
==m
Tc, yang
meluruh untuk membentuk atom 2 5 dari ==gTc, produk akhir yang stabil3
2ilai dari 4 $ dan 4 : berasal dari masingmasing paruh aktu, adalah :.=:7$8 ? s $ dan 5.:$7$8# s$, masin masing gma masi sing ng.. Pelu Peluru ruha han n dari dari
==
!o (dari (dari nukleu nukleuss induk) induk) diberik diberikan an oleh oleh
persamaan 5.:, 2$ G 2o e4$t. +are +arena na ada ada pros proses es pelu peluru ruha han n dua dua lang langka kah, h, uml umlah ah meningkat karena peluruhan ==!o, tetapi menurun karena peluruhan sendiri untuk
==m
Tc
==g
Tc3
da seumla seumlah h metode metode untuk untuk memecah memecahkan kan persam persamaan aan diferen diferensial sial orde orde pertam pertamaa sederhana ini. !isalnya, persamaan homogen dan khususnya dapat diselesaikan3
1ntuk solusi tertentu, pemecahan untuk memberikan3
!enambahkan bersamasama solusi homogen dan khususnya3
+arena kita tahu baha 2 : G 8 pada t G 8, menggunakan kondisi batas ini kita dapat memecahkan untuk konstan C3
&ambar @. (+iri) Plot Teoritis radioaktiitas ==mTc s aktu untuk generator yang tidak dielusi. (kanan) kura radioaktiitas praktis di mana generator dielusi setiap :@ am, seperti yang ditunukkan oleh garis putusputus. Solusi akhir untuk 2: adalah3
/adioaktiitas, 0:, diberikan oleh3
Seperti yang telah diharapkan secara intuitif, radioaktiitas sebanding dengan selisih dua eksponensial, salah satu yang mengatur peningkatan umlah
==m
Tc dan peluruhannya yang
lainnya. lainnya. &ambar @ menunukk menunukkan an baha nilai maksimum maksimum radioaktii radioaktiitas tas teradi teradi pada :@ am, yang karenanya adalah aktu yang logis di mana generator adalah pertama 'dielusi', yaitu ==m
Tc akan dihapus. /adioaktiitas turun menadi nol dan kemudian mulai meningkat lagi.
tingkat maksimum radioaktiitas teradi kirakira setiap :@ am, yang membuatnya sangat mudah untuk memasukkan ke dalam adal klinis seharihari.
< K!*er! )!**!
+amera gamma, yang ditunukkan pada &ambar #, merupakan dasar penting untuk SPECT. Pasien terletak di tempat tidur di baah kamera gamma, yang diposisikan dekat
dengan organ yang berkepentingan. +amera gamma harus mampu mendeteksi tingkat sinar " hingga puluhan ribu per detik, harus menolak sinar " yang telah tersebar di tubuh dan karena itu tidak memiliki informasi spasial yang berguna, dan harus memiliki sensitiitas setinggi mungkin untuk menghasilkan citra dengan kualitas tertinggi dalam aktu pencitraan klinis dapat diterima. Peran dari masingmasing komponen yang terpisah dari kamera gamma yang dibahas dalam bagian berikut.
&ambar #. Sebuah kamera gamma yang digunakan untuk kedua scintigraphy planar (satu kamera) dan SPECT (dua atau tiga kamera berputar). <" K'li*!8'r
Peran Peran kolima kolimator tor di kedokt kedoktera eran n nuklir nuklir sangat sangat mirip mirip dengan dengan grid grid antisca antiscatter tter dalam dalam pencitraan sinar *. Seak sinar " dari sumber radioaktif dalam tubuh dipancarkan ke segala arah, tingkat yang auh lebih tinggi dari collimation diperlukan dalam kedokteran nuklir dari dalam pencitraan sinar *. -ni, bersamasama dengan pelemahan tinggisinar " dalam tubuh, menyebabkan proporsi yang sangat tinggi dari sinar " dipancarkan (==.=>) tidak terdeteksi. da enam dasar desain kolimator3 lubang paralel, slanthole, konergen, diergen, fanbeam dan lubang arum. !asingmasing memiliki sifat tertentu dalam hal efek pada citra S2/, C2/ dan resolusi spasial.
<0 De8e78'r (in8il!(i 7ri(8!l d!n 8!=,n) +h'8'*,l8i+lier di)!=,n)7!n
Sinar " tidak dilemahkan dalam tubuh dan dideteksi menggunakan kristal sintilasi yang mengubah energi mereka ke dalam cahaya. Pada kamera gamma, detektor adalah kristal 2a- (Tl), diameter sekitar @8#8 cm. +etika sinar " menyerang kristal, kehilangan energi melalui interaksi fotolistrik dan Compton yang mengakibatkan populasi keadaan elektronik
tereksitasi dalam kristal. eeksitasi dari keadaan ini teradi :58 nanodetik kemudian melalui emisi foton dengan panang gelombang @$# nm (cahaya tampak biru), sesuai dengan energi foton @ e%. Sebuah karakteristik yang sangat penting dari scintillators seperti 2a- (Tl) adalah baha umlah cahaya (umlah foton) yang dihasilkan berbanding lurus dengan energi insiden sinar ". 1ntuk setiap sinar " yang menghantam kristal sintilasi menghasilkan beberapa ribu foton, masingmasing dengan energi yang sangat rendah beberapa electronolts. Sinyalsinyal cahaya cahaya yang yang sangat sangat rendah rendah perlu perlu diperk diperkuat uat dan diubah diubah menadi menadi arus arus listrik listrik yang dapat dapat didigitalkan3 P!TS adalah perangkat yang digunakan untuk spesifik tugas ini. esain dasar dari P!T ditunukkan pada &ambar 6. Bagian dalam permukaan endela pintu transparan dari P!T dilapisi dengan bahan seperti cesium antimon (CsSb) yang membentuk photocathode. Elektron bebas (elektron) yang dihasilkan melalui interaksi fotolistrik ketika foton dari kristal sintilasi menyerang bahan ini. Elektron ini dipercepat menuu tahap pertama dari penguat kation, pelat logam disebut sebagai dynode diadakan pada tegangan 588 olt sehubungan dengan photocathode tersebut. Aempengan ini uga dilapisi dengan bahan bialkali seperti CsSb. +etika elektron menyerang dynode ini beberapa elektron sekunder yang dipancarkan untuk setiap elektron insiden3 faktor penguatkhas adalah antara 5 dan ?. Serangkaian dari delapan sampai sepuluh dynodes mempercepat lebih auh, masingmasing pada tegangan $88 olt sehubungan dengan sebelumnya, menghasilkan antara $8 # dan $8? elektron untuk setiap fotoelektron aal, menciptakan arus yang diperkuat pada output P!T. Sebuah catu daya tegangan tinggi diperlukan untuk setiap P!T, di kisaran $: k%. P!TS disegel di kaca, dan seluruh penutup dieakuasi untuk mengurangi redaman elektron antara dynodes3 foto P!T tunggal ditunukkan pada &ambar 6.
