Detektory w medycynie nuklearnej

1
Detektory w medycynie nuklearnej
2007-11-23

Antoni Nassalski
2
Cel prac

• Granty
• BIOCARE Molecular Imaging for Biologically
  Optimized Cancer Therapy,
• EURITRACK EURopean Illicit TRAfficking
  Countermeasures Kit project,
• COMPAS, CERN,
• IAEA, Wieden.

• Photonis France,
• ICXT Germany,
• CTI USA,
• Saint-Gobain Crystals USA,
• Hitachi Japan,
• Scionix Holandia,
• Amcrys-H Ukraina.

Wspólpracujemy z
Antoni Nassalski - Detektory w medycynie
nuklearnej
3
BioCare

• Co to jest BioCare?
• PET detektor LSO szybki, jasny i wydajny,
• CT detektor CWO niski afterglow,
• Klasyczny skaner CT pracuje w trybie pradowym,
• szeroki zakres dynamiczny detektora 216 c/s,
• CT w trybie zliczen nie jest czuly na afterglow,
• maly zakres dynamiczny.

Antoni Nassalski - Detektory w medycynie
nuklearnej
4
Nasz wklad do projektu

• 2004-2005 Wybór scyntylatora do PET/CT
  skanera,
• Charakterystyka detektora
• szybki impuls,
• duza ilosc swiatla,
• wysoka gestosc i liczba atomowa,
• niski afterglow.
• Na podstawie pomiarów z fotopowielaczem (PMT)
• GSO niski afterglow, 3 razy wiekszy niz dla BGO,
• LaBr3 dobrze swieci, akceptowalny afterglow.

Antoni Nassalski - Detektory w medycynie
nuklearnej
5
Co mierzymy
Detektor PET/CT pracujacy w trybie zliczen i
trybie pradowym. 2006 LaBr3, LSO oraz LYSO
fotodioda lawinowa (APD).

• ilosc swiatla,
• nie-proporcjonalnosc swiatla w funkcji energii
  ?-rays,
• energetyczna i wewnetrzna zdolnosc rozdzielcza
  scyntylatorów,
• czasy zaniku impulsów swietlnych,
• czasowa zdolnosc rozdzielcza dla kwantów
  anihilacji 511 keV,
• afterglow krysztalów, naswietlonych
  promieniowaniem ? (60 keV z 241Am (13.9 GBq)).
• charakterystyke detektora w trybie PET,
  okreslenie zaleznosci liczby zliczen w funkcji
  sredniego pradu diody APD w detekcji X-ray.

Antoni Nassalski - Detektory w medycynie
nuklearnej
6
Tryb PET
Widmo energetyczne dla 22Na. Energetyczna
zdolnosc rozdzielcza LSO 12,
LaBr3 7.8.
Antoni Nassalski - Detektory w medycynie
nuklearnej
7
Tryb CT
Zaleznosc liczby zliczen w funkcji sredniego
pradu diody, lt 4x106 c/s detektor pracuje
efektywnie, gt 4x106 c/s czasy martwe
ograniczaja proporcjonalnosc detektora.
Antoni Nassalski - Detektory w medycynie
nuklearnej
8
Time of flight PET
Badania czasowej zdolnosci rozdzielczej LSO z PMT
XP20D0 dla PET z czasem przelotu (T. Szczesniak,
M. Moszynski, P. Lavoute)
Czasowa zdolnosc rozdzielcza 500 ps 7.5 cm,
Wiekszy kontrast (x 2), Krótszy czas badania
(x 2), lt .
Antoni Nassalski - Detektory w medycynie
nuklearnej
9
Czasowa zdolnosc rozdzielcza
Zsumowanie sygnalów z PMT poprawia czasowa
zdolnosc rozdzielcza
10
(No Transcript)
11
Wnioski

• LaBr3 lub LSO jako PET/CT detektor,
• Potrafimy rejestrowac dawke promieniowania X w
  obu trybach, pradowym i zliczeniowym,
• Potrafimy wyeliminowac niekorzystny wplyw
  afterglow dla niskich dawek poprzez tryb
  zliczeniowy, oraz zwiekszyc zakres dynamiczny,
  dla wysokich dawek, poprzez tryb pradowy,
• Liczenie poszczególnych X w trybie CT pozwala
  zmniejszyc o 3 rzedy wielkosci dawke, która
  pacjent jest naswietlany,

