Slide 1

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 2

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 3

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 4

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 5

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 6

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 7

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 8

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 9

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 10

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 11

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 12

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 13

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 14

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 15

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 16

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 17

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 18

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 19

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 20

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 21

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 22

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 23

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 24

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 25

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html


Slide 26

Позитронно-емисионна томография

Автор: Венцислав Бойков Начев
Професионална гимназия по компютърни технологии и
системи при ТУ-София , гр. Правец

Вилхелм Конрад Рьонтген
(1845-1923)
Вилхем Рьонтген е знаменит немски физик,
който на 8 ноември 1895 г. открива и
документира електромагнитно излъчване,
известно днес като рентгеново.
За това си откритие получава
първата Нобелова награда за
физика през 1901г.
Той нарича лъчението Х-лъчи, тъй като
тяхната природа е била непозната.

Рентгеновата снимка (вляво) на
ръката на Алберт фон Кьоликер,
направена от Вилхелм Рьонтген през
1896 година.

Какво е томография?
Томографията (от старогръцки: τομη —
сечение, γράφω - пиша ) е метод за
неразрушително послойно изследване на
вътрешната структура на обекта чрез
многократното му облъчване с
подходящи лъчи (сондиращо излъчване)
в различни посоки и последващо
„съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в
медицината за получаване на
изображения на човешкото тяло или
отделни органи.

Основни видове медицински томографи
Физическо явление

Вид томограф

Рентгенови лъчи

CT /Computed
tomography/

Гама лъчи

SPECT /Single-photon
emission computed
tomography/

Радиовълни

MRI /Magnetic resonance
imaging/

Анихилация на позитрон
и електрон

PET /Positron emission
tomography/

Рентгенова компютърна томография
Рентгеновата компютърна томография (СТ) е метод за образна диагностика в
медицината, при който от множество рентгенови изображения на даден обект,
получени от различни ъгли, с помощта на компютърна обработка се получава
тримерно изображение. Изследването се извършва в последователни срезове.

Рентгенова компютърна томография (СТ)
Английският инженер изследовател Годфри
Хаунсфийлд, на базата на математична
теория, създадена от американския физик
Алан Кормак, създава компютърната
аксиална томография – принципно нов метод
за получаване на аксиални срезове на
тримерен обект чрез компютъризиран
математичен анализ на данните.
Методът има много по-висока чувствителност
от обикновената рентгенова снимка и
способност за диференциране на меките
тъкани и на болестните процеси в тях.
Двамата получават Нобелова награда за
физиология или медицина (1979) "за
разработването на компютърната
томография".

Алан Маклауд Кормак
(1924–98)

Годфри Нюболд Хаунсфийлд
(1919-2004)

Магнитно-резонансна томография (MRI)
Използва се за получаване на
висококачествени образи на органите в
човешкото тяло чрез въздействие с
постоянно магнитно и високочестотно
електромагнитно поле. Методът се
основава на принципа на ядрено
магнитния резонанс – метод, използван в
науката за изучаване на физичните и
химичните свойства на молекyлите. В
медицината МRI е един от най-надеждните
методи за образна диагностика. За разлика
от стандартните образни изследвания,
включително рентгеновата компютърна
томография, МRI не е свързано с
облъчване, тъй като не използва
йонизиращи лъчения.

Какво е Позитронно-емисионна томография (РЕТ)?
Позитронно-емисионният томограф (РЕТ) е ново, уникално устройство,
позволяващо в амбулаторни условия по безкръвен начин да се установи
наличието на патологични отклонения в изследвания пациент. Методът се
прилага в областта на онкологията, ендокринологията, неврологията и
много други.
Позитронно-емисионната томография е компютър-томографски метод,
при който на изследвания обект се въздейства с белязано радиоактивно
вещество (маркер).

Принцип на действие на PЕТ
РЕТ изследването започва с въвеждане
в организма, под формата на инжекция
или друг начин, на метаболитно
активен радиофармацефтик.
Радиофармацифтикът представлява
органична молекула, преносител на
съответния радионуклид
(15О, 11С, 13N, 18F) - източник на
позитрони. Най-често се използва
глюкоза (С6Н12О6) или аналог на
глюкозата, като например
Флуородезокси глюкоза (FDG).