&ambar ?. (+iri) komersial yang dihasilkan kristal 2a- (Tl). (+anan) Plot pelemahan koefisien massa untuk 2a- (Tl) energi s "ray "r ay,, menunukkan penurunan sekitar eksponensial dengan meningkatkan energi.
+arena setiap P!T memiliki diameter :5 cm, dan 2a- (Tl) kristal auh lebih besar dalam ukuran, seumlah P!TS erat digabungk digabungkan an ke kristal kristal sintilasi. sintilasi. Paling efisien kemasan geometrihe7agonallyerat dikemas, yang uga memiliki properti baha arak dari pusat satu P!T itu ke masingmasing P!T tetangga adalah sama3 properti ini penting untuk penentuan lokasi spasial sintilasi sintilasi setiap menggunakan menggunakan aringan aringan posisi posisi nger, seperti dibahas dibahas dalam bagian berikut. rray dari ?$, 6# atau =$ P!TS biasanya digunakan, dengan lapisan kopling optik tipis yang digunakan untuk antarmuka permukaan setiap P!T dengan kristal sintilasi. Setiap P!T idealnya harus memiliki respon energi yang identik, yaitu arus keluaran untuk energi sinar " yang diberikan harus sama. Fika hal ini tidak teradi, maka artefak diproduksi dalam citra.
&ambar 6. (+iri). Hang Hang pertama tiga tahap penguatan dalam tabung P!T. (+anan) P!T komersial. <& .!rin)!n +'(i(i !n)er d!n +en)!n!li(! +,l(! 8in))i
Setiap kali sintilasi teradi dalam kristal 2a- (Tl), P!T paling dekat dengan sintilasi menghasilkan arus keluaran terbesar. Fika ini adalah satusatunya metode lokalisasi sinyal, maka resolusi spasial akan tidak lebih halus dari dimensi P!T, yaitu, beberapa cm. 2amun, P!TS yang berdekatan menghasilkan arus output yang lebih kecil, dengan umlah cahaya yang terdeteksi menadi sekitar berbanding terbalik dengan arak antara peristia sintilasi dan P!T tertentu. engan membandingkan besaran arus dari semua P!TS, lokasi sintilasi dalam kristal kristal bisa bisa auh auh lebih lebih baik baik perkir perkiraan aan.. Pada Pada kamera kamera gamma gamma analog analog proses proses ini dilaku dilakukan kan dengan menggunakan logika sirkuit nger, yang terdiri dari empat resistor terhubung ke output dari setiap P!T, seperti yang ditunukkan pada &ambar D. Faringan ini menghasilkan empat empat sinyal output, output, * I, *, HI, dan H yang diumlahkan untuk semua P!TS. Besaran relatif dan tandatanda sinyalsinyal diumlahkan kemudian mendefinisikan diperkirakan (*, H) lokasi setiap sintilasi kristal yang diberikan oleh3
Pada kamera digital yang lebih baru, arus untuk semua P!TS disimpan dan estimasi posisi ini dilakukan dengan menggunakan algoritma komputer setelah semua data telah diperoleh. +oreksi untuk kinera nonseragam masingmasing P!T dengan mudah dapat dibangun ke dalam sistem digital.
&ambar D. (+iri) Sembilan belas P!TS dalam susunan heksagonal pada 2a- (Tl) kristal. (+anan) Faringan empat resistor melekat pada setiap P!T. Pen)!n!li(! +,l(! 8in))i
Selain mencatat komponen indiidu * I , *, H I, H, yang menumlahkan sinyal J (*
I
I * I H II H), disebut 'Ksinyal', dikirim ke analyKer pulsatinggi (P). Peran P adalah untuk menentukan peristia dicatat sesuai dengan sinar " yang belum tersebar dalam aringan (radiasi (radiasi primer) primer) dan harus dipertahank dipertahankan, an, dan yang telah mengalami hamburan Compton Compton di pasien, tidak berisi informasi spasial yang berguna dan harus ditolak. +arena amplitudo pulsa tegangan dari P!T sebanding dengan energi sinar " yang terdeteksi, diskriminasi atas dasar besarnya output dari P!T setara dengan diskriminasi atas dasar energi sinar ". Sebuah multiplechannel analyKer (!C), di mana istilah 'channel' mengacu pada berbagai energi yang spesifik, spesifik, menggunaka menggunakan n conerter conerter analogked analogkedigital igital untuk mendigitalk mendigitalkan an sinyal, sinyal, dan kemudian untuk menghasilkan spektrum pulsatinggi, yaitu suatu plot dari seumlah peristia P!TS sebagai fungsi tingkat tegangan output. Fumlah saluran dalam !C bisa lebih dari seribu, seribu, yang yang memung memungkin kinkan kan dasarn dasarnya ya spektr spektrum um energ energii yang yang lengka lengkap p untuk untuk diprod diproduks uksi, i, seperti yang ditunukkan pada &ambar =. Setelah digitalisasi, nilai ambang batas atas dan baah untuk menerima sinar " diterapkan. Pada pandangan pertama mungkin tampak baha hanya tegangan ambang tunggal setara dengan $@8 ke% sinar " yang meleati langsung melalui aringan ke detektor tanpa hamburan hamburan yang cukup. cukup. 2amun, sinar " yang telah tersebar dengan hanya sudut yang sangat keci kecill masih masih memi memili liki ki info inform rmasi asi yang yang berg bergun unaa dan dan haru haruss dicat dicatat at.. Sela Selain in itu, itu, ada ada non non keseragaman dalam respon dari bagian yang berbeda dari kristal 2a- (Tl), dan uga dengan
P!TS, yang keduanya akan menghasilkan berbagai tegangan output bahkan dari sinar " monoen monoener ergik gik.. ambur amburan an Compto Compton n dari dari sinar sinar " dalam dalam kristal kristal sintila sintilasi si itu sendir sendirii uga uga menyebabkan pengurangan kecil dan ariabel pada energi sinar ". /esolusi energi dari sistem didefinisikan sebagai fullidthhalfma7imum (L!) dari dari puncak foto, foto, ditunukkan ditunukkan pada &ambar =, dan biasanya sekitar $@8 ke% (atau $8>) untuk kebanyakan kamera gamma tanpa keha kehadi dira ran n pasi pasien en.. Sema Semaki kin n semp sempit it L L! ! dari dari sist sistem em yang yang lebi lebih h baik baik itu itu dala dalam m membedakan antara sinar " tidak tersebar dan tersebar. alam scan klinis dengan pasien di tempat, tempat, tingkat tingkat ambang ambang batas untuk menerima 'photopeak' 'photopeak' diatur ke nilai yang sedikit lebih besar, biasanya :8>. !isalnya, endela :8> sekitar photopeak $@8 ke% berarti baha sinar " dengan nilai $:6$#5 ke% diterima.
