Типы орбит. 
Ядерная медицина. 
Радионуклидная диагностика

Ранние системы гамма-камер, используемых в ОФЭКТ производились только с круговыми орбитами, отличительная особенность которых в том, что расстояние между лицевой поверхностью камеры и осью вращения остается постоянным. Вместе с тем поперечное сечение пациентов не является кругом, поэтому при наборе данных расстояние между детектором камеры и пациентом в этом случае изменяется (рис. 5.11). Вместе с тем пространственное разрешение гамма-камеры ухудшается с увеличением расстояния до объекта. Чтобы преодолеть эту проблему в современных системах ОФЭКТ гамма-камеры движутся по эллиптическим орбитам. На этих орбитах поверхность коллиматора находится на минимальном расстоянии от пациента, что обеспечивает в результате более высокое пространственное разрешение томографических изображений.

Рис. 5.11. Круговая (а) и эллиптическая орбиты вращения гамма-камер.

в системах ОФЭКТ [7].

Корректировка ослабления

Проблема ослабления при прохождении излучения через биологические ткани пациента достаточно подробно обсуждалась в разделе применительно к плоскостной визуализации. Не менее актуальна эта проблема и в ОФЭКТ. Ведь даже в случае однородной среды с однородным объемным распределением РФП излучение, выходящее из центральных областей пациента, ослабляется в большей степени, чем излучение, выходящее из периферийных областей. Неучет этого эффекта может приводить к значительным искажением исследуемого пространственного распределения РФП.

Подход к корректировке данных на ослабления излучения зависит от исследуемой области внутри пациента. Если изучаются объекты внутри живота или головного мозга, то вполне оправдано предположение об однородности среды в этих частях организма, в то же время область грудной клетки является существенно неоднородной, и такое допущение будет неправильным. Обсудим первый случай.

Рис. 5.12. Иллюстрации определения корректирующей поправки на однородное и неоднородное ослабление излучения:

А — трансмиссионный скан через живот пациента; В — трансмиссионный скан через грудной отдел пациента (адаптировано из [7]).

Рассмотрим поперечное сечение какой-то части тела, например, живота и выделим определенный пиксель. Проведем семейство лучей из этого пикселя к границам тела в выбранном сечении (рис. 5.12). Если луч проходит в среде расстояние х на пути от пикселя до границы, то ослабление на этом пути в однородной среде приближенно описывается простым экспоненциальным законом Л = ехр (-цх). Так как лучи в выбранный пиксель приходят с разных направлений, то средняя величина фактора ослабления будет равна

где п — количество лучей в выбранном семействе; х_;— — расстояние, проходимое i-лучом в мягкой ткани.

Поправочный фактор CF, на который надо помножить число отсчетов, накопленных в рассматриваемом пикселе, равен обратной величине А, т. е.

Поправочный фактор необходимо вычислять для каждого пикселя, входящего в изображение. В результате генерируется матрица поправочных факторов, на которую множится реконструированное изображение. Данный метод учета ослабления был предложен в работе [7] и показал неплохие результаты. Однако при таком подходе не учитывается рассеяния излучения. Этот вопрос достаточно сложен. Одно из простых решений заключается в уменьшении ц. Так например, для фотонов ^99тТс в мягкой ткани ц = 0,15 см-¹, а чтобы компенсировать уменьшение ослабления за счет рассеяния, на практике приближенно берут для ц значение 0,11 или 0,12 см Т Для негомогенных областей пациента закон ослабления излучения вдоль конкретного луча усложняется и принимает вид.

где Ах — размер пикселя вдоль луча; ц, — линейный коэффициент ослабления фотонов в материале, связанном с позицией^{-пикселя} вдоль луча.

Для проведения расчетов по формуле (5.23) необходимо иметь информацию о внутренней структуре рассматриваемого среза (скана). Такие данные получают из трансмиссионных срезов, используя внешние радиоактивные источники. Ряд производителей оборудования разработал свои подходы к решению этой задачи [13]. В некоторых случаях применяется сканирование коллимированным источником, в других используется несколько линейных источников.

В последние годы все шире применяются гибридные ОФЭКТ/ КТ устройства, которые выполняют измерение трансмиссионного скана для определения поправки на ослабление в негомогенных областях.