Введение. 
Позитронно-эмиссионная томография

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) — новейший диагностический метод, в котором изображения получаются за счет излучения позитронов. Позитроны — элементарные положительно заряженные частицы, которые испускаются радиоактивным веществом, используемым при исследовании. На заре возникновения позитронно-эмиссионную томография применяли в кардиологии, однако в настоящее время ПЭТ гораздо чаще используют для диагностики раковых заболеваний.

Позитронная томография также играет важную роль в неврологии. Появление современных радиофармпрепаратов позволило уменьшить лучевую нагрузку на организм больного и расширить клиническое применение позитронной томографии. Все крупные производители медицинского диагностического оборудование разработали и выпускают позитронно-эмиссионный томографы, комбинированные с компьютерными томографами, что позволяют за одно исследование получать функциональные данные (позитронно-эмиссионные томографические изображения) и анатомические данные (компьютерные томографические изображения).

томография радиофармпрепарат сканирование.

Краткая история развития ПЭТ

В основу первых конструкторских разработок ПЭТ-сканеров в начале 60-х годов был положен опыт гамма-сцинтиграфии и однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ). Первые сканеры были созданы на основе сдвоенных детекторных головок гамма-камер, поворачивающихся на 180° относительно тела пациента, и были предназначены для исследований головного мозга. В этих камерах использовалась методика детектирования совпадений, однако их возможности были ограничены получением лишь двумерных планарных изображений. ПЭТ-сканеры, построенные по простой в исполнении ротационной схеме, были способны вести одновременно сбор информации по многим срезам. Однако временные ограничения, связанные с поворотом гантри на 180°, не позволяли таким ПЭТ-сканерам регистрировать быстропротекающие процессы, что обусловливало их непригодность для проведения динамических ПЭТ-исследований.

В 1976 г. для проведения динамических ПЭТ-исследований была сконструирована камера, состоящая из трех противоположно установленных пар детекторов, образующих шестиугольник, что позволило снизить угол поворота гантри до 60°. При проведении ПЭТ с такой камерой успешно использовался алгоритм реконструкции, названный обратным проецированием фильтрованных проекций, для исследований головного мозга, сердца, печени и костей. В 80-х годах метод ПЭТ уже позволял регистрировать и визуализировать трехмерные распределения РФП в теле человека, а разработанная конструкция со схемой совпадений кристаллкристалл, стала базисом для разработки первого серийно выпускаемого ПЭТ-сканера ЕСАТ.

Тем не менее, быстродействие многоугольных камер оставалось недостаточным для проведения целого ряда динамических исследований. Поэтому закономерным стал переход к кольцевой схеме ПЭТ, предложенной Phelps в 1983 г. Кольцевая компоновка детекторов была призвана обеспечить максимальную геометрическую эффективность, получение томограмм без механического перемещения детекторов, большую плотность их упаковки и высокое быстродействие.

Долгое время единственным сцинтиллятором, используемым для ПЭТ-детектирования, оставался йодид натрия NaI (Tl), на основе которого и был создан первый ПЭТ-сканер. В начале 80-х были разработаны кристаллы германата висмута Bi4Ge3O12 (BGO) и ортосиликата гадолиния — Gd2SiO5: Ce (GSO). Кристалл BGO доминировал в качестве основного материала для ПЭТ вплоть до 2000 г. В начале 90-х годов стал доступным для применения в ПЭТтехнологии кристалл ортосиликата лютеция Lu2SiO5: Ce (LSO), но первый ПЭТ-сканер на его основе был создан лишь в 2001 г. Другими важными шагами развития ПЭТ-технологии явились разработки конструкций детекторов в виде блока, состоящего из модулей детектирующих элементов (1984г.), а также в виде криволинейной матрицы из кристаллов GSO, фиксированных на непрерывном световоде (2001 г.).

В 90-х годах появилась возможность совмещения ПЭТи КТизображений для получения анатомно-физиологической информации. Первый совмещенный ПЭТ/КТ-сканер, предназначенный для проведения клинических исследований, был произведен в 1998 г., а его серийный выпуск начался в 2001 г. В настоящее время доля производимых совмещенных ПЭТ/КТ-сканеров составляет 65% от общего числа всех стандартных ПЭТ-систем, а в будущем ожидается ее рост до 95%.

К основным направлениям развития технических средств ПЭТ за последние 15−20 лет следует отнести:

• · расширение порта (отверстия гантри) сканера для перехода от исследований отдельных органов (например, головного мозга) к исследованиям всего тела;
• · переход от двумерного (2D) к трехмерному (3D) режиму измерений;
• · увеличение количества детектирующих элементов в детекторных сборках;
• · совершенствование системной конструкции детекторов;
• · увеличение скорости обработки электронных сигналов;
• · разработка соответствующей уровню развития ПЭТ компьютерной базы и программного обеспечения;
• · разработка новых детекторных материалов.

Результатом такого развития явилось непрерывное улучшение качества получаемых ПЭТ-изображений, что имеет существенное значение для повышения эффективности, в частности, онкологических исследований. При этом усилия разработчиков аппаратуры и программного обеспечения для ПЭТ были направлены на решение главной задачи — повышения точности и надежности метода ПЭТ — путем разработки новых совершённых систем сбора и обработки информации и РФП с повышенной тканеспецифичностьюТканеспецифичность — комплекс факторов, позволяющий регулировать функции только тех органов и систем, которые являются объектом исследования.