a GAMMA Mûszaki Rt 1119 Bp. Fehérvári út 89.
^bJATE Informatikai Tanszék 6720 Szeged Árpád tér 2.
^cJATE Számítóközpont 6720 Szeged Árpád tér 2.
^dSOTE I. Belklinika Izotóp Laboratórium 1083 Bp. Korányi u 2a.

A non-invazív, in-vivo képalkotó diagnosztikai eljárás a Röntgen sugárzás felfedezésével és annak orvos-biológiai alkalmazásával kezdõdött 100 évvel ezelõtt. Az azóta eltelt idõben számos más képalkotó eljárás (ultrahang, NMR..) is elterjedt a napi klinikai gyakorlatban. Ezen módszerek a vizsgáit szervben történt elváltozásokról adnak képi információt, de az ott lezajló biokémiai folyamatokról nem vagy csak nagyon kis mértékben. Az egyes szervek in-vivo biokémiai folyamatainak nyomkövetési módszerét radioaktív sugárzó anyag segítségével Hevessy György alkalmazta elõször. A vizsgált szerv izotópeloszlás térképét s annak gyors idõbeli megváltozását leképezõ s képszerû formában történõ megjelenítését megvalósító eszközök a nukleáris képalkotó berendezések - gamma kamera (2D), SPECT (3D), PET (3D)-, amelyek mind morfológia mind funkcionális információt szolgáltatnak [1]. A jó képalkotás (jel/zaj viszony és térbeli felbontóképesség) kulcsa egyrészt a szervszelektivitást biztosító radiopharmakon, valamint a pharmakonhoz kémiailag kötött gamma sugárzó anyag (mint nyomkövetõ izotóp) térbeli detektálását megvalósító pozicióérzékeny és energiaszelektív szcintillációs [NaI(Tl)] detektor rendszer. E detektor rendszer a sugárzó tér egy pontjából kiinduló sugárzás helyét - pozícióérzékenység - dekódolja az elõre kiválasztott energiatartományban - energiaszelektivitás - az Anger-elv alapján [1], [3]. A teljes leképezõ rendszer instrinsic fizikai paraméterei mint a térbeli és energia felbontóképesség a detektor kialakítás, az elektronikus jelfeldolgozás, és a pozícióbecslõ algoritmus oldaláról befolyásolhatók [2]. A detektor kialakítás szempontjából a klinikum részérõl olyan igény jelentkezik, hogy a 60keV-500keV energia tartományban megfelelõ érzékenységû detektor álljon rendelkezésre. Ez behatárolja, hogy egy adott vastagságnál (9.5mm) kisebb NaITI kristály nem használható. A detektor kialakításánál nem marad más mint a kölcsönhatás során keletkezõ szcintillációs fény minél jobb hasznosítása. Ez a NaITI kristály felületkezelése és a szcintillációs fény a fénydetektorokhoz való minél jobb optikai csatolása révén valósítható meg [2], [3]. Egy megépített detektor - MDRF (Mean Detector Response Function) - detektor válasz függvényében a még megmaradó hibák mint az energia helyfüggése és az MDRF nemlinearitása korrekciós eljárások bevezetését teszi szükségessé a minél jobb energiaszelektivitás és pozícióbecslés elérése érdekében. Ezen korrekciók - energia korrekció, linearitás korrekció - az energia és a koordináta információt hordozójelek digitali2,lásával (l2bit) egy gyors on-line mûködõ DSP-n (DigitalSignal Processor) keresztül valósul meg. A teljes elektronikus jelfeldolgozás, pozícióbecslés, korrekciók 4-Ssec alatt végrehajtódnak, amely 150kcps jelfeldolgozási sebességet tesz lehetõvé. A referencia adatok felvétele etalon forrással (Co57, Tc99) és geometriai pontfantommal való kalibrálással történik elegendõ számú esemény megfigyelése alapján - [1]. Létezik még egy a teljes leképezõ rendszerre vonatkozó fizikai paraméter a homogén aktivitás eloszlásra adott válasz függvény, az inhomogenitás, amely egy újabb leképezõ elem, a kollimátor hibáját is magába foglalhatja. A homogenitás korrekció mûvelete is kalibráció után a DSP-n keresztül on-line módon hajtható végre. Az így felépített, Anger elven mûködõ és a klinikai gyakorlatban is használt DigiCam® - a GAMMA Mûszaki Rt által fejlesztett digitális detektor rendszer instrinsic térbeli felbontóképessége rács-fantommal mérve eléri a ~2.3mm-t (FWHVM~4.2mm) a 380mm átmérõjû kerek, és 440mm*400mm négyszögletes látómezõn belül 10.5-11%-os energia felbontóképességgel a Tc99m 14lkeV-os fotocsúcsán. Ezzel a klinikai gyakorlatban a szükséges planáris (2D) és SPECT (3D) vizsgálatok (csont, szív, agy, máj...) jó felbontóképességgel (6-9mm) és reprodukálhatósággal (<4%) hajthatók végre. A DigiCarn® fizikai, és klinikai paramétereinek ellenõrzése a különbözõ nemzetközi teszt mérésekkel is megtörtént (WHO, MayoClinic...). A MayoClinic 3D szívfantomján (mely számunkra egy "fekete doboz" volt) már az 5% defektust is biztosan kimutatta a rendszer, és a teljes QC. (Quality Control) mérési sorozat reprodukálhatósága <1 %-ra adódott. Nemzetközi és hazai tapasztalatok alapján további kutatásaink, fejlesztéseink már arra irányulnak, hogy az általános célú berendezések mellett célirányú, azaz adott szervre optimalizált geometriai elrendezésû detektorrendszert alakítsunk ki. Igen jó klinikai tapasztalataink vannak már a gyakorlatban is használt pajzsmirigy és szívkameráról. Az USA-ban részese voltam azon kutató csoportnak (Wei Chang és munkatársai), amely megalkotta annak a speciális hengerszimmetrikus detektorrendszernek a kísérleti típusát, mely a jövõ funkcionális agykutatás egyik fontos eszköze lehet (2-3mm térbeli felbontóképesség a rutin diagnosztika számára)[4].

[1] Kári Béla, Radioaktív y bomlás térbeli detektálása és képszerû rögzítésének fizikai alapelve. A post-graduális bio-mérnökök számára készült Biofizika jegyzet megfelelõ fejezete. BME és SOTE FEFA pályázat/ Budapest 1995

[2] Jerzy Pawlowsky, Bela Kari, Yinong Liu, and Wei Chang, Bar-detector with extended field of view for a modular spect system. teee Transactions On Nuclear Science, Vo1.40.No4. 1130-1133,1993 3.

[3]Yinong Líu, Wei Chang and Bela Kari, Designlng position sensitive NaI(T1) bar-detectors with an empirical model, IEEE Transactions On Nuclear Science, Vo1.40.No4. 1008-101 l. 1993 4.

[4] Wie Chang, Jingai Lui and Bela Kari, A new modular detektor for a cylindrical brain spect system. IEEE Transaction On Nuclear Science, Vo1.4l.No4. 1489-1493. 1994