Tek foton emisyonlu bilgisayarlı tomografi - Single-photon emission computed tomography

Tek foton emisyonlu bilgisayarlı tomografi
Dağılımının bir SPECT dilimi teknetyum exametazime bir hastanın beyninde
ICD-9-CM	92.0 -92.1
MeSH	D01589
OPS-301 kodu	3-72
[Vikiveri'de düzenle ]

Bir farenin SPECT görüntüsü (kemik izleyici) MIP

Bir gama kamerasında gama ışınlarını (kırmızı oklar) birleştirmek için kullanılan kolimatör

Tek foton emisyonlu bilgisayarlı tomografi (SPECTveya daha az yaygın olarak, SPET) bir nükleer Tıp tomografik kullanarak görüntüleme tekniği Gama ışınları.^[1] Bu, geleneksel nükleer tıp düzlemsel görüntülemesine çok benzer. gama kamerası (yani, sintigrafi ),^[2] ama sağlayabilir gerçek 3D bilgi. Bu bilgiler tipik olarak hasta boyunca kesitsel dilimler halinde sunulur, ancak gerektiği gibi serbestçe yeniden biçimlendirilebilir veya değiştirilebilir.

Teknik, gama yayan bir radyoizotop (bir radyonüklid ) hastaya, normalde kan dolaşımına enjeksiyon yoluyla. Zaman zaman, radyoizotop, basit çözülebilir çözünmüş bir iyondur. galyum izotopu (III). Yine de çoğu zaman, belirli bir liganda bir işaretleyici radyoizotop eklenir. radyoligand, özellikleri onu belirli doku türlerine bağlayan. Bu evlilik ligandın kombinasyonuna izin verir ve radyofarmasötik ligand konsantrasyonunun bir gama kamera tarafından görüldüğü vücutta ilgi duyulan bir yere taşınması ve bağlanması.

Prensipler

İki gama kamerasından oluşan Siemens marka SPECT tarayıcı.

SPECT taraması, sadece "anatomik yapıların resmini çekmek" yerine, analiz edilen 3-D bölgesindeki her bir yerde biyolojik aktivite seviyesini izler. Radyonüklid emisyonları, görüntülenen bölgelerin kılcal damarlarındaki kan akışının miktarını gösterir. Aynı şekilde bir düzlük Röntgen 3 boyutlu bir yapının 2 boyutlu (2-D) bir görünümüdür, görüntü gama kamerası bir 3 boyutlu dağılımın 2 boyutlu görünümüdür radyonüklid.

SPECT görüntüleme, birden fazla 2 boyutlu görüntü elde etmek için bir gama kamerası kullanılarak gerçekleştirilir (ayrıca projeksiyonlar ), birden çok açıdan. Daha sonra bir bilgisayar, tomografik rekonstrüksiyon 3 boyutlu bir veri kümesi veren çoklu projeksiyonlara algoritma. Bu veri seti daha sonra vücudun seçilen herhangi bir ekseni boyunca ince dilimler göstermek için manipüle edilebilir, diğer tomografik tekniklerden elde edilenlere benzer, örneğin manyetik rezonans görüntüleme (MRI), X-ışını bilgisayarlı tomografi (X-ışını CT) ve Pozitron emisyon tomografi (EVCİL HAYVAN).

SPECT, radyoaktif izleyici malzeme kullanımı ve gama ışınlarının tespiti açısından PET'e benzer. PET'in aksine, SPECT'te kullanılan izleyiciler doğrudan ölçülen gama radyasyonu yayarken, PET izleyiciler birkaç milimetreye kadar elektronlarla yok olan pozitronlar yayarak iki gama fotonunun zıt yönlerde yayılmasına neden olur. Bir PET tarayıcısı, bu emisyonları zaman içinde "çakışan" olarak algılar ve bu da daha fazla radyasyon olayı yerelleştirme bilgisi ve dolayısıyla SPECT'ten (yaklaşık 1 cm çözünürlüğe sahip) daha yüksek uzamsal çözünürlüklü görüntüler sağlar. SPECT taramaları PET taramalarından önemli ölçüde daha ucuzdur, çünkü kısmen PET'den daha uzun ömürlü ve daha kolay elde edilen radyoizotopları kullanabilirler.

