Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. II
Anno Accademico 2006-2007
Corso di Laurea in Tecniche Sanitarie di Radiologia Medica
per Immagini e Radioterapia
FISICA delle APPARECCHIATURE per
MEDICINA NUCLEARE
(lezione II)
Marta Ruspa
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Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. II
Esercizio 4: il 60Co decade emettendo radiazioni beta con un tempo
di dimezzamento di 5.27 anni nel 60Ni, che a sua volta emette raggi
gamma pronti (cioe’ dopo un tempo quasi nullo). Calcolare la massa di
una sorgente di 60Co da 1000 Ci.
Esercizio 5: se inizialmente vi sono 1000 radionuclidi, con un periodo di
dimezzamento di 10 min quanto vale l’attivita’?Quanto vale dopo 10 minuti?
Esercizio 6: un contatore Geiger posto vicino ad una sorgente che contiene
una massa m0 di iodio radioattivo 131I registra alla distanza di tempo di 8
giorni un numero di 400 e 199 conteggi al minuto. (a) Calcolare il tempo di
dimezzamento dello 131I e (b) il numero di disintegrazioni al secondo in
funzione del tempo e della massa iniziale m0. (c) Calcolare la massa iniziale
che corrisponde all’attivita’ di 1 curie dopo 8 giorni.
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Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. II
In MEDICINA NUCLEARE
Radiofarmaci
in sorgente non sigillata sono somministrati a scopo
DIAGNOSTICO
scintigrafia
SPECT, PET
TERAPEUTICO
terapia radiometabolica
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Applicazioni cliniche della diagnostica
nucleare
Monitoraggio attività tiroidea
Monitoraggio attività cerebrale e funzioni fisiologiche dell’encefalo
(flussi e volumi sanguigni)
Identificazione di malattie neurologiche
Studio funzionalità cardiaca (flussi ventricolari, immagini del
miocardio)
Studio funzionalità renale
Identificazioni di molti tumori con radiofarmaci specifici
(tumori del polmone, del retto, dell’esofago, linfomi, encefalo,
pancreas, mammella, sistema scheletrico, ecc...)
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Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. II
Fisica nella medicina nucleare
diagnostica
- tecniche con fotone singolo
- tecniche con emettitori β+
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Fisica nella medicina nucleare
diagnostica
tecniche con fotone singolo
- tecniche con emettitori β+
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Tecniche con fotone singolo
Si utilizzano famiglie di radionuclidi che decadono per emissione di 1
o piu’ raggi γ di energia definita.
Il radioisotopo viene somministrato al paziente e captato in modo
selettivo dall’organo di cui si vuole ricavare l’immagine. I fotoni in un
certo punto si attenuano attraverso i tessuti circostanti e vengono
rivelati.
Tipo di strumentazione:
- produzione di immagini planari
- produzione di immagini tomografiche
Semplice localizzazione della sorgente: immagine statica
Analisi dell’andamento temporale: immagine dinamica
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Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. II
Tecniche con fotone singolo
La gammacamera e’ a tutt’oggi
l’apparecchiatura di base per la
diagnostica in Medicina Nucleare
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Immagini planari
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Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. II
Come e’ fatta una gammacamera
I fotoni, emessi dai radionuclidi, attraversano un collimatore e
vengono rivelati da uno scintillatore solido (NaI).
La luce emessa dallo scintillatore, attraverso guide di luce, incide
su una griglia di fotomoltiplicatori (PM) che la convertono in segnali
elettrici. Mediante circuiti di calcolo delle coordinate e sistemi di
correzione i segnali, prelevati dai vari PM, vengono elaborati per
ricostruire un’immagine sul monitor, che rappresenta la mappa della
distribuzione dei radionuclidi gamma-emittenti nell’organo in
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esame. L’apparato e’ provvisto di schermatura ottica e radiante.
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Come e’ fatta una gammacamera
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Gammacamera: sistema di collimazione
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Gammacamera: sistema di collimazione
La relazione univoca tra il punto di emissione e il punto di
scintillazione, ovvero il punto di misura nel piano immagine, viene
garantita dal sistema di collimazione.
Il collimatore e’ un sistema di setti di piombo intervallati da fori.
La collimazione e’ basata sull’assorbimento: sono assorbiti nei setti e
quindi eliminati i fotoni che si propagano in direzioni diverse da quella
desiderata.
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Gammacamera: collimatore
Tuttavia….il collimatore non e’ perfetto:
1.
i setti hanno spessore ridotto ma non nullo superficie di rivelazione del cristallo
schermata anche per fotoni con la direzione giusta (componente assorbita)
2.
i fori hanno un’apertura finita: sono trasmessi anche fotoni approssimativamente
allineati all’asse dei fori, ma non provenienti dal punto di emissione bensi’ diffusi nel
corpo del paziente (componente diffusa)
3.
fotoni provenienti dal punto di emissione ma diffusi entro il corpo del paziente o nelle
strutture esterne del rivelatore non sono riconosciuti dal sistema di collimazione
meccanico e quindi o assorbiti o regolarmente trasmessi come componente diffusa
4.
non c’e’ garanzia di assorbimento totale di tutti i fotoni indesiderati, una parte di
fotoni che si vorrebbero assorbiti riesce a passare
1. , 3. vanno a scapito dell’efficienza di conteggio, 2. e 4. arrichiscono la componente
diffusa
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Gammacamera: sistema di collimazione
Caratteristiche
Numero fori
Forma fori
Lunghezza fori
Materiale
Geometria di collimazione
(parallela, convergente,
divergente, pin hole)
Parametri di risposta
Risoluzione geometrica*
(capacita’ di discriminare
due sorgenti vicine)
Efficienza geometrica*
*Per risoluzione e efficienza geometrica si
intendono risoluzione e efficienza del
collimatore
L’ efficienza geometrica non varia con la distanza dalla
sorgente, ma la risoluzione geometrica si degrada con
l’allontanarsi del paziente dal piano del collimatore
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