Page 11 - XXIII_Studencka_Sesja_Plakatowa

Liniowy model pozytonowego tomografu emisyjnego

Pozytonowa tomografia emisyjna pozwala określić rozkład

przestrzenny stężenia substancji znakowanej + radioaktywnym
izotopem w organizmie. Wykorzystywana jest ona głównie w

Wydział Fizyki,
diagnostyce nowotworów. Zaletą tej metody jest nie tylko

Astronomii możliwość zlokalizowania miejsca, w którym znajduje się

i Informatyki nowotwór, ale również możliwość oceny procesów
biochemicznych zachodzących w organizmie.
Stosowanej
Badanie to polega na podaniu pacjentowi radiofarmaceutyku,

najczęściej znakowanej fluorem-18 deoxyglukozy ( 18 ).

II Pracownia Potrzeba stosowania glukozy w tej metodzie diagnostyki wynika

Fizyczna z większego zapotrzebowania energetycznego w miejscu, gdzie Rysunek 1: Urządzenie do diagnostyki metodą PET[1].

znajduje się nowotwór, ponieważ choroba nowotworowa polega

na szybkim wzroście chorych komórek. Zatem do rozpadów Rozpad i anihilacja

+
XXIII dochodzi głównie w obszarze, w którym znajduje się nowotwór.
radiofarmaceutyki
zawierają
izotopy
Stosowane
Studencka promieniotwórcze, które rozpadają się emitując pozyton.

Sesja Rozpad polega na zamianie protonu w neutron, w
+

+
Plakatowa Źródło promieniotwórcze używane w ćwiczeniu - 22 którego wyniku powstaje pozyton oraz neutrino
11
elektronowe :
+

31.05-04.06.2021 → −1 + +
Powstały pozyton przelatuje pewną skończoną odległość

plakat nr i w wyniku oddziaływania z elektronami oraz jądrami
Agata wytraca swoją energię i następnie anihiluje z

Jędruszczak 9 22 22 elektronem. W wyniku tego procesu powstają dwa
kwanty , energia każdego z nich równa jest masie

11
10
spoczynkowej elektronu (0,511 MeV). Powstałe fotony
wypromieniowywane są w przeciwnych kierunkach.

autor: Rysunek 2: Schemat rozpadu +
pierwiastka [2]. Rysunek 3: Schemat rozpadu pierwiastka z emisją pozytonu
22
11
22
+
Agata Jędruszczak i następnie anihilacją. 11

opiekun:
Nazywam się Agata Jędruszczak i jestem studentką fi- prof. dr hab. Względny kąt emisji kwantów gamma, wynoszący 180 , wykorzystywany jest do lokalizowania miejsca
°

zyki na Uniwersytecie Jagiellońskim. Obecnie jestem Andrzej Magiera anihilacji. W łatwy sposób można wyznaczyć linię odpowiedzi, czyli LOR (line of response). Jest to linia

łącząca detektory, które zarejestrowały koincydencję dwóch kwantów gamma. W tej metodzie
częścią zespołu pracującego nad Jagiellońskim Pozy-
uwzględniane są koincydencje rzeczywiste (rysunek 4), w której oba kwanty bez rozproszenia docierają do

tonowym Tomografem Emisyjnym pod kierownictwem detektorów. Rysunek 4: Koincydencja rzeczywista [3]

prof. dr hab. Pawła Moskala. Z tym również związana

jest moja praca licencjacka, w której badam pochłanianie Metoda pomiaru Wyniki i ich dyskusja

kwantów gamma w mózgu. Wybrałam fizykę jako kieru-

nek studiów, bo uważam, że jest to najlepszy sposób na

poznanie otaczającego nas świata, a zdobytą w ramach Układ pomiarowy (rysunek 5) składał się z dwóch detektorów W doświadczeniu wyznaczono położenie źródła

niej wiedzę można wykorzystywać na różnych płaszczy- scyncylacyjnych, które zamocowane były w sposób umożliwiający