SPECT edinimi, düzlemsel gama kamera görüntülemesine çok benzediğinden, aynı radyofarmasötikler Kullanılabilir. Bir hasta başka bir tür nükleer tıp taramasında incelenmişse, ancak görüntüler tanısal değilse, hastayı bir SPECT cihazına taşıyarak veya hatta sadece kamerayı SPECT görüntü alımı için yeniden yapılandırarak doğrudan SPECT'e geçmek mümkün olabilir. hasta masada kalırken.

SPECT makinesi tam vücut kemik taraması yapıyor. Hasta, makinenin içinde kayan bir masanın üzerinde yatarken, bir çift gama kamerası onun etrafında dönüyor.

SPECT görüntüleri elde etmek için gama kamera hasta etrafında döndürülür. Projeksiyonlar, rotasyon sırasında, tipik olarak her 3-6 derecede bir, tanımlanan noktalarda elde edilir. Çoğu durumda, optimum bir yeniden yapılandırma elde etmek için tam 360 derecelik bir rotasyon kullanılır. Her bir projeksiyonu elde etmek için geçen süre de değişkendir, ancak 15-20 saniye tipiktir. Bu, 15–20 dakikalık bir toplam tarama süresi verir.

Çok başlı gama kameraları, edinimi hızlandırabilir. Örneğin, kafaları 180 derece aralıklarla yerleştirilmiş çift başlı bir kamera kullanılabilir ve her biri 180 derece döndürme gerektiren iki projeksiyonun aynı anda alınmasına izin verir. 120 derece aralıklı üç başlı kameralar da kullanılmaktadır.

Kardiyak kapılı satın almalar SPECT ile, aynı gibi düzlemsel görüntüleme tekniklerinde olduğu gibi çok geçitli edinim taraması (MUGA). Tetikleyen elektrokardiyogram (EKG), kalp döngüsünün çeşitli bölümlerinde kalp hakkında farklı bilgiler elde etmek için, kapılı miyokardiyal SPECT, kardiyak döngünün çeşitli bölümlerinde miyokardın miyokardiyal perfüzyonu, kalınlığı ve kasılması hakkında nicel bilgi elde etmek ve ayrıca izin vermek için kullanılabilir. hesaplama Sol ventrikül ejeksiyon fraksiyonu, atım hacmi ve kalp debisi.

Uygulama

SPECT, tümör görüntüleme, enfeksiyon (enfeksiyon) gibi gerçek bir 3B sunumun yardımcı olabileceği herhangi bir gama görüntüleme çalışmasını tamamlamak için kullanılabilir.lökosit ) görüntüleme, tiroid görüntüleme veya kemik sintigrafisi.

SPECT, 3B alanda doğru lokalizasyona izin verdiği için, fonksiyonel kalp veya beyin görüntüleme gibi iç organlardaki lokalize fonksiyon hakkında bilgi sağlamak için kullanılabilir.

Miyokardiyal perfüzyon görüntüleme

Bu bölüm için ek alıntılara ihtiyaç var doğrulama. Lütfen yardım et bu makaleyi geliştir tarafından güvenilir kaynaklara alıntılar eklemek. Kaynaksız materyale itiraz edilebilir ve kaldırılabilir. (Ocak 2014) (Bu şablon mesajını nasıl ve ne zaman kaldıracağınızı öğrenin)

Miyokardiyal perfüzyon görüntüleme (MPI), teşhisi için kullanılan bir fonksiyonel kardiyak görüntüleme şeklidir. iskemik kalp hastalığı. Temel ilke, stres koşulları altında hastalıklı miyokard normal miyokarda göre daha az kan akışı alır. MPI, çeşitli türlerden biridir. kardiyak stres testi.

