Class Report of PETCT Model

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義守大學醫學影像暨放射科學系 Department of Medical Imaging and Radiological Sciences 核醫技術學實驗期末報告 PET/CT模型設計及模擬影像評估第一組盧宗詠、劉博穎、林承衡、梁霈誠、林峻楷、蔡承祐、張永松 2019/06/11

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Clinical Nuclear Medicine Technology Laboratory

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Overview ► Clinical nuclear medicine inspection process ► Hardware introduction ► Software introduction ► PET-CT Model Design ► Conception ► Features ► Sketch ► Animation ► Introduce my team

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4 Clinical Nuclear Medicine Inspection Process

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義大醫院 5 高醫

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Clinical nuclear medicine inspection process ► 心臟心肌血流灌注檢查 ► 腦部灌注攝影檢查 ► 甲狀腺攝影檢查 ► 放射性碘131治療 6

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心臟心肌血流灌注檢查 7 義大高醫放射藥劑氯化鉈-201(201T) 氯化鉈-201(201T):2~3mCi or 鎝99m-甲基異丁腈 (99T ):20mCi 兩階段照影運動相(50分鐘) 休息相(30分鐘) 壓力相(30分鐘) 延遲相(20分鐘) 間隔時間 5小時以上 (請耐心配合) 3~5小時跑步法或藥物催迫法注射血管擴張劑(Dipyridamole) 注意事項懷孕不宜進行本項檢查原因:冠狀動脈挾窄、心肌缺血、心肌梗塞

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腦部灌注攝影檢查 8 原因:懷疑患者腦部流血疾病如:缺血性中風或癡呆症、帕金森氏症義大高醫放射藥劑 ( CD) ( MPAO):20mCi 過程中閉眼直到注射後3分鐘才可以睜眼閉眼直到注射後10分鐘才可以睜眼間隔時間藥物作用注射後60~120分鐘攝影時間40分鐘藥物作用注射後40~60分鐘攝影時間40分鐘注意事項懷孕不宜進行本項檢查

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甲狀腺攝影檢查義大高醫放射藥劑 99 4− 事前準備皆不用禁食、不用停藥攝影時間 5~15分鐘 20分鐘注意事項懷孕不宜檢查半衰期只有6小時，但盡量遠離嬰幼兒與孕婦(一公尺↑) 9 目的: 1) 評估甲狀腺之型態、功能 2) 甲狀腺之定位(包括異位性) 3) 先天性甲狀腺異常之評估

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放射性碘131治療 • 原理: I-131為碘的一種放射性同位素，其中釋放的貝他射線( )，可以在短距離內破壞細胞組織，以達到治療的目的 • 注意事項 1) 沒有懷孕 2) 多喝水、多上廁所 3) 採用低碘飲食 10

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Hardware introduction ► Gantry ► CT ► PET 11

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Gantry Biograph Vision Bore diameter 78 cm Tunnel length 136 cm Table capacity 227 kg (500 lb) 12

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CT Biograph Vision Generator power 80 kW (100 kW optional) Rotation times 0.33, 0.305, 0.285 s Tube voltages 70, 80, 100, 120, 140 kV Iterative reconstruction SAFIRE5 Metal artifact reduction iMAR5 Slices 64, 128 13

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PET Biograph Vision Axial field of view 26.3 cm Crystal size 3.2 x 3.2 x 20 mm SiPM coverage of crystal array 100% Effective sensitivity 100 cps/kBq Effective NEC 1870 kcps Time of flight performance 214 ps 14

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Software introduction ► Filtered back-projection ,FBP ► Projection line ► Angle view ► Full Width at Half Maximum ► iMAR5 15

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FBP (Projection line) 16

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FBP (Angle View) 17

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Full Width at Half Maximum 18

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Iterative Metal Artifact Reduction(iMAR) 20

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Iterative Metal Artifact Reduction(iMAR) 21

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PET-CT Model Design Clinical Nuclear Medicine Technology Laboratory 22

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Conception 23

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Light is the leading edge of all technologies 24

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Sketch 26

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Render 27

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Animation https://youtu.be/EmbKlm0P5W0 28

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Participant introduction • Speaker 盧宗詠10553037A • Team member 劉博穎10553001A 林承衡10553030A 梁霈誠10553003A 林峻楷10553054A 蔡承祐10553013A 張永松10553055A 30