&ambar =. /esolusi /esolusi energi dari dari sistem didefinisikan sebagai fullidthhalfma7imum (L!) dari puncak foto dan biasanya sekitar $@8 ke% (atau $8>) untuk kebanyakan kamera gamma tanpa kehadiran pasien <; In(8r,*en w!78, *!8i
Fika dosis disuntikkan dari radiotracer sangat besar, umlah total sinar " menyerang kristal sintilasi dapat melebihi kemampuan merekam dari sistem. +eterbatasan ini karena pemulihan terbatas dan aktu reset yang diperlukan untuk berbagai sirkuit elektronik di kamera gamma. da dua enis perilaku yang ditunukkan oleh komponen sistem, disebut 'paralysable' dan 'nonparalysable'. Perilaku Paralysable adalah fenomena di mana komponen sistem sistem tidak tidak dapat dapat menang menanggap gapii perist peristia ia baru baru sampai sampai aktu aktu tetap tetap setelah setelah sebelu sebelumny mnya, a, terlepas dari apakah komponen sudah dalam keadaan nonresponsif. !isalnya, setiap kali sinar " menyerang kristal sintilasi menghasilkan keadaan elektronik tereksitasi, yang meluruh dalam :58 ns untuk merilis umlah foton. Fika sinar " lain menyerang tempat yang sama dalam dalam kristal kristal sebelum sebelum keadaa keadaan n tereksi tereksitasi tasi meluru meluruh, h, maka maka akan akan mengam mengambil bil lebih lebih :58 :58 ns meluruh, dan hanya satu set foton akan diproduksi meskipun dua sinar " menabrak kristal. Sebuah tingkat yang sangat tinggi sinar " menabrak detektor, oleh karena itu, berpotensi menghasilkan aktu mati cukup panang. Fika tingkat radioaktiitas yang sangat tinggi, maka instrumen 'aktu mati' menadi lebih panang, sehingga umlah peristia yang tercatat benar
benar dapat menurun. Sebaliknya, komponen nonparalysable tidak bisa menanggapi untuk aktu yang ditetapkan, terlepas dari tingkat radioaktiitas. !isalnya, rangkaian nger logika dan P mengambil aktu tertentu untuk memproses sinyal input listrik yang diberikan, dan selama ini setiap peristia lanut hanya tidak tercatat3 aktu ini adalah tetap, dan tidak memanang ika peristia sintilasi lanut teradi. Biasanya keseluruhan 'aktu mati ' (;) dari sistem ditentukan oleh komponen nonparalysable ter akhir, dan diberikan oleh3
&ambar $8. +ura koreksi digunakan untuk memperhitungkan kerugian aktu mati. Pada lau pencacahan sangat rendah, lau yang benar dan lau pencacahan diukur adalah terkait linear. Sebagai radioaktiitas meningkat, lau pencacaha diukur mencapai nilai asymptotic, auh di baah nilai sebenarnya. di mana 2 adalah lau pencacahan yang benar benar (umlah scintillations per detik), dan n adalah lau pencacahan yang diukur. !aksimum lau pencacahan terukur diberikan oleh $ 9 ;. +oreks +oreksii untuk untuk matia matiaktu ktu didasar didasarkan kan pada pada kalibr kalibrasi asi menggu menggunak nakan an phanto phantom m dari dari radioaktiitas yang dikenal, dan uga pengukuran elektronik independen dari aktu mati dari masing masingmas masing ing kompon komponen en sistem. sistem. Sebaga Sebagaii contoh contoh,, &ambar &ambar $8 menun menunukk ukkan an plot plot lau pencacahan yang diukur s radioaktiitas dari sumber yang dikalibrasi menunukkan perilaku asimtotik dielaskan oleh Persamaan (5.$?). Secara eksperimen, enis kura dapat diproduksi oleh sumber pencitraan dengan radioaktiitas yang dikenal, dan memperoleh citra pada titik aktu yang berbeda sebagai sumber radioaktif yang meluruh (titik data di sebelah kanan grafik pada lau pencacahan tinggi diperoleh pada aal percobaan ini ). al ini memberikan kura kalibrasi untuk mengoreksi citra yang diperoleh.
