Современные виды томографии - часть 24

 97 

лер. Отказ контроллера затронет большое число детекторов, что также отра-
зится на синограмме в виде широкой полосы. На изображениях данный ар-
тефакт  иногда  менее  выражен,  чем  в  случае с  выпадением  одного  модуля, 
что  вызвано  наложением  нескольких  волнообразных  веерных  искажений 
друг на друга.  

После регистрации события совпадения сканером, событие сортируется 

и считается  в  гистограммной  памяти. Ошибки  здесь возникают  когда  одна 
или более ячейки памяти не обнуляются правильным образом и заполнены 
ошибочным числом событий. На синограмме артефакт ошибки памяти ото-
бражается в виде одного или множества горячих пятен. После реконструк-
ции  данных  эти  горячие  пятна  преобразуются  одиночные  полосы  на  изо-
бражении.  Этот  артефакт  можно  убрать  вручную  путем  удаления  горячих 
пятен из синограммы и повторной реконструкции данных. Один из лучших 
способов  проверки  функциональности  ПЭТ - пробный  сбор  данных  с  вра-
щающимся  в  плоскости  источником.  Визуальная  проверка  полученных  си-
нограмм обычно позволяет обнаружить любой тип аппаратной неисправно-
сти. Этот тест является частью ежедневной проверки качества.  

Артефакт  аппаратного  обеспечения  цифровой  обработки

  напоминает 

кольцевые артефакты, присутствующие в КТ-системах с вращающимися де-
текторными модулями, где один или более детекторов неисправны. Однако 
в  ПЭТ-системе  любой  отказ  детектора  дает  веерообразный  артефакт.  Если 
происходят  сбои  в  сортировке  аппаратных  средств,  на  синограммах  будут 
видны вертикальные полосы. 

3.5.2. Артефакты сбора данных 

Артефакты  сбора  данных  возникают  во  время  сбора  данных  и  обычно 

являются  следствием  движений  пациента.  Они  могут  проявляться  простой 
потерей в разрешении или принимать формы, которые могкт быть приняты 
за патологические изменения.  

Артефакты вызванные движениями пациента обычно приводят к потере 

пространственного  разрешения.  Последствия  движений  пациента  могут 
быть  снижены  путем  сбора  данных  в  динамической  последовательности. 
После  проведения  исследования,  динамические  изображения  просматрива-
ют в режиме кинопетли для определения движения пациент во время сбора 
информации. Если пациент двигался, то для суммирования и формирования 
конечных  изображений  отбираются  только  те  кадры,  на  которых  пациент 
лежит  правильно.  При  суммировании  только  части  исследования,  улучша-
ются контрастность и разрешение изображений.  

Артефакты,  вызванные  самим  гентри,  отражаются  на  изображениях  в 

виде ряда полос, которые похожи на веерообразные артефакты, вызванные 
отказом детектора (рис. 59). Однако, синограмма говорит не о повреждении 
детектора,  а  о  присутствии  в  поле  обзора  области  с  очень  высокой  интен-

 

98

сивностью. Это может быть вызвано тем,  что в катетере инъекции остался 
радиофармпрепарат. Если изменить масштаб  изображения, то можно заме-
тить, что полосы исходят из области высокой интенсивности. 

 

Рис. 59. Артефакты, вызванные гентри 

Возможный способ устранения артефакта состоит в маскировке на сино-

грамме области высокой интенсивности до реконструкции, но количествен-
ная информация на изображении будет потеряна.  

3.5.3. Артефакты обработки данных 

Эти артефакты обычно появляются при использовании введении непра-

вильных параметров обработки данных (неослабленная коррекция, ошибоч-
ный  фильтр  реконструкции  и  т.д.).  Так  как  чаше  обработка  требует  мини-
мального взаимодействия системы с оператором, эти артефакты встречают-
ся менее часто (рис. 60).  

 

Рис. 60. Моделируемый цилиндр с профилем в виде эллипса, полученного из-

за неточного выравнивания и смещения на 1 см (справа) 

Один  из  шагов  обработки  требует  существенного  взаимодействия  сис-

темы с оператором, состоит в определении эллипса при использовании кор-
рекции ослабления в исследованиях. Расчет производится аккуратно, чтобы 
не ввести серьезные артефакты  

Другим возможным артефактом алгоритма определение эллипса являет-

ся диаметр эллипса. Данный артефакт оставляет однородность на достаточ-
но хорошем уровне, но отмечаются нарушения в коррекции границ. 

Если  выбран  неправильный  коэффициент  ослабления  для  области  вы-

бранного эллипса, то можно увидеть небольшую недооценку или переоцен-
ку распределения активности. 

 99 

3.6. Радионуклиды, используемые в ПЭТ 

Радиоизотопы, используемые в ПЭТ и других подобных исследованиях, 

производятся  с  помощью  ускорителя  частиц,  называемого  циклотроном. 
Все  используемые  в  ПЭТ  испускающие  позитроны  радионуклиды  имеют 
короткое время полураспада и высокую энергию излучения по сравнению с 
радиоизотопами, вообще используемыми в биомедицинских исследованиях. 

