Tomografo

I moderni tomografi sono forniti di numerosi rivelatori (nella maggior parte dei tomografi tali rivelatori sono costituiti da bismuto germanato) sistemati ad anello (full-ring scanner); più anelli sono connessi tra loro costituendo un campo di vista cilindrico (di circa 15 cm), all'interno del quale viene posta la regione corporea da esaminare. Lo scorrimento del lettino sul quale è posizionato il paziente rende possibili acquisizioni del corpo intero. Nelle acquisizioni 2D, la presenza di setti di tungsteno permette la collimazione dei fotoni emergenti lungo la linea di rivelazione dei rivelatori contrapposti, all'interno di ciascun anello. Questo determina un incremento di risoluzione spaziale (che nei tomografi attuali è intorno ai 4 mm), a detrimento tuttavia della statistica di conteggio. Viceversa, nella tecnologia 3D la rimozione dei setti rende possibile la rivelazione di eventi anche tra rivelatori appartenenti ad anelli diversi, ottenendosi un notevole incremento della sensibilità del tomografo. Gli eventi registrati lungo ciascuna linea di risposta vengono successivamente organizzati in sinogrammi per la ricostruzione tomografica, mediante retroproiezione filtrata o ricostruzione iterativa. Gli algoritmi di elaborazione dei dati acquisiti sono molto complessi e richiedono un continuo controllo di qualità e l'applicazione di fattori di correzione. Esistono infatti limiti fisici intrinseci alla strumentazione PET che necessitano di opportune correzioni matematiche.

Figura: Rappresentazione schematica di un tomografo PET. I cristalli di rivelazione sono disposti ad anello intorno al campo di vista nel quale viene posizionata la regione corporea da esaminare. Propagandosi alla velocità della luce, ogni coppia di fotoni gamma colpisce nello stesso istante due rivelatori posti in due punti diversi dell'anello di rilevazione. L'intersecarsi delle diverse linee che uniscono ogni coppia di rivelatori così attivati è la base per la ricostruzione tomografica della fonte di emissione. Esistono tuttavia fenomeni ''parassiti'' che possono alterare la definizione delle immagini tomografiche così ricostruite; le diverse linee all'interno dell'anello rappresentato a sinistra (1a-1b, 2a-2b, 3a-3b) indicano le diverse circostanze che possono verificarsi nel processo dei rivelatori in coincidenza. Nello schema a destra è invece rappresentato il sistema di trasmissione e di rilevazione dei fotoni gamma (o X) di idonea energia emessi da sorgenti esterne al corpo del paziente, utilizzato per correggere i dati di emissione radioattiva all'interno del corpo per l'attenuazione subita nell'attraversare i vari tessuti (come pure l'aria) interposti fra il punto di emissione e il sistema di rivelatori.

I tomografi PET hanno una capacità produttiva relativamente limitata, in quanto l'esecuzione di un esame PET total body richiede mediamente un tempo compreso fra 30 e 50 minuti. Per garantire una qualità ottimale delle immagini, è necessario acquisire immagini emissive della durata di 4-5 minuti per lettino, per un totale di 6-7 lettini, ed immagini trasmissive, utilizzando una sorgente radionuclidica di Germanio-68 emittente di positroni o di Cesio-137 emittente gamma, che richiedono 2-3 minuti per lettino. L'acquisizione di immagini trasmissive rende possibile l'effettuazione della correzione per l'attenuazione delle immagini emissive e questo comporta un notevole ed irrinunciabile miglioramento della qualità delle immagini ma anche la possibilità di eseguire un'analisi semiquantitativa dell'entità della fissazione del radiofarmaco a livello dei tessuti, attraverso la determinazione del SUV (Standard Uptake Value)².