Radiation exposure to the patient caused by single-photon transmission measurement for 3D whole-body PET

Summary

Aim: The aim of the study was the determination of the radiation exposure to the patient caused by singlephoton transmission mesasurement for 3D whole-body PET. Material and Method: Single-photon-transmission measurement is performed using two Cs-137 pointsources (E_γ = 662 keV, A = 2*614 MBq) on a 3D PET scanner (ECAT ART). During a simulation of a whole body transmission scan (axial length: 75 cm, 6 contigous bed positions) dose measurements with thermoluminescent dosimeters were carried out using a thorax and an abdomen phantom. Following the guidelines of the ICRU report No. 60 an estimation of the effective dose caused by a single-photon transmission measurement was calculated. Results: For a total acquisition time of 360 min (6 beds with an acquisition time of 60 min per bed) the absorbed doses amounted to: surface (xyphoid) 189 μGy, heart 196 μGy, lungs 234 μGy, vertebra 240 μGy, liver 204 μGy, gonads 205 μGy, thyroid 249 μGy and bladder 185 μGy resulting in a conversion factor of 1.7*10^–4 mSv/( h*MBq). The estimation of the effective dose for a patient’s transmission (acquisition time of 3.2 min per bed) yields a value of 11 μSv. An estimation of the ratio of the conversion factors for transmission measurements in single-photonand in coincidence mode (two Ge-68/Ga-68 rod sources of 40 MBq each), respectively, resulted in a value of 0.18. The comparison of the effective doses caused by single-photon transmission and by emission measurement (injection of 250 MBq of FDG) yields a ratio of 2.3*10^–3. Conclusion: The radiation exposure of the patient caused by the transmission measurement for 3D whole-body-PET can be neglected. In comparison with the coincidence-transmission using uncollimated line sources of low activity the radiation exposure is still reduced using single photon transmission with collimated point sources of high activity.

Zusammenfassung

Ziel: Ziel war die Bestimmung der Strahlenexposition des Patienten durch die Transmissionsmessung mittels Einzelphotonenquellen bei der PET. Material und Methode: Zwei Cs-137-Punktquellen (E_γ = 662 keV, A = 614 MBq) werden zur Transmissionsmessung im Einzelphotonenmodus an einem 3D-Scanner (ECAT ART) eingesetzt. Bei der Simulation einer Ganzkörper-Transmission (axiale Länge: 75 cm, 6 überlappenden Bettpositionen), wurden Dosismessungen mit Thermolumineszenzdosimetern unter Verwendung eines Thorax- und eines Abdomenphantoms durchgeführt. Aus den Messwerten wurde in Anlehnung an den Report Nr. 60 der ICRP die effektive Dosis für die Transmissionsmessung Abgeschätz†. Ergebnisse: Bei einer Gesamtaufnahmedauer von 360 min (60 min pro Bettposition) ergaben sich folgende Energiedosen: Oberfläche (Xyphoid) 189 μGy, Herz 196 μGy, Lunge 234 μGy, BWS 240 μGy, Niere 207 μGy, Leber 204 μGy, Gonaden 205 μGy, Schilddrüse 249 μGy und Blase 185 μGy, aus denen sich ein Konversionsfaktor von 1,7*10^–4 mSv/(h*MBq) errechnete. Die Abschätzung der effektiven Dosis für den Patienten aufgrund einer Transmissionsmessung (Akquisitionszeit von 3,2 min pro Bettposition) ergab einen Wert von 11 μSv. Die Abschätzung des Verhältnisses der Konversionsfaktoren durch Transmissionsmessung im Einzelphotonen- und im Koinzidenzmodus (zwei Ge-68/Ga-68-Linienquellen mit jeweils 40 MBq) ergab einen Wert von 0,18. Der Vergleich zwischen den effektiven Dosen durch die Transmission im Einzelphotonen-Modus und die Emission (bei Injektion von 250 MBq FDG)ergab ein Verhältnis von 2,3*10^–3. Schlussfolgerung: Die Strahlenexposition des Patienten durch die Transmissionsmessung in der 3D-PET ist vernachlässigbar gering. Sie wird durch die Verwendung der Einzelphotonenmethode mit kollimierten Punktquellen relativ hoher Aktivität im Vergleich zur Koinzidenzmethode mit nicht-kollimierten Linienquellen relativ niedriger Aktivität weiter reduziert.

Keywords

PET - transmission - single photon transmission - radiation exposure - thermoluminescence dosimetry

Schlüsselwörter

PET - Transmissionsmessung - Einzelphotonenquelle - Strahlenexposition - Thermolumineszenzdosimetrie

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