Основные  радионуклиды,  используемые  в  клинических  исследованиях, 

это  углерод 

11

C,  азот 

13

N,  кислород 

15

O  и  фтор 

18

F,  поскольку  эти  химиче-

ские  элементы  есть  почти  во  всех  соединениях  в  теле  человека.  Все  они 
имеют  короткий  период  полураспада,  что  позволяет  вводить  пациенту 
большие  дозы  препарата  с  низким  лучевым  воздействием  и  неоднократно 
проводить исследования.  

Таблица 5

. Радиоизотопы, используемые в ПЭТ 

Изотоп  Период полураспада, мин  Средняя кинетическая энергия, мэВ 

11

С 20,4 

0,385 

13

N 10,0 

0,491 

15

O 2,0 

0,735 

18

F 109,8 

0,242 

68

Ga 68,3 

0,783 

82

Rb 1,25 

1,32 

Наиболее часто применяется изотоп 

18

F, которые используется для мар-

кировки глюкозы, где он замещает гидроксильную группу, и распадаясь по-
зволяет следить за метаболизмом глюкозы в организме. Количество вводи-
мого  препарата  (ФДГ)  столь  мало,  что  не  нарушает  естественный  метабо-
лизм глюкозы. ФДГ поглощается тканями, использующими глюкозу как ис-
точник энергии: злокачественными опухолями, метастазами, клетками мио-
карда, нервными волокнами. Например, мозг использует глюкозу исключи-
тельно как источник энергии и когда ФДГ поступает в клетки мозга, регист-
рируемое  изображение  показывает  топографическую  карту  поглощения 
глюкозы различными участками мозга. Злокачественные клетки используют 
больше глюкозы, чем здоровые ткани, поэтому такие исследования особен-
но эффективны при обнаружении рака и определения его стадии.  

Изотопы 

15

 

O, 

13

 

N и 

11

 

C имеют короткий период полураспада что накла-

дывает  ограничения  на  их  использование  в  клинических  исследования  и 
требует близкого расположения ПЭТ сканера и циклотрона. 

Раньше короткое время жизни было серьезной проблемой для проведе-

ния  исследований.  Для  создания  изотопов  центр  должен  иметь  ускоритель 
частиц  и  штат  ядерных  физиков.  Если  возможности  синтеза  изотопов  нет, 
они транспортируются к месту проведения исследования. В последние годы 
ПЭТ быстро развивалась главным образом из-за множества новых радиоак-
тивных индикаторов, доступных для исследований человека. 

 

100

3.7. Достоинства и недостатки ПЭТ 

Системы ПЭТ универсальны, они используют все типы позитронных из-

лучателей.  Их  отличает 100% достоверность  диагностических  результатов, 
которая  достигается  использованием  поправок  на  нормализацию,  мертвое 
время счетчика, затухание, рассеяние и распад, а также качественной и ко-
личественной обработкой  информации.  Они просты в использовании, име-
ют стандартные протоколы и автоматизированный контроль качества. ПЭТ 
сканеры позволяют параллельно собирать и обрабатывать данные, реконст-
руировать изображения, анализировать результаты, что существенно повы-
шает пропускную способность. 

Поскольку  период  полураспада  радиоизотопов  мал,  лучевое  облучение 

чрезвычайно мало и не затрагивает нормальные процессы тела. Это позво-
ляет при необходимости проводить повторные исследования. 

Изображения, получаемые в ПЭТ, чаще всего представлены в соответст-

вии  с  цветной  шкалой,  что  делает  результаты  исследования  более  нагляд-
ными  для  диагностики.  Например,  здоровая  ткань  использует  глюкозу  для 
пополнения энергии и накапливает часть радиоактивной глюкозы. Злокаче-
ственная  ткань  потребляет  больше  глюкозы,  чем  здоровая  и  на  ПЭТ  изо-
бражении будет более яркой, чем нормальная ткань. 

Конструкция современных ПЭТ сканеров позволяет проводить исследо-

вания не только головного мозга, но и внутренних органов, что важно для 
раннего обнаружения злокачественных изменений. 

Одним  из  условий  получения  правильной  картины  распределения  изо-

топа  является  отсутствие  его  перераспределения  при  проведении  сканиро-
вания.  В  ряде  случаев  ПЭТ  может  дать  ложные  результаты,  если  химиче-
ский  баланс  пациента  нарушен.  Например,  у  диабетиков  причиной  этого 
может послужить высокое содержание сахара или инсулина в крови.  

Возможности  использования  ПЭТ  ограничиваются  дороговизной  томо-

графов и необходимостью размещения их вблизи циклотрона. Создание но-
вых радиофармпрепаратов, имеющих период полураспада несколько часов, 
позволяет частично решить ее. Кроме того, радиоизотоп рубидия-82 (период 
полураспада 76 с)  можно  получить  не  используя  циклотрон.  Этот  изотоп 
создается  с  помощью  разработанного  в  институте  ядерных  исследований 
им.  Курчатова  (Москва)  генератора  рубидия-82  и  позволяет  проводить  ис-
следования перфузии миокарда с высокой чувствительностью. 

Ценность ПЭТ растет при совместном проведении с другими исследова-

ниями (КТ, МРТ).