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Gantt Chart 31

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References • Siemens儀器官網2019.06.11 https://www.siemens-healthineers.com/en-us/molecular-imaging/pet-ct/biograph-vision • 義大醫院核子醫學科 • 高雄醫學大學附設醫院核子醫學科 32

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33 Discuss 討論

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內容: 兩件事情需要澄清一下，第一個做PETCT不用穿這麼清涼，是要卸除金屬避免Artifacts，這部分只是開玩笑你可以不用回答。(已回答) 第二個我要澄清的是，你們的Design非常的fashion，那如果你們有到任何一間醫院去看PET scan room，其實都會比這個燈光更柔和的，因為PET scan他要避免光害，人在接收到光的時候，他的細胞事實上是會吸收，就會變active，那他對於好細胞跟惡細胞的分辨率就會降低，他的background跟他的lesion值就會變得很靠近，所以顯然你們在設計PETCT跟PET drug在臨床的分布原理，其實你們沒有非常的清楚，才會設計這樣子，所以我寫了光害兩個字，你們回去再看一下他的生理作用的機轉。 QA_record 逐字稿錄音檔: https://drive.google.com/open?id=1NspyIpg2sYlqw57AQYbk0lc_2d4NKaSB

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為了證明我們所設計的模型並無QA中所說的「光害」(非學術用詞) 因此我們參考了2篇有關LLLT(Low level light therapy)的相關論文，證明在機殼的部分使用裝飾用的LED燈，對於細胞的生理作用影響，在短時間 (<24hr)、低功率、低照度的情況下是可忽略的。並且比照CNS照度標準去對我們所設計的模型，還原PET scan room的環境照度，並進行量化與分析。環境照度實驗如下: 1. 實驗組為無其他光源下，LED燈光於假人模型的區域量化照度 2. 對照組為模擬造影室之照度下，LED燈光於假人模型的區域量化照度 3. 經由比較兩者區域平均後得出結論文獻探討與實驗設計

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125 lux

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實驗組 (無其他儀器外光源) 對照組 (病人體表上方照度為125.64lux) 造影室光源區域照度125.64(lux)

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環境照度實驗之結果

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環境照度實驗之結果

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無其他光源 ROI 平均值模擬造影室光源 ROI 平均值比值(%) 1 30 188 16 2 31 187 17 3 27 184 15 4 15 182 8 5 16 181 9 6 29 182 16 7 23 167 14 8 21 147 14 9 24 177 14 10 27 184 15 平均 14

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論點一: 根據照度實驗結果顯示，裝飾用之LED燈光，照度值小於CNS標準的室內燈光照度(14%)。在PETCT儀器上裝置LED燈光作為外觀設計對於病人所造成的單位照度事實上是遠小於室內燈光所造成的單位照度。因此，裝飾用之LED燈光並不會對分辨率有的影響。論點二: 根據The impact of wavelengths of LED light-therapy on endothelial cells一文中指出在平均光強度為40mW/cm2、24J/cm2之 LED雷射照射刺激後24小時之間內皮細胞活化程度與未治療組無顯著差異。據Effects of low-power light therapy on wound healing，這篇回顧論文中的TABLE3可以明顯地發現LED燈是很難引發生物效應的。環境照度實驗之結果

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The impact of wavelengths of LED light-therapy on endothelial cells

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Effects of low-power light therapy on wound healing : LASER x LED

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基於上述的實驗與文獻探討: 裝飾用的LED燈是否會對惡性細胞的「分辨率」有影響，是不可能的。總結

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相關資料: https://drive.google.com/drive/folders/1VTXqCfGgOEfxUvUhavynNbSo88cNCa-U?usp=sharing 參考文獻: 1. Maria Emí lia de Abreu Chaves, Angélica Rodrigues de Araújo. Effects of low-power light therapy on wound healing: LASER x LED, 2014. [http://dx.doi.org/10.1590/abd1806-4841.20142519] 2. Sabrina Rohringer et al. The impact of wavelengths of LED light-therapy on endothelial cells. Scientific Reports 7, Article number: 10700 (2017) 3. 臺北市政府產業發展局,CNS台灣國家照度標準 [https://www- ws.gov.taipei/001/Upload/public/MMO/files/CNS%E7%85%A7%E5%BA%A6%E6%A8%99%E6 %BA%96.pdf]