PET/SPECT SPECT - PET

Transkript

1 PET / SPECT

2 PET/SPECT - Nuklearmedizin - allgemein - Bildgebung - SPECT (Single Photon Emission Computer Tomography) - PET (Positronen-Emissions-Tomografie) - Einsatzgebiete - Kombinationen - Fazit & Ausblick - Literatur Überblick

3 Nuklearmedizin - allgemein Einsatzgebiete - Diagnostik - Therapie Diagnostik - biologische und biochemische Prozesse im Körper erfassen Verfahren - Überblick - radioaktiv markierte Substanz (Tracer) in den Körper einbringen - entstehende Gamma- bzw. Vernichtungsstrahlung messen

4 Nuklearmedizin - allgemein Gammakamera = Szintilationskamera - herkömmlicher Detektor - Detektion und Abbildung der Aktivitätskonzentration des Tracers Abbildungsprozess - Gamma-Quanten-Absorption - Szintilation (Lichtemission) - Umwandelung des Lichts über Photomultiplier Röhren in ein elektronisches Signal - Positionsbestimmung und Speicherung

5 Bildgebung Szintigraphie = technische Durchführung der bildgebenden Darstellung - Darstellung der räumlichen Verteilung der Radionuklide => Szintigramm planare Datenerfassung a) statische Aufnahme (Einzelbilder) - planare Szintigraphie b) dynamische Aufnahmen (Bildserien) - Sequenzsintigraphie - Funktionsszintigraphie

6 Bildgebung tomographische Datenerfassung - Ganzkörperaufnahme - Ganzkörperszintigraphie - SPECT und PET - unter verschiedenen Winkeln werden viele planare Schnittbilder erstellt, die in eine 3D Darstellung überführt werden

7 Bildgebung Bildrekonstruktion - ein 2D Schnittbild besteht aus mehreren parallelen 1D Projektionen - die Summe aller Impulse, die entlang eines Projektionsstrahls gemessen werden, liefert ein Aktivitätsprofil des Tracers der jeweiligen Schicht - die Datenspeicherung erfolgt in Polarkoordinaten

8 Bildgebung Bildrekonstruktion - vor der Rückprojektion kann die tomographische Information in einem Sinogramm sichtbar gemacht werden - die Rückprojektionen werden überlagert => effektiv: analytische Rekonstruktionsverfahren - Probleme: statistisches Rauschen und Artefakte => gute Effekte: Bilaterale Filterung (Tomasi)

9 Bildgebung Bildrekonstruktion - die Strahlungsverteilung wird in eine Bildmatrix überführt - die Aktivitätsprofile jeder Schicht findet man in der jeweiligen Zeile des Szintigramms wieder - Darstellungsweise: Grau- oder Farbskala

10 SPECT Verfahren - Überblick - konventionelles Verfahren - messen einzelner ungerichteter Gamma-Quanten - mechanische Kollimierung nötig Vorteile - weniger aufwendig - günstiger Nachteile - stärkeres Rauschen - geringere räumliche Auflösung

11 PET Verfahren - Überblick - Koinzidenzmessung 2er Gammaquanten - automatische Kollimierung Vorteile - höhere Auflösung - verwendet Radionuklide mit besseren physikalischen und physiologischen Eigenschaften (z.b. kürzere Halbwertszeiten) - hohe Sensitivität - geringere Strahlenbelastung Nachteile - technisch aufwendiger - teurer (z.b. wegen Zyklotron)

12 PET/SPECT Überblick: Details

13 Einsatzgebiete Onkologie - Tumore und Metastasen lokalisieren und charakterisieren - Therapieerfolg überprüfen Neurologie - degenerative Erkrankungen (z.b. Alzheimer) frühzeitig erkennen Kardiologie - Durchblutungsstörungen des Herzmuskelgewebes diagnostizieren Pharmaforschung - Entwicklung neuer Medikamente

