398. Course Of Nuclear Medicine

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398. Course Of Nuclear Medicine

 

 

CATEGORY: Medical & Medicine – 500 Courses

COURSE NUMBER: 398

FEES: 555/- INR only

CERTIFICATE VALIDITY: Lifetime

CERTIFICATES DELIVERY: In 48 hours

BOOKS/ MANUALS: Pages

Syllabus

CHAPTER 1. BASIC PHYSICS FOR NUCLEAR MEDICINE. . . . . . . . . 1
1.1. INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.1. Fundamental physical constants. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.2. Physical quantities and units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1.3. Classification of radiation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.4. Classification of ionizing radiation . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.5. Classification of indirectly ionizing photon radiation. . . 5
1.1.6. Characteristic X rays. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1.7. Bremsstrahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1.8. Gamma rays. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1.9. Annihilation quanta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1.10. Radiation quantities and units. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2. BASIC DEFINITIONS FOR ATOMIC STRUCTURE. . . . . . . . 8
1.2.1. Rutherford model of the atom. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.2.2. Bohr model of the hydrogen atom. . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3. BASIC DEFINITIONS FOR NUCLEAR STRUCTURE. . . . . . 10
1.3.1. Nuclear radius. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.3.2. Nuclear binding energy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.3.3. Nuclear fusion and fission. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.3.4. Two-particle collisions and nuclear reactions. . . . . . . . . 14
1.4. RADIOACTIVITY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.4.1. Decay of radioactive parent into a stable or unstable
daughter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.4.2. Radioactive series decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.4.3. Equilibrium in parent–daughter activities. . . . . . . . . . . . 21
1.4.4. Production of radionuclides (nuclear activation) . . . . . . 22
1.4.5. Modes of radioactive decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.4.6. Alpha decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.4.7. Beta minus decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.4.8. Beta plus decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.4.9. Electron capture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.4.10. Gamma decay and internal conversion . . . . . . . . . . . . . 27
1.4.11. Characteristic (fluorescence) X rays and
Auger electrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.5. ELECTRON INTERACTIONS WITH MATTER. . . . . . . . . . . . 29
1.5.1. Electron–orbital interactions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.5.2. Electron–nucleus interactions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

1.6. PHOTON INTERACTIONS WITH MATTER. . . . . . . . . . . . . . 30
1.6.1. Exponential absorption of photon beam in absorber. . . . 30
1.6.2. Characteristic absorber thicknesses . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.6.3. Attenuation coefficients . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
1.6.4. Photon interactions on the microscopic scale. . . . . . . . . 35
1.6.5. Photoelectric effect. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.6.6. Rayleigh (coherent) scattering. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
1.6.7. Compton effect (incoherent scattering). . . . . . . . . . . . . . 39
1.6.8. Pair production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
1.6.9. Relative predominance of individual effects . . . . . . . . . 46
1.6.10. Macroscopic attenuation coefficients. . . . . . . . . . . . . . . 47
1.6.11. Effects following photon interactions with absorber
and summary of photon interactions . . . . . . . . . . . . . . . 48
CHAPTER 2. BASIC RADIOBIOLOGY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.1. INTRODUCTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.2. RADIATION EFFECTS AND TIMESCALES. . . . . . . . . . . . . . 49
2.3. BIOLOGICAL PROPERTIES OF IONIZING RADIATION . . 51
2.3.1. Types of ionizing radiation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.4. MOLECULAR EFFECTS OF RADIATION AND THEIR
MODIFIERS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.4.1. Role of oxygen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.4.2. Bystander effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.5. DNA DAMAGE AND REPAIR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.5.1. DNA damage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.5.2. DNA repair. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.6. CELLULAR EFFECTS OF RADIATION . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.6.1. Concept of cell death. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.6.2. Cell survival curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.6.3. Dose deposition characteristics: linear energy transfer. . 57
2.6.4. Determination of relative biological effectiveness. . . . . 58
2.6.5. The dose rate effect and the concept of repeat
treatments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.6.6. The basic linear–quadratic model. . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.6.7. Modification to the linear–quadratic model for
radionuclide therapies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
2.6.8. Quantitative intercomparison of different treatment
types. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
2.6.9. Cellular recovery processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.6.10. Consequence of radionuclide heterogeneity. . . . . . . . . . 66