# Sin)le +h'8'n e*i((i'n 9'*+,8ed 8'*')r!+h >SPECT?
SPECT menggunakan dua atau tiga kamera gamma yang berputar di sekitar pasien mendeteksi sinar" di seumlah sudut yang berbeda. Entah disaring kembali oleh proyeksi
atau teknik iteratif digunakan digunakan untuk merekonstruksi merekonstruksi beberapa irisan aksial dua dimensi dari proyeksi yang diperoleh. !ayoritas scan SPECT digunakan untuk studi perfusi miokard untuk untuk mendet mendeteksi eksi penyak penyakit it arteri arteri korone koronerr atau atau infark infark miokar miokard, d, meskipu meskipun n SPECT SPECT uga uga digunakan untuk studi otak untuk mendeteksi area mengurangi aliran darah yang terkait dengan stroke, epilepsi atau penyakit neurodegeneratie seperti lKheimer. +arena array P!TS adalah dua dimensi di alam, data dapat direkonstruksi sebagai serangkaian serangkaian irisan yang berdekatan, berdekatan, seperti yang ditunukk ditunukkan an pada &ambar $$. $$. /otasi /otasi 5?8 8 umum umumny nyaa dipe diperlu rluka kan n dala dalam m SPEC SPECT T karen karenaa ara arak k sumb sumber er ke dete detekt ktor or memp mempen enga garu ruhi hi distribusi hamburan sinar " dalam tubuh, tingkat atenuasi aringan dan uga resolusi spasial, dan proyek proyeksi si yang yang dipero diperoleh leh pada pada $D88 satu sama lain lain tidak tidak identi identik. k. Sebuah Sebuah kolimato kolimator r koner konergen gen sering sering diguna digunakan kan dalam dalam SPECT SPECT untuk untuk mening meningkat katkan kan S2/ dari dari scan. scan. alam alam SPECT SPECT otak, memindai setiap gambar dari set data multislice multislice yang terbentuk terbentuk dari biasanya biasanya #88 888 umlah, dengan resolusi spasial 6 mm. SPECT miokard miokard memiliki memiliki angka yang lebih rendah dari umlah, biasanya $88 888 per gambar, dan resolusi spasial sekitar dua kali lebih kasar seperti yang scan otak (karena arak sumber ke detektor auh lebih besar karena ukuran tubuh). tubuh). 1ntuk pengolahan pengolahan data dalam SPECT sebelum proses rekonstruksi rekonstruksi citra, data harus dikoreksi untuk seumlah keragaman instrumen, serta faktorfaktor intrinsik seperti hamburan dan redaman tergantung kedalaman.
&ambar $$. (+iri atas) tiga kepala kamera gamma sistem SPECT berputar untuk pencitraan batang tubuh. (+anan atas) Beberapa irisan : dapat diperoleh dalam arah longitudinal. longitudinal. (Baah) :kepala kamera SPECT3 kepala dapat dipindahkan ke dalam citra otak, atau keluar untuk tubuh.
5 SPECT 6 CT
Seak tahun :88# telah ada kecenderungan meningkat untuk menggabungkan SPECT dengan CT dalam scanner gabungan. Pada tahun :88D ada sekitar $.888 sistem SPECT 9 CT
terinstal di seluruh dunia. SPECT 9 CT sistem memperoleh data dari dua modalitas citra dengan tempat tidur pasien terpadu dan gantry. ua studi pencitraan dilakukan dengan pasien yang berada di atas mea, yang pindah dari CT scanner untuk sistem SPECT, seperti yang ditunukkan pada &ambar $:. Sistem klinis yang khas menggunakan kamera dua kepala SPECT SPECT dengan dengan CT scanner scanner multis multislice lice.. +euntu +euntunga ngan n utama utama dari dari gabung gabungan an SPECT SPECT 9 CT melalui sistem SPECT yang berdiri sendiri adalah3 (i) peningkatan koreksi atenuasi untuk rekonstruksi SPECT menggunakan informasi anatomi resolusi tinggi dari s canner CT, CT, dan (ii) fusi anatomi resolusi tinggi ( CT) dengan informasi fungsional (SPECT), memungkinkan lokasi anatomis radioaktif spot 'panas' atau 'dingin' menadi didefinisikan auh lebih baik dengan mengurangi efek olume yang parsial dibandingkan dengan SPECT saa. alam hal keuntungan dari koreksi atenuasi berbasis CT s scan transmisi
$#5
&d, data CT memiliki S2/
auh lebih tinggi, mereka dapat diperoleh auh lebih le bih cepat, tidak ada crosstalk antara sinar* dan sinar", dan sumber CT memiliki fluks konstan dari aktu ke aktu sedangkan sumber $#5
&d meluruh perlahan. Satusatunya Satusatunya kelemahan kelemahan adalah baha scan diperoleh diperoleh secara serial
daripa daripada da secara secara bersam bersamaan aan,, yang yang berpot berpotens ensii menyeb menyebabk abkan an misreg misregistr istratio ations ns antara antara data data SPECT dan peta atenuasi CTditurunkan CTditurunkan ika posisi pasien bergerak.
&ambar $:. (+iri) sistem SPECT 9 CT menggunakan tempat tidur bersama untuk pasien. (+anan) Sebuah sistem komersial. da dua kamera gamma, satu di atas dan satu di baah pasien, dan entri melingkar untuk CT multidetektor. @ A+li7!(i 7lini( SPECT d!n SPECT 6 CT @" Per,(i *i'7!rd
plikasi yang paling penting dari SPECT adalah untuk menilai perfusi miokard untuk mendiagnosa penyakit arteri koroner (C) dan kerusakan pada otot antung berikut infark (serang (serangan an antun antung). g). C adalah salah salah satu penyebab penyebab utama utama kematia kematian n di dunia dunia barat. barat. terosklerosis dapat menyebabkan pengerasan dan penyempitan pembuluh darah koroner, atau atau plak plak ateros ateroskle klerot rotik ik lagi lagi yang yang bisa bisa memban membangun gun dalam dalam dindin dinding g arteri, arteri, menyeb menyebabk abkan an pembekuan dan penurunan dalam darah yang mengalir ke otot antung. Pasien dengan faktor
risiko tinggi yang diketahui atau yang memiliki nyeri dada dan 9 atau rekaman E+& yang abnormal sering disebut untuk Mui stress antung nuklir'. gen yang paling umum digunakan dalam dalam studi ini adalah adalah
==m
Tcsestamibi (nama dagang cardiolite), struktur yang ditunukkan
pada &ambar $5. +arena senyaa ini memiliki muatan positif, itu terakumulasi dalam mitokondria dalam otot antung. /antai samping organik dari molekul dirancang sehingga komp komple leks ks adal adalah ah lipo lipoph phil ilici icity ty mene meneng ngah ah.. !esk !eskip ipun un agen agen lain lain seper seperti ti digunakan digunakan untuk untuk tes ini,
:8$
Tl uga uga dapa dapatt
==m
Tc semakin banyak digunakan terutama karena dosis radioaktif
diberikan lebih rendah.