obracanie ich po okręgu w środku, którego umieszczone było pudełko ze znajdującego się w pudełku. W tym celu do
znach, między innymi w medycynie. Poza naukami ścisły- uzyskanych zależności liczby zliczeń od położenia
źródłem. Zdjęcie pudełka przedstawione jest na rysunku 9. Używanym

mi interesuję się również kulturą i ekologią. Obcowanie źródłem był , jego rozpad przedstawiony jest na rysunkach 2 i 3. jednego detektora, przy ustalonym położeniu
22
11
ze sztuką pozwala mi odetchnąć po godzinach spędzo- Sygnał z detektorów podawany był do układu elektronicznego, który drugiego, dopasowano rozkład Gaussa. Z
wartości dopasowania wyznaczono miejsce, w
nych nad zadaniami, a ekologia determinuje mój styl ży- zliczał zdarzenia będące w koincydecji rzeczywistej. Schemat tego którym występuje maksimum piku (rysunek 7).

układu i jego poszczególne elementy przedstawione są na rysunku 6.
cia. W wolnych chwilach słucham podcastów o szerokiej Następnie znając położenie detektora dla
Pomiar wykonywano zmieniając położenie detektorów: pierwszy (A) z

tematyce, od zjawisk paranormalnych po politykę, dzię- nich przestawiano co 30 , a drugi (B) ustawiano naprzeciwko i maksymalnej liczby zliczeń wyznaczono Rysunek 7: Zależność liczby zliczeń od
°
położenia detektora z dopasowaną funkcją
ki którym mogę poznać świat nie tylko z poziomu fizyki. zmieniano jego położenie co 5 w dwie strony od punktu początkowego położenia detektorów w układzie kartezjańskim. Gaussa.
°
w celu znalezienia położenia, dla którego otrzymuje się maksymalną W tym układzie wyznaczono linie odpowiedzi

liczbę zliczeń koincydencji. Pomiar ilości zdarzeń w jednym ustawieniu (LOR), a ich przecięcie określa położenie źródła

trwał 300s. (rysunek 8). Współrzędne tego miejsca

wyznaczono licząc wartości średnie

współrzędnych przecięć pojedynczych linii ze

sobą. Wyznaczone

oraz rzeczywiste

położenie źródła Rysunek 8: Przecięcie linii LOR otrzymanych z
różnych położeń detektorów.

przedstawione Tabela 1: Położenia źródła – wyznaczone

jest w tabeli 1. metodą PET oraz rzeczywiste. Rzeczywista

Współrzędna
Wyznaczona
Rysunek 5: Schemat układu pomiarowego z Rysunek 6: Schemat układu koincydecyjnego [2]. Na rysunku 9 przed- [cm] [cm]
detektorami. x 0,2445±0,013 0,78 ±0,1
stawione jest rzeczy-

wiste położenie y -0,791 ± 0,056 -0,78 ±0,1

Podsumowanie źródła w pudełku.

Rysunek 9: Zdjęcie pudełka ze źródłem.
Wynik eksperymentu z liniowym modelem PET dla jednego źródła jest

zbliżony do faktycznego położenia źródła. Współrzędna y jest zgodna w Literatura

granicach niepewności pomiarowych z rzeczywistym położeniem.

Niezgodność wyznaczonej współrzędnej x może wynikać z dodatkowych

niepewności pomiarowych nie uwzględnianych przy analizie danych np. [1] http://www.novaglobalhealthcare.com/pet-scan.html
[2] E. Czaicka - Liniowy model pozytonowego tomografu emisyjnego - praca magisterska
niepewność od przyjęcia detektora jako obiektu punktowego czy rozważania [3] Michael E. Phelps, PhD - PET physics, instrumentation and scanners

punktowego źródła, gdzie w rzeczywistości miały one skończone rozmiary. [4] D. Alfs PET : czyli co antymateria ma wspólnego z medycyną „Neutrino”, 2015, 30, 1-4