一个基本的正电子发射断层扫描系统构建以定位放射源的双维空间
Summary
We present a simple but well-constructed Positron Emission Tomography (PET) system and elucidate its basic working principles. The goal of this protocol is to guide the user in constructing and testing a simple PET system.
Abstract
一个简单的正电子发射断层扫描（PET）样机已经建成全面检定其基本工作原理。在PET样机，通过偶合塑料闪烁体晶体光电倍增管或光电倍增管的其中被放置在相对的位置，以检测从一个放射源，其中被放置在PET的几何中心喷射2伽马射线创建设置。所述原型包括四个探测器在一个20厘米直径的圆几何放置，并在该中心放射源。通过从中间移动放射源厘米的系统中的一个是能够通过测量任何两个PMT的飞行之间的差异的时间，以检测的位移，并与该信息，系统可以计算在图形界面的虚拟位置。以这种方式，所述原型再现的PET系统的主要原则。它能够确定在2行的代以4cm间隔源的实际位置tection服用不到2分钟。
Introduction
正电子发射断层摄影术是用于获得主体的内组织和器官的数字图像的非侵入性成像技术。各种非侵入性技术存在允许之一在患者的内部工作如计算机轴向断层（TAC）和磁共振成像（MRI）获得的图像和信息。既提供良好的空间分辨率，并另外用于在解剖和生理的研究应用。尽管相对的PET得到较少的空间分辨率，它提供了关于在感兴趣的区域中发生的代谢的更多信息。的PET被广泛用于获得功能和形态学的信息;其主要临床应用是在肿瘤学，神经病学和心脏病学领域中。此外，PET图像可以帮助医生更好地诊断， 例如，建立肿瘤治疗计划。
PET系统的基本工作原理是两坡的检测吨或伽玛射线从一个正电子 – 电子湮灭对到来，既飞行在朝向检测器，它通常由结合光电倍增管的闪烁体晶体的方向相反。闪烁体结晶转变的γ辐射转化为可见光，行进到的PMT经由一个光电过程的光信号转换为电脉冲。内的光电倍增管的电子设备称为倍增电极都存在，把它发送到一个读出系统之前这增加了电荷的幅度。创建这两个探测光子当一个正电子（电子带正电）由同位素流体，将其注入体内的血流中发射的，歼与体内的电子。读出系统测量重合两回到后端的光子相对于时间基准并且进一步它衬底既次，得到的差的到达时间。该系统使用这个时间差来计算空间中的位置WHERE辐射源发射两个光子，并且因此电子对湮灭发生的位置。
的PET系统中的某些功能，必须定义来优化图象的质量和增加的空间和时间分辨率。要考虑的一个特点是响应的线（LOR），定义为两个光子的湮灭过程之后行驶的距离。另一个特点要考虑的是飞行（TOF）的时间。图像质量还取决于外部特征，主要是身体器官和疗程1期间患者的动作。在PET系统中使用的同位素是称为贝塔+发射器。这些同位素具有短半衰期（秒数量级上）。他们生产的颗粒加速器（回旋加速器）时有稳定的元素轰炸质子或氘核引起核反应。这种反应变换稳定的元素融入到不稳定的同位素，如C-11，N-13，O-15，F-18等等2。
有两种类型的PET。 （1）常规：此使用飞行时间信息只以识别沿其湮没发生线，但它是无法确定两个光子的原点处。它需要额外的分析或迭代重建算法来估计这一点。 （2）TOF PET：利用TOF差来定位所发射的正电子的湮灭位置。时间分辨率被用在重建算法作为内核对于一个本地化概率函数3。
我们的主要目的是要证明的PET，其用于定位在空间中的辐射源的主要功能。这里提出的PET系统组的主要范围是提供一种基本的PET结构导向为学术公众，并解释，在一个简单的方法，它的主要性能。
Protocol
Representative Results
Discussion
该系统的一个重要方面是有很好的控制了空间和时间分辨率。 PET的空间分辨率由放射性衰变和湮灭，的物理特性，而且还通过一致登记的技术方面（步骤1.1和1.2）和由错误，如对象的运动的外部源的检查5中限定。因此，测量的确切位置将取决于飞行时间差（步骤2.4）。一种技术实现了良好的时间分辨率测量TOF 6的分布的半峰全宽（FWHM）。
每个PMT的特点是获?…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We are very grateful for the financial support of the Physics Department of CINVESTAV. We also want to thank our technician Marcos Fontaine Sanchez for his remarkable assistance with the set up. Thanks a lot to Sarah LaPointe for reviewing the English-language of this document.
Materials
| Low threshold Discriminator | CAEN | N845 | |
| Logic Units | Lecroy | 365AL | |
| Time delay | CAEN | N108A | |
| Oscilloscope | Tektronic | TDS3014C | |
| Quad Scaler and preset counter | CAEN | N1145 | |
| TDC | Lecroy | 2228 | |
| PMT’s | Hamamatsu | H5783p | |
| Power Chasis | Lecroy | 1403 | |
| GPIB Interface | Lecroy | 8901A | |
| NIM Power Supply | Lecroy | 1002B | |
| CAMAC Crate | Borer-co | 1902A | |
| Scintillator Crystals | Bicron | 408 | 1cm x 2cm x 5cm |
| Power Supply | Agilent | E3631 | |
| Na 22 Radioactive Source | activiti 2μCi | ||
| Software LabView 7.1 | National intruments | ||
| lemo cables connectors | 2ns, 3ns and 8ns | ||
| isolator film |
Referencias
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