Kardiyak spesifik bir radyofarmasötik uygulanır, örn. ^{99 milyon}Tc-tetrofosmin (Myoview, GE sağlık hizmetleri), ^{99 milyon}Tc-sestamibi (Kardiyolit, Bristol-Myers Squibb) veya Talyum-201 klorür. Bunu takiben, kalp atış hızı, ya bir egzersizle miyokardiyal stresi indüklemek için yükseltilir. koşu bandı veya farmakolojik olarak adenozin, Dobutamin veya dipiridamol (aminofilin dipiridamolün etkilerini tersine çevirmek için kullanılabilir).

Stres sonrası gerçekleştirilen SPECT görüntüleme, radyofarmasötik maddenin dağılımını ve dolayısıyla miyokardın farklı bölgelerine göreceli kan akışını ortaya koymaktadır. Tanı, stres görüntülerinin normalde stres görüntülerinden önce elde edilen istirahatte elde edilen başka bir dizi görüntü ile karşılaştırılmasıyla yapılır.

MPI'nın yaklaşık% 83'lük bir genel doğruluğa sahip olduğu gösterilmiştir (duyarlılık: 85%; özgüllük:% 72) (bir incelemede, yalnızca SPECT MPI için değil),^[3] ve iskemik kalp hastalığı için diğer invazif olmayan testlerle karşılaştırılabilir (veya onlardan daha iyidir).

Fonksiyonel beyin görüntüleme

Bu bölüm için ek alıntılara ihtiyaç var doğrulama. Lütfen yardım et bu makaleyi geliştir tarafından güvenilir kaynaklara alıntılar eklemek. Kaynaksız materyale itiraz edilebilir ve kaldırılabilir. (Ocak 2014) (Bu şablon mesajını nasıl ve ne zaman kaldıracağınızı öğrenin)

Fonksiyonel beyin görüntülemede kullanılan gama yayan izleyici genellikle Teknesyum (99mTc) exametazime. ^{99 milyon}Tc yarı kararlı nükleer izomer gama kamera tarafından tespit edilebilen gama ışınları yayan. Eksametazime takılması, beyin dokusu tarafından beyin kan akışıyla orantılı bir şekilde alınmasını sağlar ve sırayla serebral kan akışı nükleer gama kamera ile değerlendirilecek.

Beyindeki kan akışı, yerel beyin metabolizması ve enerji kullanımına sıkı sıkıya bağlı olduğundan, ^{99 milyon}Tc-exametazime izleyici (ve benzeri ^{99 milyon}Tc-EC izleyici) farklı nedensel patolojileri teşhis etmek ve ayırt etmek amacıyla beyin metabolizmasını bölgesel olarak değerlendirmek için kullanılır. demans. Bildirilen birçok çalışmanın meta-analizi, bu izleyiciye sahip SPECT'in Alzheimer hastalığının teşhisinde yaklaşık% 74, klinik muayene için% 81 duyarlı olduğunu göstermektedir (bilişsel test, vb.). Daha yeni çalışmalar, Alzheimer teşhisinde SPECT'in doğruluğunun% 88 kadar yüksek olabileceğini göstermiştir.^[4] Meta analizde, SPECT, Alzheimer hastalığını vasküler demanstan ayırt edebilme konusunda klinik muayene ve klinik kriterlerden (% 91'e karşı% 70) üstündü.^[5] Bu son yetenek, SPECT'in beynin lokal metabolizmasının görüntülenmesi ile ilgilidir; burada çoklu vuruşlarda görülen düzensiz kortikal metabolizma kaybı, Alzheimer hastalığına özgü oksipital olmayan kortikal beyin fonksiyonunun daha eşit veya "pürüzsüz" kaybından açıkça farklıdır. Yakın zamanda yapılan bir başka gözden geçirme makalesi, kantitatif analize sahip çok başlı SPECT kameraların kesitsel çalışmalarda% 84-89 genel duyarlılık ve% 83-89 genel özgüllük ve% 82-96 duyarlılık ve 83-89 özgüllük sağladığını göstermiştir Uzunlamasına demans çalışmaları için%.^[6]

