Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-3841
Schramm, Nils
Entwicklung eines hochauflösenden Einzelphotonen-Tomographen für kleine Objekte
142 S., 2001
Die Einzelphotonen-Emissionstomographie (SPECT) ist eine Methode zur (semi-) quantitativen Darstellung der räumlichen Verteilung eines inkorporierten Radiopharmakons. In der Human-medizin wird die SPECT primär zur Funktionsdiagnostik und zur Therapiekontrolle eingesetzt. Ein weiteres interessantes Anwendungsgebiet der Methode sind In-vivo-Untersuchungen von Stoffwechselvorgängen in kleineren Labortieren, welche z.B. bei der Entwicklung neuer Pharmaka von großem Nutzen sein können. Mit einer tomographischen Auflösung von 7 bis 9mm sind klinische SPECT-Systeme für solche Fragestellungen nur bedingt geeignet. Daher wurde im Rahmen dieser Arbeit ein hochauflösender Einzelphotonen-Tomograph für die Untersuchung kleiner Objekte entwickelt. Dieser Tomograph besitzt ein räumliches Auflösungsvermögen von maximal 1.6mm. Die vorliegende Arbeit beschreibt den Aufbau und die Optimierung des Detektorsystems sowie die Entwicklung geeigneter Detektorkalibrierungen. Des weiteren befaßt sie sich mit der Implementierung der tomographischen Rekonstruktionsverfahren und deren Evaluierung anhand simulierter und gemessener Phantomdaten. Außerdem werden die planaren und die tomographischen Abbildungscharakteristika des neuentwickelten Detektorsystems bestimmt, und es wird ein erster routinetauglicher Prototyp vorgestellt.
The Single Photon Emission Computer Tomography (SPECT) is a method to (semi-) quantitatively measure the spatial distribution of a radioactive tracer within the human body. In nuclear medicine SPECT is mainly used for therapy control and to perform functional diagnostics of specific organs. Another interesting application of SPECT is the in-vivo examination of the metabolism of small laboratory animals, which for instance are important in pharmacological drug development. However, clinical SPECT systems, which typically have a spatial resolution of 7mm or worse, are not suitable for the imaging of small animals. Therefore, we have developed a high resolution SPECT for small objects offering a maximum tomographical resolution of 1.6mm. The present work describes the composition and the optimization of the detector system and the development of appropriate detector calibrations. Moreover, it covers the implementation of the tomographical reconstruction algorithms and their evaluation by means of simulated and measured phantom data. Furthermore, the planar and tomographical imaging characteristics of the system are determined. Finally, a prototype of a high resolution SPECT system is presented.
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