4.2.1. Факторы пациента

Распределение конкретного РФП внутри пациента связана с его физиологией и анатомией, поэтому на набор данных ОФЭКТ оказывают влияние индивидуальные особенности пациентов. Размер тела пациента влияет на ослабление и рассеяние излучения. Биокинетика РФП в пациенте определяет усвоение РФП и временное распределение активности в различных органах. Непроизвольные движения, такие как дыхание и сердцебиение, и сознательные перемещения пациента во время набора данных могут приводить к возникновению артефактов и к неточности количественного определения распределений.

4.2.2. Физические факторы

Большинство фотонов, испускаемых введенными в пациента РФП, испытывает взаимодействие с биологическими тканями пациента. Часть фотонов при этом поглощается, часть испытывает рассеяние, в результате которого фотоны изменяют направление своего движения и теряют некоторую долю своей энергии (см. главу 6). Чем ниже энергия фотонов, тем больше вероятность взаимодействия. Для 140-кэВ фотонов ^99mTc коэффициент ослабления при исследованиях головного мозга равен ~ 4 , а при исследовании миокарда – ~ 5. Так как форма тела человека далека от цилиндрической, то ослабление и рассеяние излучения по разным направлениям существенно отличаются. Эти эффекты, если не проводится соответствующая коррекция, сильно ухудшают качество и точность изображений ОФЭКТ по причинам подробно рассмотренным в главе 6.

4.2.3. Технические факторы

Технические факторы также оказывают важное влияние на количественную ОФЭКТ. Они включают характеристики аппаратуры, параметры набора и обработки данных, методы реконструкции и процессинга изображений. Основное воздействие инструментария на количественную ОФЭКТ осуществляется через эффективность регистрации детекторов и пространственное разрешение системы. Эффективность регистрации определяет число зарегистрированных фотонов и флуктуации шума в изображении, что ограничивает точность и воспроизводимость количественной ОФЭКТ. Плохое пространственное разрешение не позволяет выявлять тонкую структуру и затрудняет разделение районов интереса.

В типичной системе ОФЭКТ определяющее влияние на эффективность регистрации и пространственное разрешение оказывает коллиматор детектора (см. главу 4). Особенно сложные проблемы возникают при получении изображений распределения РФП, меченных р/н, испускающих высокоэнергетичные фотоны. На рис. 7.16 показаны экспериментальные PSF коллиматоров с различной конструкцией для фотонов разных энергий. Из рисунка видно, что при использовании типового низкоэнергетического коллиматора для регистрации фотонов низких энергий эффекты рассеяния и прохождения излучения через коллиматор незначительные (рис.7.16,а). Если этот коллиматор применить при регистрации фотонов с высокой энергией, то будут сильно выражены эффекты рассеяния и прохождения фотонов через септу коллиматора. Использование для этих целей типового высокоэнергетического коллиматора только частично уменьшает эти эффекты (рис. 7.16,б).

Рис. 7.16. Экспериментальные функции отклика точечного источника (PSF) для разных коллиматоров, измеренные на расстоянии между источником и коллиматором, равном 10 см, для разных энергий источников: а) низкоэнергетический универсальный коллиматор корпорации "Дженерал электрик" (GE LEGP); б) универсальные коллиматоры для средних энергий корпорации "Дженерал электрик" (GE MEGP) и корпорации "Сименс" (Siemens ME); в) высокоэнергетичный универсальный коллиматор корпорации "Сименс" (Siemens HE) [10];

Другие технические факторы, включая мертвое время, энергетическое разрешение, однородность, линейность и ориентация системы ОФЭКТ также оказывают заметное влияние на качество и количественную точность изображений ОФЭКТ. Традиционные методы реконструкции изображений (см. главу 5), например метод фильтрованного обратного проецирования с компенсацией и без компенсации факторов, ухудшающих изображение, производят изображения, которые часто количественно неточны и содержат артефакты и искажения. Широко применяемые технология сглаживания, метод восстанавливающих фильтров и другие технологии процессинга изображений (например, оконная технология для дисплея) обеспечивают эстетически приятные изображения, подавляя шумы и артефакты изображения, однако они не улучшают количественную точность изображений ОФЭКТ [10]. Ниже на основе материалов работы [10] дается краткий обзор методов компенсации вредного влияния на количественную ОФЭКТ ослабления и рассеяния излучения и отклика коллиматора детектора. Методы представлены в порядке увеличения количественной точности.