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GAMMA CAMERA
(fonctionnement)
IMAGE =
reproduction
bi-dimensionelle (2D) d’une distribution
spatiale de radioactivité (3D).
fixation globale
fixation dans un organe
distribution spatiale dans un organe
distribution spatiale dans plusieurs organes
fonctionnement gamma caméra
PM
C
fixation globale
pas d’image
fixation dans un organe
fixation dans un organe
pas d’image
PM
C
PM
C
distribution spatiale de la fixation dans un organe
PM
C
PM
C
distribution spatiale de la fixation dans un organe
image construite par acquisitions successives point par point
PM
C
distribution spatiale de la fixation dans plusieurs organes
électronique
PM PM PM PM PM PM PM PM
distribution spatiale de la fixation dans plusieurs organes
image construite par acquisitions simultanées dans N*N points
Fonctionnement gamma caméra
calculateur détecteur
calculateur statif
interface
lit
d’examen
détecteur
documents
stockage
traitements
statif
gamma caméra (caméra à scintillations)
statif détecteur lit d’examen
exemple 1
statif détecteurs lit d’examen
exemple 2
statif détecteurs lit d’examen
exemple 3
statif détecteurs lit d’examen
exemple 4
tête de détection
tête de détection
électroniqueprotection en Pb
photomultiplicateurs cristal NaI(Tl) collimateur
- champ de vision : 54 / 40cm - épaisseur du cristal : de 3/8“ à 1/2“ (1“ = 2.54cm) - nombre de photomultiplicateurs : de 61 à 95
y+
x+
vue photomultiplicateurs
PM
y+
Cristal NaI(Tl)
y-
x+x-
vue cristal
photomultiplicateur
cristal NaI(Tl)
cristal + photomultiplicateur
Collimateur
y+
x+
y-
x-
vue collimateur
trou septa
collimateur
Source en position S1
D1 D2 D3
intensité détectée 12 10 6
potentiel « a » Va = 12/1 Vc = 10/2 Ve = 6/3
potentiel « b » Vb = 12/3 Vd = 10/2 Vf = 3/1
x = (Va+Vc+Ve) - (Vb+Vd+Vf) = 4
localisation mono-dimensionnelle
Va Vb Vc Vd VfVe
1 23 132
S1 S2 S3
D1 D2 D3
a ba b a b
x
Source en position S2
D1 D2 D3
intensité détectée 10 12 10
potentiel « a » Va = 10/1 Vc = 12/2 Ve = 10/3
potentiel « b » Vb = 10/3 Vd = 12/2 Vf = 10/1
x = (Va+Vc+Ve) - (Vb+Vd+Vf) = 0
localisation mono-dimensionnelle
Va Vb Vc Vd VfVe
1 23 132
S1 S2 S3
D1 D2 D3
a ba b a b
x
Ra 1 2 3 x-
Rb 3 2 1 x+
x+
Rc Rd
1 3
2 2
3 1
y+ y-
signaux
intensité Vab x- x+ Vcd y+ y-
D1 12 Va=12/1 12 Vc=12/2 6
Vb=12/3 4 Vd=12/2 6
D2 10 Va=10/2 5 Vc=10/2 5
Vb=10/2 5 Vd=10/2 5
D3 6 Va= 6/3 2 Vc= 6/2 3
Vb= 6/1 6 Vd= 6/2 3
D4 12 Va=12/2 6 Vc=12/1 12
Vb=12/2 6 Vd=12/3 4
D5 6 Va= 6/2 3 Vc= 6/3 2
Vb= 6/2 3 Vd= 6/1 6
28 28
24 24
X = x+ - x- = -4 Y = y+ - y- = +4
localisation bi-dimensionnelle
y+
x-
y-
D1 D2 D3
D4
D5
S
Collimateur gamma caméra
L'image scintigraphique correspond à la projection de la distribution de la radioactivité sur le cristal détecteur.
Un collimateur est une galette habituellement en plomb dans laquelle des trous cylindriques ou coniques sont percés suivant un système d'axes déterminé.
L'utilisation d'un collimateur permet de privilégier une direction, la plus courante étant la perpendiculaire au cristal.
Collimateur:
Les photons dont le parcours n'emprunte pas ces directions sont absorbés par le collimateur avant d'atteindre le cristal.
Collimateur:
L'épaisseur de plomb est calculée pour entraîner une atténuation d'au moins 95% de l'énergie des photons traversant les septa.
La cloison séparant deux trous voisins est appelée "septum".
