Inżynier i Fizyk Medyczny 5/2015 vol. 4
243
artykuł
/
article
obrazowanie medyczne
/
medical imaging
tomografów MR. Jednakże stosowane w hybrydach rozwiąza-
nia technologiczne uniemożliwiają rozszerzenie istniejących
urządzeń MRI do obrazowania hybrydowego – dlatego koniecz-
na jest wymiana całego urządzenia na nowe, co niejednokrotnie
przekracza możliwości finansowe placówek medycznych.
Jedną z możliwości połączenia obu metod w celu stworzenia
jednego urządzenia wykonującego badanie jednocześnie jest
wykorzystanie własności budowanych obecnie tomografów
PET opartych o nowatorskie rozwiązaniach w zakresie detekcji
promieniowania gamma, a mianowicie plastikowych materiałów
scyntylacyjnych.
Opracowana innowacyjna konstrukcja do obrazowania to-
mograficznego PET zbudowana z plastikowych pasków poli-
merowych [8-11] może pełnić rolę wkładu do istniejących tomo-
grafów MRI, stanowiąc w ten sposób równoważnik systemów
hybrydowych PET/MRI [13, 14]. Koncepcja nowego urządzenia
oparta jest na układzie modułów detekcyjnych (Rys. 1) oraz
detektorach krzemowych zastępujących dotychczas używane
fotopowielacze. Sygnały świetlne, powstałe w plastikowym
pasku scyntylacyjnym na skutek zdeponowania weń części
energii promieniowania gamma, powstałego z anihilacji pozy-
tonu i elektronu, rozchodzą się wzdłuż paska ku jego końcom.
Tam rejestrowane są przez matrycę fotopowielaczy krzemo-
wych. Zastosowanie matryc złożonych z wielu fotopowielaczy
krzemowych do odczytu sygnałów świetlnych może poprawić
dotychczasową dokładność rejestracji sygnałów świetlnych,
a ściślej dokładność pomiar czasu ich dotarcia do końca paska.
Dodatkowo cyfrowe układy elektroniczne do odczytu sygnału
z fotopowielaczy krzemowych i szybka elektronika cyfrowa do
rekonstrukcji miejsca i czasu anihilacji pary pozyton – elektron
[12] nie będzie czuła na wpływ pola magnetycznego MR.
Niewątpliwym atutem opisywanego rozwiązania jest zgod-
ność geometrii dwóch systemów oraz wyprowadzenie elektro-
niki detekcyjnej PET, znajdującej się na obrzeżach cylindra, poza
obszar badany, zarówno metodą PET, jak i MRI (Rys. 2 a i b).
Ewentualne niejednorodności pola magnetycznego wprowa-
dzone przez niewielkie elementy magnetyczne i elektroniczne
modułów detekcyjnych PET, w bezpośrednim ich sąsiedztwie,
przy długościach scyntylatorów paskowych w granicach 30-100
cm, nie powinny zaburzać pola magnetycznego w objętości
badanej wewnątrz cylindra tomografu PET. Z kolei same paski
scyntylacyjne, jako że wykonane są plastiku, nie oddziałują ma-
gnetycznie. Dodatkowo inne elementy konstrukcyjne wkładu
tomograficznego PET będą wykonane z materiałów niemagne-
tycznych (np. tworzywa sztuczne).
Nowatorskie rozwiązanie umożliwi jednoczesną rejestrację
obrazów PET i MRI w istniejących tomografach MRI bez koniecz-
ności ich modyfikacji sprzętowej czy oprogramowania. Istotną
z punktu widzenia tej hybrydowej diagnostyki jest kwestia pozy-
cjonowania względem siebie dwóch obrazów z różnych technik
tomograficznych. Wprowadzenie znaczników wodnych, widzia-
nych przez każdy system MRI, do konstrukcji mobilnego tomo-
grafu PET wydaje się być skutecznym i jednocześnie najprost-
szym rozwiązaniem tego problemu, gdyż jednoznacznie określi
położenie wkładu PET w tomografie MRI, a tym samym umożliwi
proces translacji i skalowania względem siebie dwóch obrazów.
Możliwe zatem będzie jednoczesne obrazowanie ciała pa-
cjenta technikami PET i MRI, co pozwoli na uzyskanie funkcjo-
nalnych i morfologicznych informacji diagnostycznych tej samej
objętości badanej i co ważne, w tym samym czasie. Zaletą takie-
go rozwiązania jest m.in. całkowite wyeliminowanie możliwości
powstania artefaktów w obrazach tomograficznych, utrudnia-
jących identyfikację potencjalnych miejsc występowania ognisk
nowotworowych.
Dodatkową zaletą będzie także krótszy czas przebywania pa-
cjenta w urządzaniach diagnostycznych, a tym samym pozytyw-
ny wpływ na jego samopoczucie.
Nowatorska koncepcja układów detekcyjnych mobilnego
tomografu pozwala również na udoskonalanie samej metody
wykonania badania wraz z algorytmami rekonstrukcji obrazów
oraz ich wzajemnej synchronizacji, co znacząco poprawi para-
metry uzyskiwanych obrazów, m.in. rozdzielczość przestrzenną,
zwiększając dokładność odwzorowania istotnych dla diagnosty-
ki szczegółów.
a
b
Rys. 2
Wizualizacja konstrukcji mobilnego wkładu tomograficznego PET jako samodzielnego urządzenia (a) złożonego z zestawu 60 modułów detekcyjnych, (b) wizualizacja
zastosowania wkładu wewnątrz tomografu MRI