^{99 milyon}Tc-exametazime SPECT taraması, fludeoksiglukoz (FDG) EVCİL HAYVAN Bölgesel beyin glikoz metabolizmasını değerlendirmeye çalışan beynin taranması, birçok işlemden kaynaklanan yerel beyin hasarı hakkında çok benzer bilgiler sağlar. SPECT daha yaygın olarak mevcuttur, çünkü kullanılan radyoizotop SPECT'te daha uzun ömürlüdür ve çok daha ucuzdur ve gama tarama ekipmanı da daha ucuzdur. Süre ^{99 milyon}Tc, nispeten basit teknetyum-99m jeneratörler Taze radyoizotop sağlamak için haftalık olarak hastanelere ve tarama merkezlerine teslim edilen FDG PET, pahalı bir tıbbi ortamda yapılan FDG'ye güveniyor. siklotron ve "hot-lab" (radyofarmasötik üretimi için otomatik kimya laboratuvarı) ve daha sonra 110 dakikalık doğal kısa yarılanma ömrü nedeniyle hemen tarama alanlarına teslim edilir. Flor-18.

Nükleer teknolojideki uygulamalar

Nükleer enerji sektöründe, SPECT tekniği, ışınlanmış nükleer yakıtlardaki radyoizotop dağılımlarının görüntülenmesi için uygulanabilir.^[7] Nükleer yakıtın (örneğin uranyum) bir nükleer reaktörde nötronlarla ışınlanması nedeniyle, yakıtta doğal olarak fisyon ürünleri gibi çok çeşitli gama yayan radyonüklitler üretilir (sezyum-137, baryum-140 ve öropiyum-154 ) ve aktivasyon ürünleri (krom-51 ve kobalt-58 ). Bunlar, depolanmış bir yakıt düzeneğindeki yakıt çubuklarının varlığını doğrulamak için SPECT kullanılarak görüntülenebilir. UAEA korumaları amaçlar^[8] çekirdek simülasyon kodlarının tahminlerini doğrulamak için,^[9] veya nükleer yakıtın normal operasyondaki davranışını incelemek için,^[10] veya kaza senaryolarında.^[11]

Yeniden yapılanma

SPECT Sinogram

Yeniden yapılandırılmış görüntüler tipik olarak 64 × 64 veya 128 × 128 piksel çözünürlüğe sahiptir ve piksel boyutları 3–6 mm arasında değişir. Elde edilen projeksiyonların sayısı, ortaya çıkan görüntülerin genişliğine yaklaşık olarak eşit olacak şekilde seçilir. Genel olarak, ortaya çıkan yeniden yapılandırılmış görüntüler daha düşük çözünürlükte olacak, düzlemsel görüntülerden daha fazla gürültüye sahip olacak ve eserler.

Tarama zaman alıcıdır ve tarama süresi boyunca hasta hareketinin olmaması çok önemlidir. Hareket, yeniden yapılandırılmış görüntülerin önemli ölçüde bozulmasına neden olabilir, ancak hareket telafisi yeniden yapılandırma teknikleri bu konuda yardımcı olabilir. Radyofarmasötiklerin oldukça dengesiz bir dağılımı da artefaktlara neden olma potansiyeline sahiptir. Çok yoğun bir aktivite alanı (örneğin mesane), görüntülerde geniş çizgiler oluşmasına ve komşu aktivite alanlarının belirsizleşmesine neden olabilir. Bu bir sınırlamadır filtrelenmiş geri projeksiyon yeniden yapılandırma algoritması. Yinelemeli rekonstrüksiyon artefaktlara karşı daha az hassas olduğu ve ayrıca zayıflama ve derinliğe bağlı bulanıklığı düzeltebildiği için önemi giderek artan alternatif bir algoritmadır. Ayrıca, yinelemeli algoritmalar kullanılarak daha etkili hale getirilebilir. Superiorizasyon metodoloji.^[12]

Hasta içindeki gama ışınlarının zayıflaması, yüzeysel dokulara kıyasla derin dokularda aktivitenin önemli ölçüde eksik tahmin edilmesine neden olabilir. Aktivitenin göreceli konumuna bağlı olarak yaklaşık düzeltme mümkündür ve ölçülen zayıflama değerleri ile optimum düzeltme elde edilir. Modern SPECT ekipmanı, entegre bir X-ray CT tarayıcı ile birlikte mevcuttur. X-ışını CT görüntüleri dokuların zayıflama haritası olduğundan, bu veriler zayıflamayı düzeltmek için SPECT rekonstrüksiyonuna dahil edilebilir. Aynı zamanda tam olarak kayıtlı Ek anatomik bilgi sağlayabilen BT görüntüsü.

