核醫儀器及物理原理

偵測器

  • Extrinsic efficiency
    • 代表從source到detector中的影響,基本上與距離平方成正比
  • Intrinsic efficiency
    • 代表放射線粒子與detector作用的效率。
    • 影響因素
      • 放射線粒子的能量
      • 放射線粒子的種類
      • Detector的材質與厚度
  • 相較Nonparalyzable,Paralyzable的detector會有Dead time的問題。若dead time為4µs,代表每素最多可測到250,000 countes。
  • 常見的偵測器有三種
    • Gas detector
    • Scintillator
    • Semiconductor
  • Gas detector
    • 常用於偵測汙染或是檢查放射線物質的包裝完整性。
    • 因為空氣的密度小,故敏感度不高,不適合用於攝影。
    • Pulse mode會偵測單次的事件。
    • Current mode,用電流代表時間內的事件平均數。
    • 從電壓低到高有三種常見工作區域
      • Ionization chamber region
      • Proportional counter region
      • Geiger-Muller region
    • Ionization chamber region通常是current mode,用在dose calibrator上。
    • Geiger-Muller region相較Ionization可以用在較低activity的環境。
    • Proportional counter通常是pulse mode,醫學用途較少。
  • Scintillation
    • 傳統核醫使用NaI晶體
    • 較新的LSO(lutetium oxyorthsilicate)、LYSO(Lutetium-yttrium oxyorthosilicate)會用在PET。
    • 非造影用scintillator
      • well counter
        • 與dose calibrator不同,測量放射物質的包裝完整
        • 病人注射Tc-99m DTPA,抽血測量放射線推算eGFR
        • 測量範圍小於1µCi。與dose callibrator使用情境不同,一般使用dose calibrator,大約是mCi的範圍。
      • thyroid probe
  • 半導體
    • CZT解析度可到2.5mm,相較傳統機器的5-6mm。
    • GeLi(Lithium-drifted Germanium)的energy resolution可以到1%,相較NaI的10%,但需要在低溫下運作以避免雜訊產生。
    • CdTe (Cadmium Telluride)、CZT(Cadmium Zinc Telluride),兩者皆可以在室溫運作,但energy resolution是5%。
  • Tc-99m的主要能峰是140keV,往下會有一個Iodine escape能峰,是因為K層電子與L層差異24keV。再往下會有一個Back-scatter的peak,代表撞到鉛屏蔽的反射。 再往下是Compton edge,代表是光子180度反射,剩下Compton電子的能量。

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核子醫學-甲狀腺

  • I-131
    • 有beta射線,可用於治療
    • 也可用於RAIU (Radiation iodine update)
    • γ-ray 364KeV可用於Whole body scan,但radiation dose較高易造成star artifact,且易造成thyroid stunning (>2-4mCi)
    • 不適合thyroid scan,因為有beta射線,易thyroid stunning
    • 半衰期8天
    • 較易偵substernal goiter,有的地方先做I-123 scan看不到subternal goiter再做I-131 scan(50μCi)
    • Whole body scan 2(1.5-4) mCi
    • 治療Graves’ disease 5-15mCi,toxic nodule 20-30 mCi, ablation 30-150 mCi(>30需隔離)
    • RAIU 5-10 μCi
  • I-123
    • Thyroid scan+RAIU 200-400μCi
    • Whole body scan 1.5-2 mCi
  • Tc-99m sodium pertechnetate
    • 替代選擇
    • 因radiation dose較低,常用在小孩
    • 亦用在診斷Mechkel’s diverticulum, salivary gland
    • thyroid scan 6mCi (2-10)
  • Thyrotoxicosis
    • RAIU ↑: Hashimoto, Graves’ disease
    • RAIU -: Antithyroid drugs: propylthiouracil, Methimazole
    • RAIU ↓: Subacute thyroiditis: thyrotoxic phase, 人工 (Thyrotoxicosis Factitia), Antihyroid drugs, Struma ovarii
  • Hypothyroid
    • RAIU ↑: Hashimoto
    • RAIU -: Hashimoto, subacute thyroiditis (recovery phase)
    • RAIU ↓: hypothyroidism
  • Euthyroid
    • RAIU ↑: Rebound after antithyroid drug withdrawal , Compensated dyshormonogenesis
    • RAIU ↓: Decompensated dyshormonogenesis