Способ поперечной радионуклидной томографии Советский патент 1982 года по МПК A61B6/00 

(З) СПОСОБ ПОПЕРЕЧНОЙ РАДИОНУКЛИДНОЙ ТОМОГРАФИИ

I

Изобретение относится к медицине, а именно к способам поперечной.радионуклидной томографии.

Известен способ поперечной радионуклидной томографии путем проведения радиометрии последовательно по разным угловым направлениям относительно пациента после введения грамма-излучающего радионуклида, обработки полученных данных с построени7 ,д ем томограммы l.

Однако известный способ не обеспечивает необходимого качества томографииеского изображения, что снижает надежность обнаружения патоло- ,j гических очагов и точность диагностического обследования.

Целью изобретения является повышение качества томографического изображения.20

Цель достигается тем, что при осуществлении способа поперечной радионуклидной томографии путем проведения радиометрии последовательно по разным угловым направлениям относительно пациента после введения гамма-излучающего радионуклида, обработки полученных данных с построением томограммы определяют диаметр окружности, описанной вокруг внешнего контура пациента в исследуемом поперечном сечении, и среднюю интенсивность эмиссионного излучения при расположении детектора на этой окружности, производят равномерное поступательное перемещение детектора по окружности и поддерживают его ось параллельно угловому направлению детектирования, при этом перемещение осуществляют из исходного положения, в котором ось детектора направлена по касательной к окружности, в диаметрально противоположное положение, в процессе перемещения onpeдeляюt количество гаммаквантов, детектированных в течение последовательных интервалов времени для каждого углового направления, смещают детектор по окружности на угол в пределах 1-3 при прицельной и 3-6 при обзорной томографии, перед обработкой данных определяют соотношение количества гамма-квантов, детектированных в течение каждого интервала времени, к длительности соответствующего интервала, которую определяют по формуле (cosf t,.-) - t, f arccos время перемещения детектор из исходного положения, в диаметрально противоположное в пределах 2-20 с при изменении средней интенсивности излучения в диапазоне 1000-10 имп/с момент времени начала i-ro интервала, с .; диаметр окружности, описанной вок(5уг внешнего кон тура пациента в исследуемом поперечном сечении,см шаг матрицы томограммы в пределах 2- мм для прицельных и 5-8 мм длЪ обзор ных томограмм. Способ осуществляют следующим образом. Пациенту вводят гамма-излучающий радионуклид. Определяют диаметр окружности, описанной вокруг внешнего контура пациента в исследуемом поперечном сечении, и среднюю-интенсивность эмиссионного излучения при рас положений детектора на этой окружности. Устанавливают детектор в исходное положение в орбитомиетальной плоскости, а ось детектора направля ют по касательной к окружности,описанной вокруг внешнего контура пациента в выбранном сечении. Начинают перемещение детектора из исход ного положения в диаметрально противоположное по окружности, поддерживая его ось параллельно первому угловому направлению детектирования при этом определяют количество гамма-квантов, детектированных в течение интервалов t ; времени, затем смещают детектор по окружности в том же направлении на угол 1-3 при при цельной и 3-6 при обзорной томографии и перемещают детектор по окруж ности в противоположном направлении поддерживая его ось параллельно ,вто94 . рому угловому направлению, при этом определяют количество гамма-квантов детектированных в течение интервалов времени д1 для данного углового перемещения. Затем смещают детектор по окружности в первоначальном направлении на тот же угол.Дальнейшие циклы повторяют до тех пор, пока детектор не займет исходного Положения, после чего определяют соотношение количества гамма-квантов, детектированных в течение каждого интервала времени к длительности соответствующего интервала. ,,лительность интервалов времени определяют по формуле At J arccosCcos |- tf - - t,, где Т - время перемещения детекто- ра по криволинейной траектории, например,по окружности их исходного положения в диаметрально про-кивоположное в пределах 2-20 спри изменении средней интенсивности излучения в диапазоне 1000-10 имп/с. ; момент времени начала i-ro интервала, «сек; диаметр окружности, описанной вокруг внешнего контура пациента в исследуемом поперечном сечении, см; шаг матрицы томограммы