Чувствительность. 
Ядерная медицина. 
Радионуклидная диагностика

Чувствительность ПЭТ-сканера определяется как число отсчетов в единицу времени на единицу активности и выражается в числе отсчетов в секунду на микрокюри (или мегабеккерель). Коммерческие поставщики дают эту величину в единицах объемной чувствительности (число отсчетов/(с • Бк)/см³). Чувствительность зависит от геометрической эффективности, эффективности регистрации детектора, амплитудного окна и мертвого времени детектора. Эти факторы обсуждались детально ранее для гамма-камеры. Однако геометрическую эффективность, учитывая специфическую конфигурацию ПЭТ-сканера, целесообразно рассмотреть повторно. Геометрическая эффективность зависит от расстояния d между источником и детектором, диаметра D кольца и числа колец п сканера. Увеличение расстояния d и диаметра D уменьшает телесный угол, под которым детектор видит источник, и таким образом, уменьшает геометрическую эффективность. С учетом этих факторов чувствительность можно выразить в виде следующей формулы [5]:

где Л — площадь детектора, видимая изображаемым точечным источником; в — эффективность детектора; /х — линейный коэффициент ослабления 511 кэВ фотонов в материале детектора; t — толщина детектора.

Чувствительность ПЭТ-сканера при 2-М наборе данных составляет — 0,2—0,5%, а при 3-М ~ 2—10%. Однако в последнем случае данные содержат большой процент случайных и рассеянных событий. Если рассмотреть отдельные виды совпадений, то в общей форме отдельные чувствительности для истинных (Т), рассеянных (Sc) и случайных ® событий совпадения пропорциональны.

где Z — аксиальная длина исследуемого объема; L — длина септы.

Энергетическое разрешение

Энергетическое разрешение определяет точность, с которой система может измерить энергию фотона. Для источника 511 кэВ фотонов идеальной была бы система с узким пиком, соответствующим поглощению энергии в 511 кэВ. Сцинтиллятор BGO имеет низкий световыход (шесть световых фотонов на кэВ поглощенной энергии), что приводит к статистической неопределенности при определении поглощенной в детекторе энергии. Существует два возможных способа определения энергетического разрешения ПЭТ-сканера: для одиночного события и события совпадения (т. е. для двух событий).

Энергетическое разрешение зависит также от геометрии измерения. На рис. 6.13 демонстрируется разрешения системы BGO томографа для одиночных фотонов в трех геометриях измерения. На рисунке видно увеличение событий в области низких энергий из-за рассеяния фотонов в плотной среде по сравнению с воздухом.

Для измерения энергетического разрешения в режиме совпадений обычно применяется шаговое перемещение по энергии узкого энергетического окна для тандема детекторов. Однако такая ситуация редко встречается на практике. Более полезным является изучение результата, когда один канал совпадений устанавливается на широкий энергетический интервал (например, 100—850 кэВ), а другой канал на узкое энергетическое окно, которое шагами перемещается по шкале энергии.

Такой способ позволяет детектирование, например, событий поглощения 511 кэВ в совпадении с событиями поглощения 300 кэВ, как это бывает на практике. Данный метод иллюстрируется на рис. 6.14, где полученное энергетическое разрешение при измерении линейного источника ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga, находящегося в воздухе, для сканера с BGO для линии 511 кэВ равно 20%. Этот результат похож на данные, полученные для спектра одиночных фотонов.

Рис. 6.13. Энергетический аппаратурный спектр одиночных фотонов в ПЭТ-системе с кристаллами BGO при измерении линейного источника 68Ge в воздухе, в водяном цилиндре диаметром 20 см и распределенного (по объему) в том же цилиндре раствора 18 °F. Энергетические разрешения для трех геометрий равны 16,4, 19,6 и 21,6% соответственно [3].

Рис. 6.14. Аппаратурный энергетический спектр истинных совпадений для линейного источника 68Ge/68Ga в воздухе [3].