Глюкоза

Флорудекси-глюкоза

Принцип на действие на PЕТ
До няколко минути след въвеждането
радиоактивното вещество се натрупва в тази
област на организма, към която маркерът има
химичен или метаболитен афинитет.
Например, глюкоза(С6Н12О6), маркирана
с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза
(FDG), маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват
в мозъка, където глюкозата е основен
източник на енергия.
Тъй като раковите клетки се делят
неконролируемо и много бързо,
то те имат нужда от храна и енергия, която си
доставят чрез поемане на глюкоза или FDG.
Затова точно там се натрупва най-много от
радионуклида и по този начин лекарите лесно
диагностицират определеното заболяване.

Принцип на действие на PЕТ
Радиоктивното ядро на радионуклида претърпява бета плюс разпадане, а
излъченият позитрон анихилира с електрон от атомите на биологичните
тъкани.

Пример за бета(+) разпадане

Излъченият позитрон (e+) изминава кратко разстояние (няколко
милиметра в зависимост от енергията му) в тъкантта на пациента преди
да взаимодейства с електрон от веществото.

При взаимодействието на позитрон (e+) и електрон (e-) се осъществява
процеса анихилация, при който (e+) и (e-) се раждат два анихилационни
фотона. Двата фотона, всеки с енергия Е = 511 keV, се разпространяват в
диaметрално противоположни посоки под ъгъл 180o.

Двойките анихилационни фотони се
разпространяват в диаметрално
противополжни посоки и се
регистрират от сцинтилационни
детектори, влючени в схема на
съвпадене. Детектира се
анихилационното лъчение,
получавано при взаимодействието
на позитроните, излъчени от
радиофармацевтика, с електрони от
изследваните тъкани.

Детекторната ситема е съставена от множество сцинтиационни
детектори - малки кристали (NaI(Tl) или BGO) наредени плътно един до
друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител
(ФЕУ). Това позволява използването на радионуклиди с по-малка
активност, с което се намалява лъчевото натоварване.

След регистриране на 500000 и повече акта
на анихилация, данните за разпределението
на маркера се обработват компютърно по
процедура за томографска реконструкция.
Резултатът е двуизмерен образ (2D) или
триизмерни образи (3D).

3D образ

2D образ

Комбиниране на PET и CT скенери (PET/CT)
Комбинирането на PET и CT в едно устройство позволява наслагването на
рентгеновите и РЕТ- томографски образи на структурите, а следователно – поточна диагностика.

Комбиниране на PET и MRI (PET/MRI)
Възможна е и комбинирана визуализация с PET и MRI.

Комбиниран СТ-РЕТ образ на кости и мускули

Приложение
PET се използва за откриване на болестни изменения в пациента.
Прилага се в онкологията, ендокринологията, неврологията и много други.
Методът е подходящ за изследване на метаболизма в динамика и за
изследвания на мозъчната активност.
РЕТ разширява възможнoстите за изучаване на биохимичните основи на
нормалните или нарушени фунции на организма, позволява изследването
на биоихимичните процеси, изследване влиянето на различни
медикаменти и вещества на клетките...

Как се чувства пациента по време на изследване?
По време на сканирането пациентът лежи в удобно положение и тялото му
се поставя в томографа. За кратко време тялото трябва да е неподвижно и
единственият дискомфорт е поставянето на инжекцията с радиоактивното
лекарство. В зависимост от лекарството е възможно да се направи венозна
инжекция или инхалация.

Заслуги

David E. Kuhl

Концепцията за позитронемисионната томография e
предложена от група
американски учени, начело с
David Kuhl от Пенсилванския
университет през 1950г.
По-късно двамата американски
учени Michael Phelps и Michel
Ter-Pogossian от
Вашингтонския медицински
университет разработват
техниката за томографското
изобразяване.

Michael E. Phelps

Michel Ter-Pogossian

Литература:
-Wikipedia

;

- http://www.medimg.hit.bg ;

- Medical Applications of Modern Physics, Marco
Silari, CERN, Geneva, Switzerland;

http://ceca-cern.blogspot.com/2010/08/pet-2.html