в пределах 2- мм для прицельных и 5-8 мм для обзорных томограмм. Соотношение количества гамма-квантов, детектированных в течение каждого интервала времени к длительности соответствующего интервала, определяют для всех угловых направлений детектирования, в результате получают матрицу нормированных значений интенсивности эмиссионного излучения, после чего проводят обработку полученных данных с построением радионуклидной томограммы исследуемого сечения тела пациента и путем анализа и интерпретации томограммы выносят Диагностическое заключение о наличии или отсутствии паталогических очагов и при необходимости повторяют исследования в другом сечении. Пример 1. Эксперимент проодился на фантоме, размеры, тип и оличество радионуклида которого соответствовали клинической ситуации томографического исследования гояой ного мозга. Так, диаметр активной цилиндрической масти фантома состав лял около 180 мм, диаметры имитаторов горячих очагов патологии 20 и 30 мм, активность радионуклида 99 , загружаемого в рабочую полость фантома, 1-2.мКюри, соотношение концентраций радионуклида в имитаторе горячего очага и в активной части фантома составляло 1,2:1. Фантом располагался на поворотном устройстве, обеспечивающем I возможность поворота вокруг верти1кальной оси на угол, кратный . Блок детектирования устанавливался так, что ось коллиматора занимала горизонтальное положение в плоскост проходящей через центры имитатораочагов. Механизм сканирования гамма-тонографа использовался в режиме ручного управления перемещениембло ка д&тектирования по строке и по шагу. Скорость строчного движения составляла 10 мм/с. Ручное управление шаговым перемещением блока дете тирования осуществлялось с пульта дистанционного управления так, что блок детектирования перемещался око ло фантома по траектории, близкой к круговой. Радиометрическое устрой ство использовалось в спектрометрическом режиме, соответствующем реги страции фотопика энергетического спектра 99 кэВ). При каждом угловом направлении детектирования производилось б отсчета интенсивности излучения. Изменение углового направления детектирования осуществлялось последовательными угловыми поворотами фантома на угол iL 6 Количество последовательных поступа тельных перемещений блока детектиро вания . Обработка данных и реконструкция томографического изображения проводилась на электронновычислительной машине по алгоритму обратного проецирования с предварительной фильтрацией. Результаты проведенного экспериментального осуществления предложенного способа показали возможность получения качественного томографического изображения распределения радионуклидов . в исследуемой поперечной плоскости объекта с высокой статистической надежностью обнаружения имитаторов патологических очагов, что подтверж 36 дается радйонуклидной томограммой испытательного фантома. Пример 2. Диагностическое обследование головного мозга с целью выявления очагов патологии (ortyxoлей) с помощью 99 Тс. Наиболее трудной задачей при радйонуклидной диагностике заболеваний головного мозга является обнаружение очагов патологий малых размеров (диаметром 1-2 см), расположенных в базальной области и маскируемых излучением , исходящим из слюнных, подчелюстных и околоушных желез. Пациенту вводят внутривенно 15 мКи пертехнетата 99 Тс и спустя 2 ч больного укладывают на стол, затем определяют диаметр D окружности, описанной вокруг головы пациента в исследуемом сечении, D 28,0 см. Устанавливают ретектор в исходное положение в орбитомиетальной плоскости, а ось детектора направляют по касательной к окружности, описанной вокруг внешнего контура головы в выбранном сечении. Определяют среднюю интенсивность эмиссионного излучения N 500 имп/с, после чего перемешивают детектор иг исходного положения в диаметрально противоположное по окружности, поддерживая его ось параллельно первому угловому направлению детектирования. В табл.1 указано, как в процессе равномерного поступательного перемещения детектора по окружности определяют количество гамма-квантов, детектированных в течение интервалов времени Смещают детектор по окружности в том же направлении на угол ч , перемещают по окружности в противсположном направлении, поддерживая его ocjb параллельно второму угловому направлению детектирования, и в процессе равномерного поступательного перемещения детектора по окружности определяют количество nt гамма-квантов, детектированных в течение ин- , тервалов времени (табл.2).