&ambar $5. (Top) Struktur kimia ==mTcsestamibi, yang digunakan di sebagian besar scan perfusi miokard. (Baah) Protokol scanning untuk untuk tes stres antung kedokteran nuklir. nuklir. &ambar &ambar $5 menunukkan menunukkan diagram blok dari protokol protokol untuk tes stres. Tahap pertama melibatkan menyuntikkan dosis yang relatif rendah, D mCi radiotracer, sementara pasien berolahraga pada sepeda stasioner atau treadmill. Aatihan terus selama sekitar satu menit setelah setelah ineks ineksii untuk untuk memasti memastikan kan pember pembersih sihan an pelaca pelacak k dari dari darah. darah. Serapa Serapan n radiot radiotrace racer r seban sebandi ding ng deng dengan an alira aliran n darah darah loka lokal, l, sekit sekitar ar #> dari dari dosis dosis akan akan ke ant antun ung. g. Aati Aatiha han n meningkatk meningkatkan an kebutuhan kebutuhan oksigen dari antung antung yang menyebabkan menyebabkan arteri koroner normal normal membesar, dengan aliran darah meningkat menadi nilai biasanya tiga sampai lima kali lebih besar daripada saat istirahat, is tirahat, dengan penyerapan seragam dari radiotracer dalam miokardium entrikel kiri. Fika arteri koroner yang tersumbat, mereka tidak bisa membesar dan sehingga aliran darah tidak dapat meningkatkan secara cukup untuk memenuhi kebutuhan oksigen antung, dan ini muncul sebagai daerah intensitas sinyal rendah pada scan SPECT. SPECT. asil dari scan SPECT SPECT pertam pertamaa diband dibanding ingkan kan dengan dengan yang yang dipero diperoleh leh saat istirah istirahat, at, yang yang biasan biasanya ya diperoleh auh di kemudian hari. &ambar $@ menunukkan serangkaian irisan sumbu pendek
dari scan SPECT myocardical myocardical,, bersama bersama dengan dengan skema antung yang menunukka menunukkan n orientasi orientasi gambar. ata multislice dapat direkonstruksi dan ditampilkan sebagai obliNue, panang atau pendek sumbu pandangan dari antung, sangat membantu diagnosis. Sebuah sistem SPECT antung biasanya hanya berputar dua kamera gamma, dengan detektor berorientasi pada =8 8 satu satu sama sama lain lain.. any anyaa rota rotasi si $D8 $D88 diguna digunakan kan untuk untuk memben membentuk tuk gambar gambar seak seak antun antung g diposisikan dekat dengan bagian depan dada dan di sebelah kiri tubuh.
&ambar $@. (+iri) Struktur antung menunukkan arteri koroner kanan (/C) dan arteri koroner kiri (AC). Panah $ menunukkan satu situs umum dari pembuluh oklusi, sedangkan s edangkan daerah (:) ditunukkan oleh panah kecil sering dikaitkan dengan infark miokard. (+anan) Baris atas menunukkan scan SPECT diperoleh di pesaat ditunukkan pada skema antung. ata yang diperoleh dapat diformat ulang untuk ditampilkan ke segala arah, seperti yang ditunukkan dalam dua set lebih rendah dari gambar yang meakili dua pesaat ortogonal dengan yang di baris atas. Sebuah protokol SPECT perfusi miokard dapat memakan aktu hingga : $9: am aktu prosedur, termasuk setengah sampai satu am untuk scan. +arena enis perfusi scan begitu umum, beberapa sistem SPECT antung khusus telah dirancang untuk mengurangi aktu pencitraan ini secara signifikan, dan uga untuk meningkatkan resolusi spasial dari scan. scan. Salah Salah satu pendek pendekatan atan,, disebu disebutt dSPECT dSPECT (SPECT (SPECT dinami dinamis) s) menggu menggunak nakan an detekt detektor or ditempatkan di atas dan ke salah satu sisi dada dengan sembilan detektor solid state cadmium telluride seng (COT) daripada kristal konensional 2a- (Tl). COT memiliki resolusi energi secara secara signif signifika ikan n lebih lebih baik baik daripa daripada da 2a- (Tl) (Tl) dan uga uga lebih lebih tinggi tinggi koefisi koefisien en redama redaman, n, mesk meskip ipun un tida tidak k dapa dapatt dibu dibuat at men menad adii detek detekto torr seteb setebal al 2a2a- (Tl) (Tl) kris krista tal. l. Set Setup up,, yang yang ditunukka ditunukkan n pada &ambar $#, uga memungkink memungkinkan an pasien untuk duduk daripada daripada berbaring, berbaring, yang mengurangi mengurangi gerak pasien. +edua setup, setup, disebut disebut sistem Cardirc, menggunakan menggunakan solid state detektor COT sama (meskipun 2a- (Tl) uga dapat digunakan), tetapi memiliki array setengah lingkaran yang sangat besar dari detektor ini, masingmasing dalam ukuran :,# mm.
Semua Semua perang perangkat kat keras keras pemros pemrosesan esan sinyal sinyal terpas terpasang ang langsu langsung ng ke sebuah sebuah papan papan sirkuit sirkuit,, dengan dengan detekt detektor or di sisi lain lain dari dari papan papan sirkuit sirkuit.. 1ntuk 1ntuk collim collimatio ation n lembar lembaran an tipis tipis timbal timbal ditemp ditempatk atkan an antara antara pasien pasien dan detektor detektor dengan dengan hanya hanya enam enam slot slot tipis tipis di arah ertikal ertikal.. &erakan kembali dan sebagainya dari kolimator ini hingga :# cm memungkinkan pemindaian melalui pasien dengan mendefinisikan kenaikan yang sangat taam dari 8,$@ 8 (ibandingkan dengan 58 1ntuk SPECT konensional). 1ntuk collimation ertikal, timbal tipis 'baling baling' digunakan untuk memisahkan berbagai tingkat detektor COT, COT, yang memungkinkan gambar multislice untuk diakuisisi. Sekali lagi, pasien dapat dipindai dalam posisi duduk yang lebih alami. aktu pengurangan scan !iokard untuk :@ menit mungkin teradi dengan salah satu dari ini sistem yang relatif baru.
