NUKLERNA MEDICNA Prstroje na detekciu iarenia Scintilan detektor

NUKLEÁRNA MEDICÍNA Prístroje na detekciu žiarenia Scintilačný detektor gamakamery 01

Scintilačný detektor gamakamery Scintilačný detektor využíva vlastnosti niektorých látok scintilátorov, ktoré pri prechode fotónov ionizujúceho žiarenia vyvolávajú záblesky - scintilácie. 02

Scintilačný detektor gamakamery Detektor gamakamery 03

Scintilačný detektor gamakamery Konštrukčné usporiadanie detekčného systému gamakamery • • Kolimátor (môže/nemusí byť v prípade všetkých detektorov) Scintilačný kryštál (Na. I (Tl) iodid sodný aktivovaný táliom) Svetlovodič/Optický kontakt (zlepšenie optického kontaktu a prechodu svetla) Fotonásobiče (premena svetelného impulzu na elektrický signál) A/D konvertory (premena analógového signálu na signál digitálny) Amplitúdový analyzátor Polohové a sumačné obvody Počítač pre spracovanie obrazu 04

Scintilačný detektor gamakamery Princíp scintilačného detektora • • • Excitácia scintilátora fotónom gama Deexcitácia vzbudených atómov scintilátora Vypudenie svetelného fotónu pri deexcitácii Premena svetelného fotónu na elektrický impulz Zosilnenie elektrického impulzu Zaznamenanie a spracovanie (vyhodnotenie) elektrického impulzu počítačom 04

Scintilačný detektor gamakamery Scintilátor = scintilačný kryštál Je materiál/látka, ktorá pri prechode ionizujúceho žiarenia vyvoláva záblesky-scintilácie (detektory scintilačných kamier sú vyrábané z materiálu Na. I(Tl) iodid sodný aktivovaný táliom) Svetelný výťažok Je definovaný ako počet svetelných fotónov, pripadajúcich na jednotku energie žiarenia gama absorbovanej v scintilátore. Ak fotón o energii 100 ke. V vybudí 2000 -3000 svetelných fotónov, fotón s energiou 200 ke. V vybudí 4000 -6000 svetelných fotónov. Čím vyššiu má energiu fotón gama, pohltený v scintilátore, tým väčší svetelný záblesk vybudí. 05

Scintilačný detektor gamakamery Prechod fotónu gama scintilátorom Pri prechode fotónu gama scintilátorom môžu nastať deje: 1. 2. 3. Absorbcia fotónu gama-scintilácia Comptonov rozptyl, sekundárny fotón sa znovu rozptýli a pohltí sa pri fotoelektrickom jave. Všetka energia fotónu sa absorbuje v kryštáli. Comptonov rozptyl, sekundárny fotón unikne z kryštálu 4. Fotón opúšťa kryštál až po dvojnásobnom rozptyle 06

Scintilačný detektor gamakamery Obr. : Poškodenie studnicového kryštálu Na. I(Tl) – vznik farebného zákalu (vpravo) vplyvom porušenia hermetického obalu a pôsobením vlhkosti na tento typ kryštálu (tento typ kryštálov sa používa len pre in-vitro merania). 07

Scintilačný detektor gamakamery Premena svetelného fotónu na elektrický impulz Svetlovodič → Optický kontakt → Fotonásobič Svetlovodič sa používa ak je potrebné chrániť fotonásobič pred vplyvom teploty/silnými magnet. poľami, alebo ak sa prevádza scintilácia zo scintilátora s väčším priemerom na fotonásobič o menšom priemere. Na výrobu svetlovodičov sa používajú najčastejšie organické sklá (polymetyl metakrylát, kremenné sklo. . . ) Optický kontakt Aby sa predišlo nežiadúcim odrazom svetla, vkladá sa medzi detektor a čelo fotonásobiča vrstva materiálu-optický kontakt, ktorá týmto odrazom zabráni a zvedie svetlo k fotonásobiču. Najčastejšie sú to silikónové oleje a silikónové gély. 08

Scintilačný detektor gamakamery Fotonásobič je dôležitá súčiastka v scintilačnom detektore, ktorá zabezpečuje premenu svetelného signálu (svetelného záblesku, vzniknutého v scintilačnom kryštáli) na elektrický impulz. Skladá sa z častí: - fotokatóda - systém dynód - anóda Obr. : Schéma fotonásobiča 09

Scintilačný detektor gamakamery Obr. : Typy fotonásobičov 10

Scintilačný detektor gamakamery Mŕtva doba scintilačného detektora Mŕtva doba detektora, resp. jeho rozlišovacia doba je minimálny časový interval, ktorý uplynie od zaregistrovania jednej častice do okamihu, keď je detektor schopný registrovať ďalšiu časticu. Scintilácia v detektore musí odznieť, detektor sa musí deexcitovať. 11

Scintilačný detektor gamakamery Ďakujem za pozornosť! 12