Таблица 2

;i;::ii;n:i:L i:iz

Atj, .0 0,85 0,37 0,28 0,2if ...

202 138 130

Обрабатывают полученные значения интенсивности по известному алгоритму реконструкции изображёния,например, на ЭВМ с построением обзорной радионуклидной томограммы исследуемого сечения головы пациента и путем анализа и .интерпретации томограммы выносят диагностическое заключение о наличии или об отсутствии патологических изменений головного мозга, при необходимости повторяют исследование в другом сечении. Расчеты показали, что при томографии головного мозга известным спо собом контрастность изображения на томограмме указанных выше очагов патологии не превышает 0,20-0,25 при разрешении-около 20--22 мм, в то время как при использовании предложенно го способа эти величины составляют соответственно 0,8-32 и 13-15 мм. Таким образом, улучшение составляет по контрастности около 28 и по разрешению - около 25. В результате существенно повыша ется качество roСмещают детектор по окружности в первоначальном направлении на угол , далее повторяют операци1Т до-тех пор, пока детектор не займет исходного положения, затем количество гамма-квантов, детектированных в те|чение каждого интервала времени, делят на длительность соответствующего интервала. Эту процедуру (нормировку) проводят для всех угловых направлений детектирования и в результате получают матрицу нормированных значений интенсивности эмиссионного излучения представленную в табл.3.

Таблица 3 мографического изображения и точность диагностического обследования. Тс1ким образом предложенный способ повышает качество томографического изображения по сравнению с известным способом, что повышает .точность определения формы, размеров и топографии исследуемого органа и тем самым точность диагноза, позволяет проводить диагностику опухолей на более равней стадии и сократить количество ложноотрицательных заключений. Формула изобретения Способ поперечной радионуклидной томографии путем проведения радиометрии последовательно по разным угловым направлениям относительно пациента после введения гамма-излучающего радионуклида, .обработки полученных данных с построением томограммы, отличающийся тем, что,

с целью повышения качества томографи14еского изображения, определяют диаметр окружности, описанной вокруг внешнего контура пациента в исследуемом поперечном сечении, и среднюю .ин- s тенсивность эмиссионного излучения при расположении детектора на этой окружности, производят равномерное поступательное перемещение детектора по окружности и поддерживают его ось ю параллельно угловому направлению детектирования , при этом перемещение осуществляют из исходного.положения,, в котором ось детектора направлена по карательной к окружности, в диа- js метрально противоположное положение, , в процессе перемещения определяют количество гамма-квантов, детектированных в течение последовательных интервалов времени для каждого угло- jo вогр направления, смещают детектор по окружности на угол в пределах 1-3 при прицельной и 3-6 - обзорной томографии, перед обработкой данных определяет соотношение колйчест- 25 ва гамма-квантов, детектированных в течение каждого интервала времени, к длительности соответствующего интервала, которую определяют по формуле

J arccos() -

где Т - время перемешивания детектора из исходного положения в диаметрально противоположное в пределах 2-20 с... при изменении средней интенсивности излучения в диапазоне 1000-10 имп/с ;

t - момент времени начала i-ro интервала, с. .;

D - диаметр окружности, описанной вокруг внешнего контура пациента в исследуемом поперечном сечении,см;

6 - uiar матрицы томограммы в пределах 2-Ч мм до при..цельных S-S мм для обзорных томограмм.

Источники информации, принятыеВО внимание при экспертизе

. 1. Xuhe D., Edv/ards R. Jnage separation radioisotope scaraiig. Radilog/, 1963, 80, 3, s. 653-662.