Basics of PET Imaging (eBook, PDF)
Physics, Chemistry, and Regulations
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ofeachchapter,asappropriate,tore?ectthechangesincontents. IthankmycolleaguesattheClevelandClinicFoundationfortheirsupport in manywaysand Mrs. DianeGrif?s for kindly typingand completingthe manuscriptontime. vii viii Preface IsincerelythankAndrewMoyer,editorofradiologyandnuclearmedicine, atSpringerforsupportandencouragement,andS. GeethalakshmiSrinivasan, ProjectManager,atSPiTechnologiesIndiaPvtLtdforexcellentproduction ofthebook. Cleveland,OH GopalB. Saha Contents 1. RadioactiveDecayandInteractionofRadiationwithMatter . . . 1 AtomicStructure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....
ofeachchapter,asappropriate,tore?ectthechangesincontents. IthankmycolleaguesattheClevelandClinicFoundationfortheirsupport in manywaysand Mrs. DianeGrif?s for kindly typingand completingthe manuscriptontime. vii viii Preface IsincerelythankAndrewMoyer,editorofradiologyandnuclearmedicine, atSpringerforsupportandencouragement,andS. GeethalakshmiSrinivasan, ProjectManager,atSPiTechnologiesIndiaPvtLtdforexcellentproduction ofthebook. Cleveland,OH GopalB. Saha Contents 1. RadioactiveDecayandInteractionofRadiationwithMatter . . . 1 AtomicStructure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 RadioactiveDecay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 ?Decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 ? ? Decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 + Positron(?)Decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 ElectronCapture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 IsomericTransition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 RadioactiveDecayEquations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 GeneralDecayEquations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 SuccessiveDecayEquations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 UnitsofRadioactivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 UnitsofRadioactivityinSystemInternationale . . . . . . . . . 9 Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 InteractionofRadiationwithMatter . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 InteractionofChargedParticleswithMatter . . . . . . . . . . . 10 Interactionof?RadiationwithMatter . . . . . . . . . . . . . . 12 Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 ReferencesandSuggestedReading . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2. PET ScanningSystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 SolidScintillationDetectorsinPET . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 PhotomultiplierTube . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 PulseHeightAnalyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ArrangementofDetectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 PETScanners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 CoincidenceScintillationCameras . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 PET/CTScanners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 SmallAnimalPETScanner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 MobilePETorPET/CT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 ix x Contents Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 ReferencesandSuggestedReading . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3. DataAcquisition and Corrections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 PETDataAcquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 TimeofFlightMethod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Two-Dimensionalvs. Three-Dimensional DataAcquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 FactorsAffectingAcquiredPETData . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Normalization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 PhotonAttenuation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 AttenuationCorrectionMethods . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 RandomCoincidences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 ScatterCoincidences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 CorrectionforScatterCoincidences . . . . . . . . . . . . . . . . 56 DeadTime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 RadialElongation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 PET/CTDataAcquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 FactorsAffectingPET/CTData . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 ReferencesandSuggestedReading . . . . . . . . . . . . . . . . 68 4. ImageReconstruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 SimpleBackprojection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 FilteredBackprojection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 TheFourierMethod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 TypesofFilters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 IterativeReconstruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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