&ambar $#. (Top) ua komersial khusus miokard scanner SPECT, yang SPECT (kiri) dan Cardirc (kanan). (Baah) !enampilkan modus operasi dari scanner Cardirc menggunakan kolimator horisontal enam celah yang dalam gerakan konstan, dan baling baling timbal yang digunakan untuk untuk collimation ertikal. @0 SPECT d!n SPECT 6 CT O8!7
Studi SPECT uga dilakukan untuk mengukur perfusi darah di otak, paling sering menggu menggunak nakan an
==m
Tce7ame ce7ametaKi taKime me (nama (nama dagang dagang Cerete Ceretec), c), sebuah sebuah komple kompleks ks netral netral yang yang
meleati meleati saar darah otak karena karena berat molekul rendah, lipophilicit lipophilicity y relatif, relatif, dan nol biaya. biaya. gen dimetabolisme dalam sel menadi spesies yang lebih hidrofilik yang tidak dapat dengan mudah berdifusi kembali keluar dari sel dan karena itu terakumulasi dari aktu ke aktu untuk umlah proporsional dengan darah otak daerah aliran (rCBL). Serapan di otak mencapai maksimal #> dari dosis yang disuntikkan dalam aktu satu menit ineksi. Sampai dengan $#> dari dari aktii aktiitas tas tersebu tersebutt terelim terelimina inasi si dari dari otak otak dalam dalam aktu aktu dua menit menit pascai pascaine neksi ksi,, setelah itu konsentrasi radiotracer tetap konstan selama :@ am ke depan.
infark serebral, skiKofrenia dan demensia. Salah satu bentuk umum mempelaari demensia adalah penyakit lKheimer, yang ditandai dengan aliran bilateral menurun di lobus temporal dan parietal dengan aliran yang normal dalam sensorimotor primer dan korteks isual, seperti yang yang ditun ditunukk ukkan an pada pada &ambar &ambar $?. $?. Pasien Pasien stroke stroke sering sering menun menunukk ukkan an secara secara signif signifika ikan n mengurangi perfusi darah di sisi otak di mana stroke telah teradi.
&ambar $?. (+iri) SPECT PET?
!iri !irip p deng dengan an SPEC SPECT T, PET PET adal adalah ah tekni teknik k tomo tomogr graf afii yang yang uga uga meng menggu guna naka kan n radiotracers. 2amun, PET memiliki secara signifikan resolusi spasial yang lebih baik antara $88 dan $888 kali lebih tinggi serta S2/ dari SPECT. Perbedaan mendasar antara dua teknik pencitraan adalah baha radiotracers digunakan dalam PET memancarkan positron yang setelah pemusnahan dengan elektron dalam aringan, mengakibatkan pembentukan dua sinar " dengan setiap energi #$$ ke%. ua sinar " memiliki lintasan $D8 8 terpisah dan menumbuk detektor solidstate yang diposisikan dalam serangkaian cincin lengkap sekitar pasien. -ni membentuk membentuk garis rekonstruks rekonstruksii intrinsik intrinsik (A
koreksi dari data yang diperoleh untuk kebetulan disengaa dan efek redaman menggunakan pencitraan CT, CT, pencitraan PET direkonstruksi menggunakan baik disaring backproection atau metode iteratif. -noasi teknis terbaru di PET 9 CT scanner komersial teknologi timeof flight flight (T
&ambar $6. (Top) 1nsurunsur dari sistem PET 9 CT. CT. (-nset) Pembentukan garisofrespon di ring detektor PET. PET 9 CT memiliki aplikasi klinis utama di bidang umum onkologi, kardiologi dan neurologi. alam onkologi, pencitraan seluruh tubuh digunakan untuk mengidentifikasi baik tumor primer dan metastasis sekunder auh dari sumber utama. +elemahan utama dari PET 9 CT adalah kebutuhan untuk siklotron di tempat untuk menghasilkan positron memancarkan radiotracers, dan biaya yang mahal.
"$ R!di'8r!9er( di),n!7!n ,n8,7 PET 6 CT
-sot -sotop op sepert sepertii
$$
C,
$#
<,
$D
L da dan $5 2 digunakan dalam PET 9 CT untuk menalani
peluruhan radioaktif dengan memancarkan positron, yaitu elektron elektron bermuatan positif (e I), dan neutrino3
Peralanan Peralanan positron positron arak pendek (ratarata (ratarata 8,$: mm tergantun tergantung g pada radiotracer terte tertent ntu) u) dala dalam m arin aringa gan n sebelu sebelum m memu memusn snah ahka kan n deng dengan an elekt elektro ron. n. Pemu Pemusn snah ahan an ini ini menyebabkan pembentukan dua sinar ", masingmasing dengan energi #$$ ke%. Tabel : daftar umum radiotracers yang digunakan PET dengan aplikasi mereka dan paruh aktu. Tabel :3 Properties dan aplikasi dari radiotracers PET paling umum
/adiot /adiotrace racers rs untuk untuk PET harus harus disint disintesis esis di tempat tempat menggu menggunak nakan an siklot siklotron ron,, dan merupa merupakan kan analog analog struktura strukturall moleku molekull biolog biologis is aktif aktif di mana mana satu atau lebih lebih atom atom telah telah digantikan oleh atom radioaktif.
$D
L fluorodeo7yglu fluorodeo7yglucose cose (L&),
$#
<:, C$#<:, C$#<,
$5
25, dan :$#<. /adiotracer paling umum, digunakan di D8> dari studi, adalah L&,
struktur yang ditunukkan pada &ambar $D, yang uga menggambarkan sintesis dasar. Setelah disuntikkan ke dalam aliran darah, L& secara aktif diangkut melintasi penghalang darah 9 otak otak ke dala dalam m sel. sel. i dalam dalam sel, sel, L& L& terfo terfosfo sfori rilas lasii oleh oleh heks heksok okin inas asee gluk glukos osaa untu untuk k memberikan L&?fosfat. +imia ini terebak di dalam sel, karena tidak dapat bereaksi dengan dengan dehidr dehidroge ogenas nasee &?fo &?fosfat sfat,, yang yang merupa merupakan kan langka langkah h beriku berikutny tnyaa dalam dalam siklus siklus glikolitik, karena kelompok hidroksil pada :karbon merupakan persyaratan untuk proses. +arena tingkat metabolisme metabolisme glukosa glukosa yang tinggi adalah karakteristi karakteristik k dari berbagai enis tumor, ini muncul sebagai bintikbintik panas di scan s can PET onkologi.
