E.cam Duet (Siemens)

O equipamento E.cam Duet (Siemens) (Figura 6.5), a partir de agora chamado de Duet, instalado no Brigham and Women’s Hospital, é composto por dois detectores com cristais de NaI(Tl) de 2,54 cm de espessura (1”). Na Tabela 6.2 estão descritas algumas das características básicas do equipamento. A correção de atenuação não está implementada nesta câmara e, portanto, não foi usada nos dados deste trabalho.

Figura 6.5: Equipamento E.cam Duet (Siemens).

Tabela 6.2: Especificações da câmara de cintilação híbrida E.cam Duet (Siemens), segundo informações do fabricante.

diâmetro dos tubos fotomultiplicadores (TFM) 53 de 76 mm e 6 de 51 mm Tamanho do cristal 59,1 cm x 44,5 cm

Espessura do cristal 25,4 mm Janela de Coincidência 12 ns Resolução espacial transaxial 5,3 mm Resolução espacial axial 4,7 mm Resolução de energia para 511 keV 15%

Sensibilidade 804 kcps/MBq/ml

m _{Estudado a partir dos manuais do fabricante direcionados ao suporte técnico e de informações} pessoais da Sra _{Trudy Rempel, física do departamento de pesquisa e desenvolvimento da Siemens –} EUA.

A seguir, são apresentadas as características próprias do equipamento. Estas resultarão em grandes diferenças na quantificação quando comparada com o modelo anterior, que serão explicitadas no Capítulo 7.

6.2.1 Correção de eventos aleatórios

O método utilizado pela Siemens em PET modela o número de eventos aleatórios através do ajuste de uma defasagem temporal em uma das janelas de aquisição de eventos simples, em relação à janela do primeiro evento detectado (seção 4.4.2). Para as câmaras PET/SPECT, este método foi adaptado considerando-se os novos circuitos de coincidência, com uma janela temporal um pouco maior (15 ns) que a de equipamentos dedicados (em torno de 12 ns).

6.2.2 Separação ativa de séries de pulsos

Devido à aquisição em coincidência de dois fótons de energia de 511 keV, as câmaras híbridas, que utilizam cristais de NaI(Tl), devem ser otimizadas de maneira a aumentar a sensibilidade de detecção. No caso da Duet, a espessura do cristal foi aumentada de 1,6 cm para 2,5 cm (5/8” para 1”). Além disso, procurou-se diminuir a restrição da área útil de detecção, retirando-se os colimadores usados nos exames com fóton único.

Uma vez otimizada a sensibilidade do detector, depara-se com outras dificuldades, como a do empilhamento de pulsos. Quando dois fótons são detectados num intervalo de tempo muito pequeno, os pulsos resultantes podem não ser totalmente separados eletronicamente. Como conseqüência, os sinais provenientes dos fótons dos dois eventos temporalmente próximos são interpretados como sendo um só, com uma energia maior. Assim, ambos são rejeitados pelo discriminador de energia (Figura 6.6).

tempo Eventos empilhados não separáveis

Espalhamento (baixa energia) Eventos válidos

Limite 1

Limite 2

Figura 6.6: Discriminação de energia da câmara de cintilação E.cam Duet (Siemens).

Os fabricantes de câmaras PET/SPECT utilizam artifícios para tentar reduzir esta perda de sinais, sempre mais evidente em altas taxas de contagem. A maioria dos equipamentos deste tipo utiliza a técnica de clipping (Figura 6.7), que consiste em aplicar um tempo de integração de cada sinal o mais curto possível (em torno de 200 ns), cortando a parte além deste.

Figura 6.7: Técnica de clipping, utilizada em algumas câmaras híbridas como a Vertex Plus MCD/AC (Philips/ADAC).

Esta técnica causa perda de informação, que se reflete numa piora da resolução energética. Isto ocorre porque, ao desprezar parte do pulso, o valor de sua amplitude (valor de energia lido) diminui. Por outro lado, a porção desprezada pode ser somada ao pulso seguinte, que será interpretado como se tivesse uma energia maior do que a real. Desta maneira, a curva do fotopico se alarga, com conseqüente piora da resolução energética.

No caso da Duet, foi desenvolvido (e patenteado) um método próprio para corrigir o empilhamento de pulsos em altas taxas de contagem: o APSS (Active

Pulse Stream Separation). A intenção é a de recuperar a forma original do pulso resultante da interação no cristal. Conhecendo a forma do decaimento luminoso no cristal de NaI(Tl) para uma dada energia do fóton incidente, seria possível determinar a forma total do pulso utilizando a informação obtida durante a integração do sinal. Se um outro pulso começa a ser contabilizado, a integração do primeiro cessa. O valor que deixou de ser contabilizado pode ser inferido num segundo momento e somado ao valor integrado. Da mesma forma, pode ser subtraído do valor integrado do pulso seguinte. O processo é utilizado em todas as fotomultiplicadoras, com um tempo de integração variável (até outro pulso ser contabilizado). Desta forma, a sensibilidade do equipamento poderia ser mantida sem degradar a resolução energética com o aumento do fluxo de fótons incidentes. A Figura 6.8 explica de maneira gráfica o conceito do método.

Figura 6.8: Separação ativa de séries de pulsos, técnica de processamento dos pulsos de eventos contados para aumentar a capacidade de contagem da câmara híbrida E.cam Duet

(Siemens).

Assim como o modelo anterior, este também utiliza um sistema de pseudo- colimação com o objetivo de reduzir a contagem de linhas de resposta de eventos espalhados. A empresa se refere a estes dispositivos como “protetores axiais” (Figura 6.9). Com eles, a aquisição é feita em modo 2D.

Figura 6.9: Esquema do corte axial do protetor axial da E.cam Duet (Siemens). Notar que, na direção transaxial, são contadas LRs perpendiculares e

oblíquas ao detector.

6.2.3 Normalizações

Este equipamento implementa duas normalizações, chamadas pelo fabricante de radial e axial. Na normalização radial, a eficiência devido à geometria de detecção na direção transaxial é corrigida dividindo os valores de contagem obtidos em cada pixel pela função cujo gráfico é mostrado na Figura 3.19.

A normalização axial usa modelos estabelecidos pelo fabricante para corrigir a eficiência do detector quando o objeto de estudo é extenso, como nos casos de exames de corpo inteiro.