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Institut für Neurowissenschaften und Medizin
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PET-Detektor Technologie

PET-Detektor Technologie

Hinter der modernen PET (Positronen-Emissions-Tomographie) verbirgt sich eine Fülle an neuen technologischen Entwicklungen. Darunter zählen die Aspekte des effizienten Nachweises hochenergetischer Photonen (Energien zwischen 50 und 700 keV) mittels Szintillationskristalle (LSO, LYSO, GSO), Erfassen des Szintillationslichts durch geeignete Halbleiterdetektoren (APD, SiPM ) und der Verarbeitung der elektrischen Impulse durch schnelle Elektronik in möglichst kompakter Bauweise, bei gleichzeitig reduzierter Wärmeentwicklung.

Monolithischer SzintillationskristallDarstellung eines monolithischen Szintillationskristalls aufgesetzt auf eine Photodiode (SiPM) bestehend aus 4x4 quadratischen lichtempfindlichen Flächen.


Im Rahmen der Hybridbildgebung (MR-PET) ist es ferner erforderlich, dass die Detektoren inklusive der dazugehörigen Elektronik in starken Magnetfelder mit sehr schnell wechselnden Gradienten eingesetzt werden können. Dies bedeutet, dass sie zum einen ihre Funktion aufrechterhalten, zu andern das jeweilig andere Verfahren (MRT) nicht stören.

Simulation bildgebender Verfahren und Geräte in der Medizin

Die Simulation medizinischer Geräte und Verfahren hat sich in den letzten Jahren als wesentliche Stütze bei der Fortentwicklung der Detektoren an sich, aber auch deren Konfiguration in komplexe Systeme bewährt. Weiterhin gilt die Simulation immer mehr auch als Basis für die Entwicklung neuartiger, schneller Rekonstruktionsverfahren. Dank der Verfügbarkeit immer leistungsfähigerer Rechner lassen sich heutzutage auch sehr komplexe Systeme unter verschiedenen Aspekten als Gesamtheit simulieren. Dies bezieht sich auf die genaue Berücksichtigung der physikalischen Effekte, besonders der Wechselwirkung der hochenergetischen Photonen mit den umgebenden Materialien, aber auch auf die Erfassung der Verteilung des Szintillationslichts in den Kristallen.
Im Rahmen der derzeitigen Arbeiten wird das Programmpaket GATE, entwickelt von der „OpenGATE Collaboration“ (http://www.opengatecollaboration.org/) auf der Basis des GEANT4 (CERN) (http://geant4.web.cern.ch/geant4/), benutzt. Es zeichnet sich durch genaue Behandlung der physikalischen Effekte aus und wurde speziell auf die Bildgebung mit SPECT und PET abgestimmt, mittlerweile aber erweitert um Aspekte Strahlentherapie und der Röntgen-CT.

Detektorkonfiguration für PETSeitliche Ansicht einer Detektorkonfiguration für ein sehr kompaktes PET. Die grünen Linien stellen die Wege der Gammas, die aus der Quelle, umhüllt von einem Phantom (weiß) stammen und im Detektor/Kristall (rot) einer Wechselwirkung unterliegen.

Zusatzinformationen

PET-Detektor Technologie

Leiter der Arbeitsgruppe

Prof. Dr. U. Pietrzyk

Gebäude: 15.9, Raum: 204

Tel.:  +49-2461-61-4763
Fax: +49-2461-61-2820
u.pietrzyk@fz-juelich.de

Adresse

Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM-4)
Forschungszentrum Jülich
52425 Jülich
Gebäude: 15.2


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