&ambar $D. Sintesis yang paling umum dari $D L&
Satusatunya radiotracer PET yang dapat dihasilkan dari generator di tempat daripada siklot siklotron ron adalah adalah
D:
/b. Proses Proses ini mengguna menggunakan kan
D:
Sr sebagai isotop induk, yang memiliki
aktu paruh ?88 am. Setup fisik sangat mirip dengan generator generator technetium, technetium, dengan dengan
D:
Sr
diserap pada oksida Stannic dalam kolom timbalterlindung. +olom dielusi dengan larutan 2aCl, dan eluen adalah dalam bentuk rubidium klorida yang disuntikkan secara intraena. D:
/b cepat membersihkan dari aliran darah dan diekstraksi oleh aringan miokard dalam cara
yang analog dengan kalium. Seak paruh aktu
D:
/b adalah lebih dari satu menit, scan harus
diperoleh relatif cepat menggunakan dosis aal yang sangat tinggi #8 mCi. rea infark miokard yang diisualisasikan dalam aktu dua sampai tuuh menit postinection sebagai daerah daerah dingin dingin di scan miokard miokard.. /esolu /esolusi si spasial spasial dari gambar gambar
D:
/b sediki sedikitt lebih lebih rendah rendah
dibandingkan radiotracers lainnya seak positron dipancarkan memiliki energi yang lebih tinggi dan karena itu peralanan lebih lanut sebelum pemusnahan.
"" In(8r,*en8!(i ,n8,7 PET 6 CT
-nstrumentasi di bagian PET scanner PET 9 CT adalah secara signifikan berbeda dari scanner SPECT, dengan ribuan detektor solidstate kecil, dan tambahan sirkuit pemusnahan yang menyertai. 2amun, ada uga beberapa komponen yang sangat mirip dengan sistem SPECT, SPECT, termasuk multichannel multi channel analisis tinggi pulsa dan tabung photomultiplier. photomultiplier.
"0 D,! di*en(i d!n 8i)! di*en(i +en9i8r!!n PET
Sistem PET komersial memiliki seumlah cincin detektor, hingga di total @D, yang ditumpuk sepanang arah kepala 9 kaki pasien. ata dapat diperoleh baik dalam : multi slice atau mode 5 penuh, dengan sebagian sebagian besar scan sekarang diakuisisi diakuisisi dalam mode 5. Scan memiliki collimation timbal septa yang bisa ditarik diposisikan antara setiap cincin3 septa ini diperpanang untuk operasi : multislice dan ditarik untuk pencitraan dalam mode 5. alam mode : collimation ini mengurangi umlah sinar " tersebar yang terdeteksi dan uga memiliki karakteristik menghasilkan sensitiitas profile seragam sepanang dimensi aksial. -ni berarti baha untuk PET scan seluruh tubuh, di mana mea harus pindah beberapa kali untuk menutupi seluruh panang tubuh, tumpang tindih yang dibutuhkan antara posisi mea berturutturut hanya perlu menadi $: cm. Pesaat pencitraan dapat terbentuk antara dua kristal kristal di ring ring yang yang sama sama (pesaa (pesaatt langsu langsung) ng),, dan uga dari dari krista kristall di cincin cincin yang yang berdekatan (pesaat lintas). 1ntuk sistem dengan n cincin, ada n pesaat langsung dan n$ pesaat lintas, membuat total :n$ pesaat pencitraan, seperti yang ditunukkan pada &ambar $=.
PET tigadime tigadimensi nsi memiliki sensitiitas sensitiitas lebih tinggi tinggi dari PET : sekitar sekitar faktor $8, terutama terutama karena penghapusan penghapusan kolimator kolimator.. !engingat !engingat baha S2/ sebanding dengan akar kuadrat dari umlah hitungan yang tercatat, ini setara dengan pengurangan aktu scan dua kali lipat. 2amun, tanpa kolimator ada banyak kebetulan yang lebih acak dan kontribusi yang auh lebih besar dari sinar " tersebar di mode 5. Selain itu, sensitiitas profile dalam arah aksial auh lebih tinggi di pusat scanner dari pada kedua uung, dan karena itu untuk scan seluruh tubuh tumpang tindih antara posisi mea bisa setinggi #8> yang berarti baha posisi lebih yang dibutuhkan. 2amun demikian, sebagian besar studi dilakukan dalam mode 5 karena S2/ auh lebih unggul.
&ambar $=. Tiga mode akuisisi data yang berbeda digunakan untuk scan PET. PET. Perhatikan baha kolimator septum yang ditarik untuk mode 5. "& PET 6 CT
Seak tahun :88? scanner PET komersial tidak ada yang berdiri sendiri yang telah dihasilkan, semua kini terintegrasi sistem PET 9 CT. lasan untuk menggabungkan PET dan CT dalam dalam sistem sistem pencitr pencitraan aan hybrid hybrid pada pada dasarn dasarnya ya identi identik k dengan dengan mereka mereka yang yang sudah sudah digariskan untuk SPECT 9 CT. Peningkatan akurasi dalam koreksi atenuasi dan fusi citra data morfologi dan fungsional sangat penting dalam studi onkologi yang membentuk aplikasi utama PET 9 CT. Studi yang sebelumnya membutuhkan aktu hingga satu am sekarang biasanya membutuhkan setengah aktu seak kalibrasi scan PET terpisah untuk koreksi atenuasi tidak diperlukan, dan kalibrasi CT scan sangat cepat. Sekarang ada lebih dari :.888 sistem PET 9 CT yang terpasang di dunia. Sistem hybrid berisi dua cincin detektor yang terpisah dan tempat tidur pasien umum yang slide antara keduanya, seperti yang ditunukkan pada &ambar :8. +ebanyakan +e banyakan PET 9 CT scanner memiliki bore 68 cm untuk kedua CT dan PET. Sangat terbaru PET 9 CT scanner memiliki bore dari D# cm untuk pasien yang lebih besar, meskipun resolusi spasial agak terdegradasi karena ukuran cincin yang lebih besar. !asalah utama dengan PET 9 CT, seperti untuk SPECT 9 CT, adalah ketidaksesuaian antara aktu akuisisi data dari dua modalitas. i dada dan perut, !SCT mengakuisisi seluruh set
data di $s atau kurang, sedangkan data PET diperoleh selama beberapa menit atau lebih.
&ambar :8. (+iri) PET 9 CT scanner dengan dua cincin terpisah dari detektor. detektor. Tempat Tempat tidur yang umum slide pasien melalui dua scanner. (+anan) (a) Sebuah PET tidak dikoreksi, (b) pencitraan CT (c) peta atenuasi CTditurunkan CTditurunkan setelah segmentasi dari pencitraan CT, CT, dan (d) redamandikoreksi PET scan. "; A+li7!(i 7lini( d!ri PET 6 CT ";" PET 6 CT (9!n 8,=,h *enel,r,h
Selsel ganas, pada umumnya, memiliki tingkat lebih tinggi dari metabolisme glukosa aerobik aerobik dari dari selsel selsel sehat. sehat.
dan menump menumpuk uk di tumor tumor.. Tipikal ipikal PET scan seluruh seluruh tubuh tubuh lebih lebih panan panang g tubuh tubuh $=8 cm berlangsung sekitar s ekitar 58 menit, dengan tempat tidur pasien sedang dipindahkan beberapa kali dalam scanner untuk mencakup seluruh tubuh. LPT PET 9 CT scanner yang paling modern dapat mempersingkat auh untuk aktu scan. &ambar :$ menunukkan PET, CT dan citra menyatu dari scan seluruh tubuh.
&ambar :$. (+iri) $D L& PET scan seluruh tubuh. (Pusat) Sesuai CT scan. (+anan) Campuran PET 9 CT scan. ";0 A+li7!(i A+li7!(i PET 6 CT di '8!7
!eskipun L& PET 9 CT dapat digunakan untuk mendiagnosis tumor otak, teknik menghadapi tantangan yang ada sinyal latar belakang yang tinggi di otak akibat metabolisme alam alamii dari dari gluk glukos osaa dalam dalam arin aringa gan n otak otak yang yang sehat sehat.. +are +arena na C2/ C2/ tida tidak k ting tinggi gi,, pera peran n komponen CT dari scanner hybrid dalam mendefinisikan garis yang tepat dari tumor sangat penting. Sinyal PET kemudian dapat digunakan untuk kelas tumor dengan membandingkan aktiitas di dalam tumor dengan yang di sekitar materi otak putih dan abuabu. Tumor kelas rendah biasanya memiliki aktiitas di baah dari materi putih, sedangkan tumor kelas tinggi memiliki memiliki tingkat tingkat yang sama atau bahkan lebih besar dibandingkan dibandingkan materi abuabu. &ambar :: menunukkan gabungan citra PET 9 CT dari otak.
&ambar ::. (+iri) $D L& PET scan otak. (+anan) sesuai menyatu citra PET 9 CT.
L& L& PET PET uga uga digu diguna naka kan n untu untuk k meng mengka karak rakte teris risasi asi berb berbag agai ai enis enis deme demens nsia ia neurodegeneratif seperti penyakit lKheimer () yang ditandai dengan metabolisme rendah di parietal dan lobus temporal. iferensiasi antara dan demensia lainnya seperti demensia frontotemporal dapat dilakukan dengan mencirikan tingkat yang berbeda dari hypoactiity. Ealuasi aal dari uga dapat dilakukan dengan senyaa alternatif yang ditargetkan. -ni termasuk yang disebut Pittsburgh Senyaa B (PittB), yang mengikat protein amyloid yang terkait terkait dengan dengan deposi deposisi si amiloi amiloid d plak plak di otak. otak. rea intens intensitas itas sinyal sinyal tinggi tinggi ditemu ditemukan kan di korteks dimana plak menumpuk.
";& S8,di PET 6 CT .!n8,n)
!eskipun SPECT saat ini merupakan teknik diagnostik yang paling penting bagi kelangsungan hidup miokard dan penilaian perfusi, PET 9 CT semakin banyak digunakan di mana pun tersedia, terutama karena resolusi spasial yang lebih tinggi (sekitar D mm untuk PET dibandingkan $# mm untuk SPECT) dan fakta salah satu yang dapat melakukan analisis antunggated dari gerakan dinding dan fraksi eeksi. Perfusi miokard PET 9 CT scan menggunakan baik $5 25 atau D:/bCl :, dengan protokol test stress yang sama dengan yang dilakukan untuk SPECT. Studi kelayakan PET komplementer dilakukan dengan
$D
L& yang
istimea diambil dalam sel miokard yang memiliki perfusi yang buruk tetapi metabolik aktif. alam miokardium sehat rantai panang asam lemak adalah sumber energi utama, sedangkan di glukosa aringan iskemik memainkan peran utama dalam metabolisme oksidatif residu dan oksidasi asam lemak rantai panang berkurang secara substansial. Salah satu contoh aplikasi klinis PET antung adalah penilaian apakah transplantasi antung atau operasi bypass harus dilak dilakuk ukan an pada pada pasie pasien n terte tertent ntu. u. Suat Suatu u keti ketiad adaan aan diuk diukur ur dari dari kedu keduaa alir aliran an dara darah h dan dan metabo metabolism lismee di bagian bagian yang yang ditun ditunukk ukkan an antun antung g baha baha aringa aringan n telah telah mening meninggal gal,, dan transpl transplant antasi asi antun antung g mungki mungkin n diperlu diperlukan kan.. Fika Fika aliran aliran darah darah tidak tidak ada di daerah daerah,, tetapi tetapi aringan mempertahankan bahkan keadaan metabolik berkurang, maka aringan a ringan masih hidup dan operasi bypass akan lebih tepat.
