2) счётчиков совпадений
3) фотоэлектронных умножителей
4) коллиматоров (+)
В гамма-камере коллиматор определяет, какие гамма-кванты достигнут сцинтилляционного детектора. Он представляет собой свинцовую или вольфрамовую пластину с системой отверстий и перегородок, поглощающих фотоны, распространяющиеся под недопустимыми углами. Поэтому именно геометрия коллиматора формирует регистрируемый флюенс фотонов и обеспечивает проекционное соответствие между распределением радиофармпрепарата в организме и изображением.
Основной принцип работы заключается в избирательном пропускании фотонов по направлению их движения. Параллельно-дырочный коллиматор сохраняет масштаб изображения, а pinhole-, сходящиеся и расходящиеся конструкции изменяют увеличение и поле зрения. Уменьшение диаметра отверстий и увеличение длины перегородок повышают пространственное разрешение, но снижают чувствительность, то есть количество зарегистрированных фотонов.
Фотоэлектронные умножители не формируют поток фотонов, а преобразуют свет сцинтилляций в электрические импульсы и участвуют в определении координат события. Счётчики совпадений характерны прежде всего для позитронно-эмиссионной томографии, где регистрируются два аннигиляционных фотона в режиме временного совпадения. Многолепестковые коллиматоры применяются главным образом в дистанционной лучевой терапии для модуляции формы лечебного пучка, а не для формирования флюенса в гамма-камере.
| Элемент или тип коллимации | Механизм | Основное назначение |
|---|---|---|
| Коллиматор гамма-камеры | Механически пропускает фотоны только в заданном диапазоне направлений | Формирование регистрируемого флюенса и пространственной проекции источника |
| Параллельно-дырочный коллиматор | Каналы параллельны; наклонные фотоны поглощаются перегородками | Стандартная планарная сцинтиграфия без изменения масштаба изображения |
| Сходящийся коллиматор | Каналы направлены к фокусу | Увеличение изображения и повышение эффективности при ограниченном поле зрения |
| Дырочный (pinhole) коллиматор | Фотон проходит через одно малое отверстие, создавая проекцию с увеличением | Исследование небольших органов, например щитовидной железы |
| Сцинтилляционный кристалл NaI(Tl) | Преобразует энергию гамма-кванта в вспышку видимого света | Первичное детектирование излучения |
| Фотоэлектронные умножители | Преобразуют световой импульс в электрический сигнал и усиливают его | Определение энергии и координат сцинтилляционного события |
| Счётчики совпадений | Фиксируют одновременную регистрацию двух фотонов | Локализация событий аннигиляции в ПЭТ, а не формирование флюенса гамма-камеры |
Коллиматор является ключевым элементом, определяющим компромисс между чувствительностью и пространственным разрешением гамма-камеры. Энергетическая селекция дополнительно выполняется анализатором амплитуды импульсов, который отбирает фотоны в заданном энергетическом окне и уменьшает влияние рассеяния. Таким образом, качество сцинтиграфического изображения зависит одновременно от конструкции коллиматора, характеристик детектора и правильного энергетического дискриминирования.