Antoni Nassalski - Detektory w medycynie
nuklearnej
12
Warszawa, 26.06.2007
Detektory w ochronie granic

• M. Moszynski, A. Nassalski, A. Syntfeld-Kazuch,
  T. Szczesniak, L. Swiderski, D. Wolski,
• T. Batsch, M. Gierlik
• Z-d Detektorów i Elektroniki Jadrowej, P-III
• Instytut Problemów Jadrowych, Swierk

13
Grant IAEAnowe detektory w kontroli granic

• Badano
• LaCl3 LaBr3
• CdWO4 CaWO4
• 6LiI(Eu)
• LaBr3 widmo kwantów gamma ze zródla 137Cs

Marek Moszynski marek_at_ipj.gov.pl
14
Grant IAEAnowe detektory w kontroli granic
6LiI(Eu) detektor neutronów termicznych
6Li n ? a 3H (Q 4.8MeV)
Agnieszka Syntfeld-Kazuch syntfeld_at_ipj.gov.pl
15
Grant stosowany KBNnowe techniki detekcji
neutronów
BC523A detektor neutronów termicznych i predkich
10B n ? a 7Li (Q 2.3MeV) ? (E 482keV)

• ciekle scyntylatory z 10B do detekcji neutronów

Lukasz Swiderski l.swiderski_at_ipj.gov.pl Dariusz
Wolski darekw_at_ipj.gov.pl
16
EURITRACKEURopean Illicit TRAfficking
Countermeasures Kit

• 95 swiatowego transportu odbywa sie droga morska
  
• najwieksze porty kontenerowe na swiecie
• 1st Hong Kong
• 18.1 MillionsTEU/y
• 2nd Singapore
• 17.0 MTEU/y
• 5th Rotterdam
• 6.2 MTEU/y
• Le Havre
• 1.5 MTEU/y

2004 - 2007
TEU/y Twenty Equivalent Feet Unit per Year
17
EURITRACKTNIS Tagged Neutron Inspection System
18
EURITRACK

• testy detektorów gamma
• BGO najlepszy, ale...
• ... NaI(Tl) duzo tanszy

Michal Gierlik m.gierlik_at_ipj.gov.pl
19
EURITRACKdyskryminacja n/? w cieklym
scyntylatorze
BC501A XP4512B
Dariusz Wolski darekw_at_ipj.gov.pl
20
EURITRACK kolimatory detektorów gamma
kolimator zestawu transmisyjnego
kolimator zestawu górnego (5000 kg)
21
ICx Technologies (d. Target), Solingen, Niemcy

• spectrum identiFINDER
• w oparciu o NaI(Tl)
• 7.0 - 7.5 _at_ 662 keV
• nowe opracowanie oparte o LaBr3 z udzialem IPJ
• 2.7 - 3.5 _at_ 662 keV
• testy nowych scyntylatorów
• i fotodetektorów

22
ICx Technologies (d. Target), Solingen, Niemcy
stabilnosc termiczna LaBr3
polozenie fotopiku dla zródla 137Cs (662 keV)
zmienia sie z temperatura, ale...
...liczba fotoelektronów stala w funkcji
temperatury!!!
23
NUMADENUclear MAterial DEtectionwykrywanie
materialów rozszczepialnych przy pomocy
fotoaktywacji

• sklad konsorcjum
• CEA, Francja
• ENEA, Wlochy
• GSI, Niemcy
• THALES, Francja
• S. de Compostela University, Hiszpania
• Institute of Physics, Litwa
• INFN, Wlochy
• SeT, Wlochy
• NRG, Holandia
• IPJ, Polska
• IBA, Belgia

2008 - 2010
24
IEEE NSS-MIC 2005 Puerto Rico
25
IEEE NSS-MIC 2006 San Diego
IEEE NSS-MIC 2006 San Diego
26
Inorganic Scintillators and their Applications
SCINT 2007 Winston Salem
27
IEEE NSS-MIC 2007 Honolulu ?
IEEE NSS-MIC 2007 Honolulu ?