18
1 Seite 1 RUPRECHT-KARLS- UNIVERSITY HEIDELBERG Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven Stoffen Dr. Friedrich Wetterling Hochschule Mannheim Computer Assisted Clinical Medicine Faculty of Medicine Mannheim University of Heidelberg Theodor-Kutzer-Ufer 1-3 D-68167 Mannheim, Germany [email protected] www.ma.uni-heidelberg.de/inst/cbtm/ckm/ RUPRECHT-KARLS- UNIVERSITY HEIDELBERG Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 2 Übersicht 1) Historie 2) Gamma-Kamera 3) Single Photon Emmission Computer Tomography 4) Positron Emmission Tomography

Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

1

Seite 1

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 1

Bildgebende Systeme in der Medizin

Bildgebung mit radioaktiven StoffenDr. Friedrich Wetterling

Hochschule Mannheim

Computer Assisted Clinical MedicineFaculty of Medicine Mannheim University of HeidelbergTheodor-Kutzer-Ufer 1-3D-68167 Mannheim, GermanyFriedrich.Wetterling@MedMa.Uni-Heidelberg.dewww.ma.uni-heidelberg.de/inst/cbtm/ckm/

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 2Übersicht

1) Historie

2) Gamma-Kamera

3) Single Photon Emmission Computer Tomography

4) Positron Emmission Tomography

Page 2: Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

2

Seite 2

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 3Historie

1973, Dr. Michael Phelps: PET

1958, Hal Oscar Anger: Gamma-Kamera fürszintigraphische Abbildungen

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 4Radionuklidgenerator

Beschuss von 236U mit Neutronen,� spontane Spaltung

Beschuss mit Deuterium 21H

99mTc – metastabiles Technetium

Page 3: Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

3

Seite 3

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 5Szintillationszähler

Der Zweck der Fotokathode besteht darin, die vom Szintillatorkristall erzeugten Lichtblitze in Elektronen umzuwandeln.

Dynoden bestehen aus bestimmten Legierungen welche Elektronen emittieren, wenn ihre Oberfläche von Elektronen getroffen wird.

Die Spannung steigt von Dynode zu Dynode durch Spannungsteiler.

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 6Szintillatorprinzip

Page 4: Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

4

Seite 4

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 7Planare Szintigraphie

Die Zälrate in einem Bildpunkt entspricht derSumme aller Aktivitäten entlang einer Linie durchden Probanden.

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 8Szinitigraphie

Page 5: Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

5

Seite 5

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 9Schwerpunktverfahren

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 10

Auflösungsvermögen einer Gamma-Kamera

Inherente Auflösung: Auflösung der Gamma-Kamera ohne Kollimator (Halbwärtsbreite einer Gaussverteilung)

Page 6: Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

6

Seite 6

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 11Kammeraspezifikationen

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 12

Single Photon Emmission Tomography (SPECT)

Page 7: Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

7

Seite 7

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 13SPECT Systeme

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 14

Single Photon Emmission Tomography (SPECT)

Page 8: Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

8

Seite 8

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 15Messignal und örtliche Aktivität

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 16

Verstoß gegen das Symmetrieprinzip der Radontransformation

von vorne (0°) von hinten (180°)

Sollte identisch sein!!!

Page 9: Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

9

Seite 9

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 17

Prinzip der vereinfachten Absorbtionskorrektur

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 18Schnittbilder vom Herzen

Page 10: Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

10

Seite 10

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 19

ββββ+ - Zerfall protonenreicher Kerne: Nachweis zweier γ-Quanten (je 511 keV)

15O 2 min13N 10 min11C 20 min18F 110 min

Positronen-Emmissions Tomographie (PET)

Halbwärtszeiten

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 20Typische Tracer

Page 11: Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

11

Seite 11

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 21PET

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 22Koinzidenzdetektion

Page 12: Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

12

Seite 12

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 23Koinzidenzdetektion

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 24Detektorprinzip

Page 13: Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

13

Seite 13

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 25Kristallidentifikation - Wägeverfahren

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 262D-PET

Page 14: Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

14

Seite 14

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 27Auflösungsfaktoren

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 28Rekonstruktion

Page 15: Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

15

Seite 15

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 29Rückprojektionsverfahren

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 30

Bestimmung des Schwächungskoeffizienten

Page 16: Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

16

Seite 16

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 31Absorbtionskorrektur

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 32Gefilterte Rückprojektion

Page 17: Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

17

Seite 17

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 33Auflösungsvermögen

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 34Abbildungsfehler

Page 18: Bildgebende Systeme in der Medizin · Computer Assisted Clinical Medicine Dr. Friedrich Wetterling 10/27/2011 | Page 1 Bildgebende Systeme in der Medizin Bildgebung mit radioaktiven

18

Seite 18

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 35Vorteile

PET mit 18F markierter Glukose (Alzheimerpatient)

RUPRECHT-KARLS-UNIVERSITY HEIDELBERG

Computer Assisted Clinical MedicineDr. Friedrich Wetterling

10/27/2011 | Page 36Zusammenfassung

- Einzelphotonenmethoden: Planare Szintigraphie

- Einzelphotonenmethoden: Emmissions Computer Tomographie (SPECT)

- Positronen-Emmissions-Tomographie