فیزیک پزشکی هسته ای

1. مقدمه

علم پزشکی هسته ای (NM) شامل تجویز مقدار کمی از رادیونوکلئید است که برای ارائه اطلاعات تشخیصی در طیف متنوعی از بیماری ها استفاده می شود. در ابتدایی ترین شکل ، یک مطالعه NM شامل تزریق رادیو دارو ، ترکیبی از داروی خاص است که با ردیاب رادیواکتیو ساطع کننده اشعه گاما به بدن برچسب گذاری شده است. تعدادی دارویی در دسترس است که برای تصویربرداری از اندام خاص استفاده می شود. این عملکرد حمل رادیوایزوتوپ گاما به اندام خاصی است.   با فروپاشی رادیونوکلاید ، فوتون های پرتوی گاما ساطع می شوند. انرژی این فوتونهای گاما به حدی است که تعداد زیادی فوتون بدون پراکنده شدن و ضعیف شدن از بدن خارج می شود. این فوتون ها بعداً توسط ابزاری حساس به موقعیت به نام دوربین گاما یا دوربین سوسوزن شناسایی می شوند و تصویری از توزیع رادیونوکلئید و از این رو ترکیبی که به آن متصل شده تشکیل می دهند. دو طبقه تصویربرداری پزشکی هسته ای وجود دارد: توموگرافی انتشار تک فوتون که در اصل یک تصویربرداری تک فوتونی و تصویربرداری پوزیترون است. تصویربرداری تک فوتونی معمولاً شامل گرفتن یک عکس مسطح یا یک سری عکس مسطح در اطراف بدن است. یک عکس مسطح تصویری از توزیع رادیونوکلئید در بیمار از یک زاویه است. این منجر به این می شود که تصویری دارای اطلاعات عمق کافی نیست ، اما هنوز هم می تواند از نظر تشخیصی مفید باشد. به منظور کسب اطلاعات عمیق ، داده ها از دیدگاه های مختلف در اطراف بیمار جمع آوری می شود. این اجازه می دهد تا تصاویر مقطعی از توزیع رادیونوکلید که بعداً با استفاده از نرم افزارهای تخصصی بازسازی شد (این نرم افزار از الگوریتم های بسیار پیچیده ای استفاده می کند) ، بنابراین اطلاعات عمق از دست رفته در تصویربرداری مسطح را فراهم می کند. در تصویربرداری پوزیترون از رادیونوکلاید استفاده می شود که با انتشار پوزیترون تحلیل می رود. پوزیترون ساطع شده معمولاً عمر بسیار کمی دارد و پس از تعامل با الکترون همتای خود ، دو فوتون با انرژی بالا تولید می کند. این دو فوتون گامای ساطع شده همزمان با انرژی 511 KeV متعاقباً توسط یک دوربین تصویربرداری شناسایی می شوند. بار دیگر ، تصاویر توپوگرافی با جمع آوری اطلاعات از زوایای مختلف اطراف بیمار و در نتیجه ایجاد تصاویر PET ، شکل می گیرد. با این حال آشکارسازها ثابت می مانند و همانطور که در مطالعه SPECT اتفاق می افتد در اطراف بیمار حرکت نمی کنند. در جدول 1 لیستی از خصوصیات فیزیکی انواع مختلف اسکینلاتولاتور مورد استفاده در پزشکی هسته ای شرح داده شده است. از جدول مشخص شده است که GSO و LSO مواد کاملاً سریع با زمان پوسیدگی 60 ns و 40 ns هستند و برای PET مناسب ترین هستند. زمان اندازه گیری پرواز. با این حال ، آشکارسازهای NaI (Tl) حساس تر هستند و خروجی زیادی در واحد جذب انرژی دارند.