Радионуклидная диагностика для практических врачей - Лишманова Ю.Б.
ISBN 5-93629-166-9
Скачать (прямая ссылка):
Своеобразную комбинацию разных типов коллиматоров представляют собой «fan Ьеат» и «fish tail» коллиматоры. Их каналы расположены параллельно в одной плоскости сечения и, одновременно, конвергентно или дивергентно - в другой. При этом вторая плоскость сечения должна быть сориентирована перпендикулярно к первой. Таким образом, «fan beam»- и «fish taib-коллиматоры представляют собой комбинации параллельного и, соответственно, конвергентного или дивергентного их типов. Принципиальным отличием «комбинированных» коллиматоров от их «прототипов» является то, что воображаемые прямые, проведенные через их каналы, фокусируются не в точке, а на линии.
В настоящее время «fan beam» коллиматор нашел широкое распространение в ядерной медицине для выполнения ОЭКТ и кардиологических исследований, поскольку присутствие параллельной составляющей позволяет уменьшить краевые деформации изображения, а наличие конвергентных каналов дает возможность частично скорре-гировать аттенуацию излучения подлежащими тканями.
«Fish tail» коллиматоры устанавливаются на некоторые гамма-камеры с кристаллом небольшого размера при сканировании всего тела. При этом за счетдивергентности каналов достигается увеличение поля видения детектора, а их параллельное расположение позволяет избежать продольной деформации изображения.
Одноканальный кол лим а тор типа «Pin-hole» представляет собой полый конус, который в вершине, обращенной к объекту исследования, имеет отверстие диаметром в несколько миллиметров. Данный тип коллиматора применяется для исследования малых объектов (рис. 1.2.3). Посколькучув-ствительность «Pin-hole» коллиматора заметно снижается при удалении детектора от источника гамма-квантов, исследуемый орган должен быть расположен максимально близко к отверстию канала. Наиболее часто «Pin-hole» коллиматор применяется для проведения сцинтиграфии щитовидной железы. К недостатком указанного коллиматора следует отнести возникающую при сцинтиграфии деформацию изображения, поскольку более удаленные от детектора отделы объекта оказываются увеличенными в большей степени, чем близлежащие. Определенные неудобства в использование этого коллиматора вносит и его не-
1.2. Регистрирующая аппаратура для радиодиагностических исследований
19
одинаковая чувствительность в краевых отделах (где наклон ячеек максимальный) и в центральной части, отверстия в которой расположены почти параллельно. Также, как и у многоканального коллиматора конвергентного типа, чувствительность и разрешающая способность «Pin-hole» коллиматора существенно различаются в центре и по периферии.
Если коллиматоры модифицируют поток гамма-квантов для получения изображений, то основной функцией детектора является визуализация этого потока. Как показано на рис. 1.2.1, гамма-кванты, прошедшие сквозь отверстия коллиматора (2), попадают на сцинтилляционный кристалл (1) и вызывают световой эффект в виде появления сцинтилляций, которые воспринимаются фотоэлектроумножителями (3), преобразующими их в электрические сигналы.
Идеальный сцинтилляционный кристалл должен обладать следующими параметрами:
- высокая эффективность задержки гамма-квантов;
- минимальное рассеивание гамма-квантов в кристалле;
- высокая эффективность преобразования гамма-квантов в световые;
- сцинтилляции с длиной оптической волны, соответствующей параметрам ФЭУ;
- максимальная оптическая прозрачность кристалла;
- механическая прочность кристалла;
- минимальная длительность каждой сцинтилляции.
Как показано на рис. 1.2.4, эффективность задержки гамма-квантов в кристалле зависит, с одной стороны, от плотности и толщины последнего, а с другой - от энергии излучения. Задержанные гамма-кванты вступают во взаимодействие с электронами атомов кристаллической решетки, вызывая их возбуждение. При возвращении электронов на стационарную орбиту появляется электромагнитное излучение, около 10% энергии которого находится в световом диапазоне (длина волны 410 нм на каждые 100 кэВ), оптимальном для регистрации фотоэлетроум-ножителями. Эффективность задержки высокоэнергетических гамма-квантов невысока, поскольку в большинстве своем они «прошивают» кристалл, не вступая во взаимодействие с его атомами.
Кроме того, такие гамма-кванты способны вызывать в кристалле известный в физике эффект Комп-тона, суть которого состоит в том, что электромагнитные волны, рассеиваясь на свободных или слабо связанных электронах, вызывают появление новых гамма-квантов с более низкой энергией и с иным направлением движения. Возникшее таким образом вторичное элек-
тромагнитное излучение служит причиной снижения четкости сцинтиграфического изображения.
Длительность световой вспышки в кристалле должна быть минимальной для того, чтобы не происходило наложения на нее последующих сцинтилляций. Дело в том, что при большом потоке гамма-квантов, попадающих на кристалл увеличивается вероятность одновременного возникновения нескольких сцинтилляций, «маскирующих» друг друга. По этой причине увеличение радиоактивности в поле зрения детектора сопровождается нелинейным возрастанием скорости счета. Для наиболее распространенного в радионуклидной диагностике кристалла NaI, активированного таллием, продолжительность каждой сцинтилляции составляет 0,8 мкс. К недостаткам кристалла йодида натрия относятся высокая стоимость его получения, хрупкость, гигроскопичность и низкая устойчивость к механическим и температурным воздействиям.
