Gamma camera

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La Gamma camera è l'apparecchiatura utilizzata in medicina nucleare, per l'acquisizione delle immagini scintigrafiche. Queste ultime altro non sono che la distribuzione, nel corpo umano, dei radiofarmaci usati per la diagnosi.

[modifica] Descrizione

È costituita da due elementi fondamentali: il collimatore e un sistema di localizzazione fotonica. Il "collimatore" è costituito da una lastra di materiale assorbente (solitamente piombo) in cui sono praticati dei canali paralleli tra loro e disposti con il proprio asse perpendicolare al piano della lastra. In tal modo, possono passare attraverso i fori esclusivamente i raggi che si muovono nella direzione perpendicolare alla lastra, mentre i restanti verranno assorbiti.

La larghezza e la lunghezza dei fori determina la definizione dell'immagine: il diametro dei canali è la misura della risoluzione trasversale del sistema.

Geometrie dei collimatori:

• PARALLEL-HOLE è costituita di fori paralleli e perpendicolari al cristallo. Proietta immagini delle reali dimensioni del paziente.

• CONVERGING-HOLE è dotata di fori convergenti.

• DIVERGING-HOLE ha fori divergenti e permette di aumentare il campo di vista del cristallo. L'unico difetto è costituito dal fattore di ingrandimento e dal fatto che la risoluzione spaziale cambi a seconda della struttura in esame.

• PIN-HOLE ingrandisce l'immagine acquisita, utile nella diagnostica di piccoli organi come la tiroide.

Dopo il collimatore, vi è un rilevatore di scintillazione che converte i raggi in scintille di bassa intensità; queste scintille sono rilevate poi da sensori ad alta sensibilità detti "fotomoltiplicatori" che costituiscono il sistema di localizzazione fotonica e che restituiscono in uscita un fascio di elettroni di numero variabile. Le scintille vengono rilevate dal sensore anche se non perfettamente centrate su di esso, e questo conferisce un difetto di linearità spaziale al sistema.

Il rilevatore viene comunemente chiamato cristallo. Solitamente ha una struttura di Ioduro di sodio attivato al Tallio. Il cristallo è molto sensibile all'umidità e dev'essere per tal motivo protetto da uno strato di alluminio.

[modifica] Funzionamento

I raggi gamma entrano nel cristallo, seguono una serie di interazioni Compton. L'energia gamma viene trasmessa a un elettrone tramite energia cinetica. Attraverso impurezze del Tallio si generano lampi di luce prodotti in sequenza, che sono però troppo rapidi e vengono perciò letti come un solo grosso lampo di luce.

Tali lampi vengono letti e codificati dal Fotomoltiplicatore. Essi sono accoppiati tra loro e legati alla parte posteriore del cristallo. Sono costituiti dal "fotocatodo" e dalla "catena di dinodi". Il fotocatodo trasforma il lampo in elettroni. I dinodi sono posizionati in serie e hanno la funzione di moltiplicare il segnale. Gli elettroni del 1° dinodo sono accelerati verso il 2°, dove producono un'emissione secondaria, questi vengono accelerati verso il 3° e così via. Si produce così una cascata di elettroni che vengono trattati come impulsi di corrente elettrica.

[modifica] Utilizzo

Il paziente radioattivo viene posto sul lettino al di sotto della gamma camera. I gamma in uscita dopo aver attraversato il collimatore sono convertiti in scintille di luce rilevate dal fotomoltiplicatore. Un insieme di circuiti permette di rigettare i segnali che non sono all'interno della finestra prescelta, eliminando così i Compton che non interessano.

Tale strumento è utilizzato nei sistemi di "imaging" per applicazioni diagnostiche, come la PET, SPECT e scintigrafie convenzionali.