Gama ışınlarının dağılması ve ayrıca gama ışınlarının rastgele doğası da SPECT görüntülerinin kalitesinin bozulmasına ve çözünürlük kaybına neden olabilir. SPECT görüntülerinin çözünürlüğünü iyileştirmek için dağılım düzeltme ve çözünürlük kurtarma da uygulanır.^[13]

Tipik SPECT edinim protokolleri

SPECT / CT

Bazı durumlarda bir SPECT gama tarayıcısı, bir geleneksel CT tarayıcı, görüntülerin birlikte kaydedilmesiyle. De olduğu gibi PET / CT bu, SPECT sintigrafisinde görülebilen, ancak diğer anatomik yapılara göre tam olarak yerleştirilmesi zor olan tümörlerin veya dokuların lokasyonuna izin verir. Bu tür taramalar en çok, dokuların konumunun çok daha değişken olabileceği beyin dışındaki dokular için yararlıdır. Örneğin, SPECT / CT kullanılabilir sestamibi paratiroid taraması tekniğin, tiroid bezinde olağan konumlarında bulunmayan ektopik paratiroid adenomlarının bulunmasında yararlı olduğu uygulamalar.^[14]

Kalite kontrol

SPECT sistemlerinin genel performansı, aşağıdaki gibi kalite kontrol araçlarıyla gerçekleştirilebilir: Jaszczak hayalet.^[15]

Ayrıca bakınız

Referanslar

• Cerqueira M. D., Jacobson A.F. (1989). "SPECT ve PET görüntüleme ile miyokard canlılığının değerlendirilmesi". Amerikan Röntgenoloji Dergisi. 153 (3): 477–483. doi:10.2214 / ajr.153.3.477. PMID  2669461.

daha fazla okuma

• Bruyant, P.P. "SPECT'te analitik ve yinelemeli yeniden yapılandırma algoritmaları" Nükleer Tıp Dergisi 43 (10): 1343-1358, 2002
• Herman, Gabor T. (2009). Bilgisayarlı Tomografinin Temelleri: Projeksiyonlardan Görüntü Yeniden Oluşturma (2. baskı). Springer. ISBN  978-1-85233-617-2..
• Elhendy et al., Koroner Arter Hastalığında Dobutamin Stres Miyokardiyal Perfüzyon Görüntüleme, J Nucl Med 2002 43: 1634-1646
• Frankle W. Gordon (2005). "Psikiyatride Nöroreseptör Görüntüleme: Teori ve Uygulamalar". Uluslararası Nörobiyoloji İncelemesi. 67: 385–440. doi:10.1016 / S0074-7742 (05) 67011-0. ISBN  9780123668684. PMID  16291028.
• Nükleer Tıpta Pratik SPECT / CT - Jones / Hogg / Seeram - Yayın Tarihi: 31 Mart 2013 ISBN  978-1447147022 Basım: 2013
• Willowson K, Bailey DL, Baldock C, 2008. CT'den türetilmiş düzeltmeler kullanılarak kantitatif SPECT rekonstrüksiyonu. Phys. Med. Biol. 53 3099–3112.

Dış bağlantılar

• İnsan Sağlığı Kampüsü, Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı'nın Radyasyon Tıbbı Uzmanlarına adanmış resmi web sitesi. Bu site, İnsan Sağlığı Bölümü, Nükleer Bilimler ve Uygulamalar Bölümü tarafından yönetilmektedir.
• Ulusal İzotop Geliştirme Merkezi SPECT için olanlar dahil olmak üzere radyoizotoplar hakkında referans bilgileri; izotop üretimi, kullanılabilirliği ve dağıtımının koordinasyonu ve yönetimi
• Araştırma ve Uygulamalar için İzotop Geliştirme ve Üretim (IDPRA) İzotop üretimi ve üretim araştırma ve geliştirme için ABD Enerji Bakanlığı programı