14 Kombinationen Fusion - funktionaler und morphologischer Bildgebung => verbesserte Diagnosemöglichkeit und Lokalisation von Krankheitsherden Arten/Umsetzung a) Einzelgeräte: mit Umlagerung b) Kombinationsgerät: ohne Umlagerung => Registrierung im Computer Bsp.: PET-CT => verbesserte Planung in der Strahlentherapie

15 Fazit & Ausblick Diagnostik und Therapie: - Früher: Folgen und Symptome von Krankheiten kurieren - Heute: Erkennung und Behandlung physiologischer und biochemischer Ursachen von Krankheiten => rasante Entwicklung der PET Bildgebung und Diagnose: - Vorderung: Bilder immer höherer Qualität, die möglichst schnell nach einer Untersuchung für die Diagnose zur Verfügung stehen sollen => u.a. Forschungen in folgenden Gebieten: - Vergrößerung der Sinogrammgrößen und Bildmatrizen - verbesserte Korrekturen für Random- und Scatter-Ereignisse - Vermeidung der Resortierung der Daten (rebinning) durch volle 3D Rekonstruktion weitere Entwicklungen: - bessere Tracer und Kombinationsgeräte

16 Literatur Haffner, Silke ( ). Netdoktor.de. Online im Internet: URL: m (Stand ) Dr. med. Gebest, Hans-Joachim (2006). KID (Krebsinformationsdienst). Online im Internet: URL: ml (Stand ) Prof. Dr. Reske, S. N. (2004). Universität Ulm. Klinik für Nuklearmedizin. Online im Internet: URL: (Stand ) Prof. Dr. med. Kuwert, Torsten (2007). Universitätsklinikum Erlangen. Nuklearmedizinische Klinik. Online im Internet: URL: (Stand )

17 Literatur Medical Imaging Research Group. Dr. Celler, Anna ( ). Medical Imaging Research Group. Online im Internet: URL: (Stand ) Siemens AG. Löscher, Peter ( ). Siemens. Online im Internet: URL: Display~q_catalogId~e_- 3~a_categoryId~e_ ~a_catTree~e_100003, , ~a_l angid~e_-3~a_storeid~e_10001.htm (Stand ) Karstens, Bernd (2005). Computer Vision II. Online im Internet: URL: (Stand ) Dr. Wandt, Gudrun (2004). Klinik für Epileptologie Bonn. Online im Internet: URL: (Stand )

18 Literatur Univ. Doz. Dr. Zettinig, Georg ( ). Nuklearmedizin. Online im Internet: URL: (Stand ) Becker, Jutta (1999). Bildgebung in der Nuklearmedizin. Online im Internet: URL: (Stand ) Jentzen, Walter (2007). Klinik für Nuklearmedizin des Universitätsklinikums Essen. Nuklearmedizinische Verfahren. Online im Internet: URL: (Stand ) Prof. Dr. Dr. Bockisch, Andreas (2007). Deutsche Gesellschaft für Nuklearmedizin e.v.. Online im Internet: URL: (Stand )

19 Literatur Paulus, Dietrich: Vorlesung Medizinische Bildverarbeitung. Universität Koblenz-Landau WS2005/2006 Dr. Dieckmeyer: Foliensammlung Nuklearmedizin. Universität Koblenz-Landau, 2006 Walter de Gruyter Verlag Wörterbuch-Redaktion: Pschyrembel Klinisches Wörterbuch. Walter de Gruyter Verlag Berlin; New York 1994 Geworski, L.; Knoop, B. O.; Munz, D. L.: Bildgebende Messtechnik in der Nuklearmedizin. W. Zuckschwerdt Verlag München; Wien; New York 2005 Büll, U.; Schicha, H.: Nuklearmedizin, Georg Thieme Verlag Stuttgart; New York 1999 Kramme, Rüdiger: Medizintechnik, Springer-Verlag Berlin; Heidelberg; New York 2002