Προσομοίωση και πειραματική αξιολόγηση ενισχυτικών βαθμίδων κάμερας σπινθηρομαστογραφίας
Simulation and experimental evaluation of front end electronics for scintimammography camera
Λέξεις-κλειδιά
Gamma camera ; Γάμμα κάμερα ; Σπινθηρομαστογραφία ; Scintimammography ; PSPMT ; Χωρικά ευαίσθητος φωτοπολλαπλασιαστής ; PET ; SPECT ; Positron emission tomography ; Τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων. ; Single photon emission computed tomography ; Μονοφωτονική υπολογιστική τομογραφία ; Πυρηνική ιατρική ; Nuclear imaging ; Hamamatsu R-3292Περίληψη
Η Ιατρική Απεικόνιση, αποτελεί έναν κρίσιμο τομέα της ιατρικής όπου γίνεται
αναπαραγωγή εικόνων από διάφορα μέρη του ανθρώπινου σώματος για
διαγνωστικούς και θεραπευτικούς σκοπούς. Η Ιατρική Απεικόνιση περιλαμβάνει μη
επεμβατικές εξετάσεις, οι οποίες επιτρέπουν στους γιατρούς να ανιχνεύσουν
τραυματισμούς και ασθένειες. Ένας κλάδος αυτής είναι η Πυρηνική Ιατρική η οποία
παρέχει διαγνωστικές και θεραπευτικές τεχνικές, χρησιμοποιώντας ραδιενεργές πηγές
(ραδιοφάρμακα) οι οποίες πρώτα εισάγονται στον ασθενή. Ειδικά σχεδιασμένες
κάμερες επιτρέπουν την παρακολούθηση της πορείας των ραδιενεργών ιχνηθετών.
Δύο από τις πιο διαδεδομένες μεθόδους απεικόνισης είναι η υπολογιστική
τομογραφία εκπομπής μονών φωτονίων (SPECT) και η τομογραφία εκπομπής
ποζιτρονίων (PET). Τα SPECT συστήματα παρέχουν τρισδιάστατες (τομογραφικές)
εικόνες της κατανομής των ραδιενεργών μορίων ιχνηθετών που έχουν εισαχθεί στο
σώμα του ασθενούς. Αυτά τα συστήματα διαθέτουν γ-κάμερες που μπορούν να
ανιχνεύσουν τις εκπομπές ακτίνων-γ από τους ιχνηθέτες που έχουν εισαχθεί στον
ασθενή. Οι σαρώσεις PET επίσης χρησιμοποιούν ραδιοφάρμακα για τη δημιουργία
τρισδιάστατων εικόνων. Κατά τις σαρώσεις απαιτείται η χρήση ραδιοφαρμάκων που
να εκπέμπουν ποζιτρόνια, σωματίδια ίδιας μάζας με τα ηλεκτρόνια αλλά αντίθετα
φορτισμένα, που εξαϋλώνονται όταν αλληλεπιδράσουν με τα ηλεκτρόνια. Κατά την
εξαΰλωση παράγονται φωτόνια ίδιας ενέργειας (511keV) και αντίθετης κατεύθυνσης,
τα οποία ανιχνεύονται και χρησιμοποιούνται για την δημιουργία των εικόνων.
Η παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε σε ένα πρότυπο απεικονιστικό
σύστημα τύπου γ-κάμερας μικρού πεδίου επίπεδης απεικόνισης (εξειδικευμένη γ-
κάμερα σπινθηρομαστογραφίας και απεικόνισης μικρών ζώων). Σκοπός της εργασίας
ήταν η βελτίωση των αναλογικών ηλεκτρονικών της εξειδικευμένης αυτής γ-κάμερας,
η συνολική μελέτη του ανιχνευτή αλλά και η διαδικασία που απαιτείται για την
δημιουργία της τελικής διαγνωστικής ιατρικής..
Αφού μελετήθηκαν τα ήδη υπάρχοντα αναλογικά κυκλώματα έγινε ο
σχεδιασμός για την αντικατάσταση των τεσσάρων ενισχυτών, αλλά και η βελτίωση
της αρχικής εικόνας που λαμβάνεται αλλάζοντας κατάλληλα τις αντιστάσεις στο
κύκλωμα αντιστάσεων. Τέλος αναλύεται η διαδικασία που απαιτείται και οι
διορθώσεις για την δημιουργία της τελικής και χρήσιμης διαγνωστικής εικόνας.
Περίληψη
Medical imaging is a crucial field in medicine where images of various parts
of the human body are produced for diagnostic and therapeutic purposes. Medical
imaging includes non-invasive tests that allow doctors to detect injuries and diseases.
One branch of this is Nuclear Medicine, which provides diagnostic and therapeutic
techniques using radioactive sources (radiopharmaceuticals) that are first introduced
into the patient. Specially designed cameras allow the tracking of the radioactive
tracers' pathway. Two of the most common imaging methods are Single Photon
Emission Computed Tomography (SPECT) and Positron Emission Tomography
(PET). SPECT systems provide three-dimensional (tomographic) images of the
distribution of radioactive tracer molecules that have been introduced into the patient's
body. These systems feature gamma cameras that can detect gamma-ray emissions
from the tracers introduced into the patient. PET scans also use radiopharmaceuticals
to create three-dimensional images. During the scans, radiopharmaceuticals that emit
positrons are required, which are particles of the same mass as electrons but
oppositely charged, and they annihilate upon interacting with electrons. During
annihilation, photons of the same energy (511 keV) and opposite direction are
produced, which are detected and used to create the images.
The present work was conducted on a prototype small-field flat imaging
system (specialized gamma camera for scintimammography and small animal
imaging). The purpose of the study was to improve the analog electronics of this
specialized gamma camera and to comprehensively study the detector and the process
required to create the final diagnostic medical image after various corrections needed.
After studying the existing types of analog circuits, a design was made to
replace the four amplifiers and improve the initial image obtained by appropriately
modifying the resistances in the resistance circuit. Finally, the process required to
create the final and useful image in nuclear medicine from the primary image was
studied. The thesis text analyzes all the modifications made to achieve the final result.
Αριθμός σελίδων
57Σχολή
Σχολή ΜηχανικώνΑκαδημαϊκό Τμήμα
Τμήμα Μηχανικών ΒιοϊατρικήςΓλώσσα
ΕλληνικάΣυλλογή
Εκτός από όπου επισημαίνεται κάτι διαφορετικό, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές