Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)

Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission
Computed Tomography
(SPECT)
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
- Schnittbildverfahren:
mit Methoden der Tomographie wird aus Messung der Projektionen
die Aktivitätsverteilung in einer Schnittebene des Körpers
rekonstruiert
Röntgen-CT
SPECT
 J0 
ln  = ∫ µ ( x, y )dl
 J 
Signal = ∫ A( x, y ) dl
- gleiche Algorithmen der Tomographie
- unterschiedliche Auflösung
(Nadelstrahl ↔ „Empfindlichkeitskeule“)
- unterschiedliche Signal-Statistik
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
Röntgen-CT
Matrix-Größe
Projektionen
Detektoren
Auflösung
512 x 512
> 1000
~ 800
0,5 mm
SPECT
128 x 128
100 - 200
37 - 100 (Photomultiplier)
10 - 15 mm
Rekonstruktionsverfahren bei der SPECT:
- üblich: gefilterte Rückprojektion; aber hohes Quantenrauschen,
daher Filterung bei relativ niedrigen Raumfrequenzen notwendig
- besser: iterative Rekonstruktion und Berücksichtigung der
Absorptionsprozesse im Körper
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
bessere räumliche
Auflösung, da
Breite der PBF
abh. vom Abstand
Detektor-Quelle
mehr Projektionen ↔
besseres Signal-Rausch
Verhältnis
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
2-Kopf-SPECT System
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
2-Kopf-SPECT System
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
Abbildungsfehler
physikalische Ursache:
- Absorption der γ-Quanten auf Weg Quelle - Detektor
messtechnische Gründe:
- Kollimatoren messen keine „echten“ Linienintegrale
- Anteil der Compton-gestreuten Quanten trotz Impulshöhenanalysator
- Ausfall eines Photomultipliers
Beispiel:
- 140 keV Strahlung von 99Tc; fester Blickwinkel
- 5 cm Gewebe vor interessierendem Organ: 50 % Anteil γ-Quanten
- 15 cm Gewebe vor interessierendem Organ: 10 % Anteil γ-Quanten
⇒ hoher Artefaktanteil bei Rückprojektion
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
Abbildungsfehler durch „falsche“ Detektionen
große Winkel
Compton Streuung
„falsche“ Koinzidenzen
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
Abbildungsfehler durch Ausfall eines Photomultipliers
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
Abbildungsfehler durch räumliche Nichtlinearitäten
Einfluß der
Detektorgeometrie
Minimierung
durch geeignete
Korrekturverfahren
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
Einfluß der Filtercharakteristik bei der Rückprojektion
Butterworth
5. Ordnung
Fc=0.15.FNyq
Butterworth
5. Ordnung
Fc=0.27.FNyq
Ramp-Filter
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
Vereinfachte Absorptionskorrektur:
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
Absorptionskorrektur:
zylindrischer Phantom mit bekannter Radionuklid-Lösung
ohne Korrektur
µ optimal
µ zu groß
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
Anwendungsgebiete:
- vergleichbar der planaren Szintigraphie
- SPECT von Vorteil, wenn 3D-Aktivitätsverteilung wichtig
- Vitalitätsdiagnostik des Herzmuskels
Myokardperfusion mit 99Tc oder 201Tl
Ballondilatation oder Bypass-Operation
- Neurologie
Alzheimer, Hirntod
- Epileptologie
Lokalisation des epileptogenen Herdes
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
99m
Tc-HMPAO
(hexamethylpropylene-amine-oxime)
Normalbefund
Männlicher Erwachsener
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
99m
Tc-HMPAO
(hexamethylpropylene-amine-oxime)
Normalbefund
Weibliche Erwachsene
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
99m
Tc-HMPAO
(hexamethylpropylene-amine-oxime)
Schlaganfall
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
99m
Tc-HMPAO
(hexamethylpropylene-amine-oxime)
Astrozytom
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
99m
Tc-HMPAO
(hexamethylpropylene-amine-oxime)
Hirntod
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
Verminderter regionaler
Blutfluss im posterioren
gyrus cinguli bei
Alzheimer Patienten
Tracer:
99m
Tc-hexamethyl-propyleneamineoxime
(Bonte et al. J Nucl Med 2004)
Frühzeitige Diagnose von
Alzheimer??
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
Anwendungsbeispiel: Herz
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
Anwendungsbeispiel: Ganzkörperaufnahme
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
Anwendungsbeispiel: Neurologie
unauffälliger
Befund
Morbus Alzheimer:
parieto-occipitaler
Perfusionsdefekt
aufgehobene
Perfusion
bei Hirntod
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
SISCOM: Subtraction SPECT co-registered to MRI
99m
Tc-HMPAO
(hexamethylpropylene-amine-oxime)
99m
Tc-ECD
(ethyl cysteinate diethylester)
O‘Brien et al.,
J Neurol Neurosurg Psychiatry 1999;66:331–339
Nuklearmedizinische Bildgebung
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
Anwendungsbeispiel: Epilepsie
Iktuales SPECT
Interiktuales SPECT

Download Report