Septum : épaisseur s
Trou : diamètre e
Épaisseur collimateur:H
Éléments intervenant dans le calcul des collimateurs
Éléments intervenant dans le calcul des collimateurs
rayonnement direct
pénétration septale
Éléments intervenant dans le calcul des collimateurs
rayonnement arrêté
Le choix de collimateur est fonction des paramètres:
Type de collimateur
Niveau d’énergie des rayons
Sensibilité et résolution
Type de collimateur:
Collimateur trous parallèles
Collimateur convergent
Collimateur sténopé (pin-hole)
Niveau d’énergie:
Basse énergie:
Moyenne énergie:
Haute énergie:
E< 200keV
200keV < E< 300keV
300keV < E< 400keV
Sensibilité et résolution:
La sensibilité ( efficacité géométrique) est la mesure du facteur de transmission du flux de rayonnement par le collimateur. L'efficacité d'un collimateur correspond à la fraction des rayonnement participant effectivement à l'image. Elle n'est que de quelques pour mille...
La résolution est définie comme la capacité du collimateur à distinguer deux événement adjacent. Elle correspond à la précision de l'image formée dans le détecteur.
Les principaux type de collimateur:
Collimateur trous parallèles
Collimateur convergent
Collimateur sténopé (pin-hole)
Classification en fonction de l’énergie
Ce type de collimateur laisse passer seulement les parallèles à l’axe du détecteur.
parallèle
Collimateur trous parallèles:
cristal
image
collimateur
objet
Efficacité géométriqueRésolution spatiale
H
s
e
de
Hauteur effective du collimateur, tient compte de la pénétration septal.
Sg=
H
d
To = Tc
taille cristal Tc
taille maximum
objet To
Rc ~ d (distance source)
Rc ~ e (diamètre trou)
Rc ~ 1/He (épaisser collimateur (longuer trou))
Résolution spatiale
Efficacité géométriqueSg=
Sg~ e (diamètre trou)
Sg~ 1/He (épaisser collimateur (longuer trou))
Sg~ 1/s (épaisseur septa)
Sg# d (distance source)
Ce type de collimateur laisse passer les rayons selon des directions « divergentes » par rapport à l’axe du détecteur et, par conséquent, produit un agrandissement de la projection de l’objet sue le champ de vision de la gamma caméra
convergent
Collimateur convergent:
cristal
image
collimateur
objet
Efficacité géométriqueRésolution spatiale
Sg=
H
s
e
F
de
F
champ de vision
taille maximum
objet To
taille cristal Tc
To < Tc
Fz
agrandissement :
( )i
o
T FA
T F H z
H
taille maximum objet :
io
TT
A
Résolution spatiale :
1
1c
de F de deFRdH F d H HF
collimateur avec =
Résolution spatiale :
c
F
deR
H
F
Ce type de collimateur comporte un seul trou et l’ensemble collimateur + détecteur fonctionne comme une chambre noire d’un appareil photo.
sténopé
Collimateur sténopé (pinhole):
cristal
image
collimateur
objet
Efficacité géométriqueRésolution spatiale
H
e
d
e
Sg=
H
z
taille objet To
taille image Ti
agrandissement :
i
o
T HA
T z
pour H fixe z A
si z < H A > 1
si z > H A < 1
H
z
taille objet To
taille image Ti
pour H fixe
z Ti
H
z
taille objet To
taille image Ti
Résolution spatiale :
( ) 1c
de eR
Hd Hd
d
pour H fixe
d Rc
Collimateurs:
Basse énergie haute résolution
(LEHR low energy high resolution)
Basse énergie très haute résolution
(LEUHR low energy ultra high resolution)
Basse énergie haute efficacité
(LEAP low energy all purpose)
Moyenne énergie haute efficacité
(MEAP medium energy all purpose)
Haute énergie haute efficacité
(HEAP high energy all purpose)
Pénétration septal
Pénétration septale pour collimateur à trous parallèles:
source
cristal
collimateur
septa
parcours minimum
parcours minimum calcul épaisseur minimum septa
pénétration septale:
H
e
s
w
e
atténuation de 95% : 0.05
3/
we
w
2 2
dans le triangle :
(2 )(2 )
ABC
w s
e sH e s
H
w
se e
pénétration septale:
2épaisseur septa
ews
H w
A
BCcomme
2
e s H
e H w
s w
Hw
se e
pénétration septale:
6
3
es
H
e s
E s
H s
Collimateur trous parallèles:
d1 d2
d2 > d1
FIN