Erhöhung des Messsignals von Positronen-Strahlern in oberflächennahen Herden

Ziel/Aim:

Die Reichweite von Positronen liegt im Gewebe in der Größenordnung von Millimetern, in Luft bei Metern. Daher treten Annihilationen nach Positronen-Emission aus oberflächennahen Herden (z.B. Hautläsionen) gehäuft erst außerhalb des Gesichtsfeldes von PET-Scannern oder der Cerenkov-Lumineszenz-Bildgebung auf. Aus geometrischen Überlegungen entgehen deshalb bis zu 50% der Zerfälle dem Nachweis in der PET. Patentliteratur legt als Lösungsvorschlag Dekonvolutionsverfahren offen [1], die aber nicht das Problem beseitigen, dass nur wenige Ereignisse detektiert werden. Hier sollte ein Verfahren entwickelt werden, dass physikalisch die Rate detektierbarer Positronen erhöht.

Methodik/Methods:

Um emittierte Positronen nahe am Entstehungsort zu stoppen und die Annihilation im Scanner-Gesichtsfeld zu ermöglichen, wurden oberflächennahe Herde mit Absorber-Material abgedeckt. Für Phantom-Experimente wurden 6 mm durchmessende Scheiben Filterpapier auf 7,62 mm dickem Polyurethan als gewebeäquivalenter Unterlage getränkt mit jeweils 1,5 µl von F-18-Lösung (161 – 197 kBq). Die Zählrate im PET-Scanner (Biograph mCT40.S Flow TrueV, Siemens, Erlangen) wurde gemessen, und zwar mit und ohne abdeckendem Absorber in Gestalt eines 20,6 × 20,6 × 7,62 mm großen Konus aus Polyurethan mit einer < 0,1 mm dicken Klebeschicht (Bumpon™, SJ-5323, 3 M Deutschland GmbH).

Ergebnisse/Results:

Die im PET-Scanner gemessenen Ereignisraten aus oberflächennahen Herden wurden nach Abdeckung mit Absorber-Material im Mittel um 42,9% ± 1,4% erhöht.

Schlussfolgerungen/Conclusions:

Das Entkommen von Positronen aus oberflächennahen Herden vermindert man wirkungsvoll mit selbstklebenden Polyurethan-Stoppern. Auf diese Weise kann man bei der PET das Messsignal aus Hautläsionen wesentlich verbessern. Das Prinzips der Erhöhung der nachweisbaren Sekundärstrahlung durch das Stoppen von Positronen nahe am Entstehungsort ist grundsätzlich übertragbar auf die Cerenkov-Lumineszenz-Bildgebung.

Literatur/References:

[1] US-Patent 6,987,270 B2.