2.7. GROSS RADIATION EFFECTS ON TUMOURS AND
TISSUES/ORGANS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
2.7.1. Classification of radiation damage (early versus late). . 66
2.7.2. Determinants of tumour response. . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
2.7.3. The concept of therapeutic index in radiation
therapy and radionuclide therapy. . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.7.4. Long term concerns: stochastic and deterministic
effects. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.8. SPECIAL RADIOBIOLOGICAL CONSIDERATIONS IN
TARGETED RADIONUCLIDE THERAPY. . . . . . . . . . . . . . . . 69
2.8.1. Radionuclide targeting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
2.8.2. Whole body irradiation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
2.8.3. Critical normal tissues for radiation and
radionuclide therapies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
2.8.4. Imaging the radiobiology of tumours. . . . . . . . . . . . . . . 71
2.8.5. Choice of radionuclide to maximize therapeutic index. . 71
CHAPTER 3. RADIATION PROTECTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.1. INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.2. BASIC PRINCIPLES OF RADIATION PROTECTION. . . . . . 74
3.2.1. The International Commission on Radiological
Protection system of radiological protection. . . . . . . . . . 74
3.2.2. Safety standards. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
3.2.3. Radiation protection quantities and units. . . . . . . . . . . . 77
3.3. IMPLEMENTATION OF RADIATION PROTECTION IN
A NUCLEAR MEDICINE FACILITY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.3.1. General aspects. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.3.2. Responsibilities. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.3.3. Radiation protection programme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.3.4. Radiation protection committee. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.3.5. Education and training. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.4. FACILITY DESIGN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.4.1. Location and general layout. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.4.2. General building requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.4.3. Source security and storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
3.4.4. Structural shielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
3.4.5. Classification of workplaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
3.4.6. Workplace monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.4.7. Radioactive waste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

3.5. OCCUPATIONAL EXPOSURE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
3.5.1. Sources of exposure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
3.5.2. Justification, optimization and dose limitation. . . . . . . . 91
3.5.3. Conditions for pregnant workers and young persons. . . 91
3.5.4. Protective clothing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
3.5.5. Safe working procedures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
3.5.6. Personal monitoring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.5.7. Monitoring of the workplace. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.5.8. Health surveillance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.5.9. Local rules and supervision. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
3.6. PUBLIC EXPOSURE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
3.6.1. Justification, optimization and dose limitation . . . . . . . . 97
3.6.2. Design considerations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
3.6.3. Exposure from patients. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.6.4. Transport of sources. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.7. MEDICAL EXPOSURE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
3.7.1. Justification of medical exposure. . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
3.7.2. Optimization of protection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3.7.3. Helping in the care, support or comfort of patients. . . . . 107
3.7.4. Biomedical research. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
3.7.5. Local rules. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
3.8. POTENTIAL EXPOSURE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
3.8.1. Safety assessment and accident prevention. . . . . . . . . . . 108
3.8.2. Emergency plans. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
3.8.3. Reporting and lessons learned. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
3.9. QUALITY ASSURANCE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
3.9.1. General considerations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
3.9.2. Audit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
CHAPTER 4. RADIONUCLIDE PRODUCTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
4.1. THE ORIGINS OF DIFFERENT NUCLEI. . . . . . . . . . . . . . . . . 117
4.1.1. Induced radioactivity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
4.1.2. Nuclide chart and line of nuclear stability. . . . . . . . . . . . 120
4.1.3. Binding energy, Q-value, reaction threshold and
nuclear reaction formalism. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
4.1.4. Types of nuclear reaction, reaction channels and
cross-section. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
4.2. REACTOR PRODUCTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
4.2.1. Principle of operation and neutron spectrum. . . . . . . . . 128

4.2.2. Thermal and fast neutron reactions . . . . . . . . . . . . . . . . 128
4.2.3. Nuclear fission, fission products . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
4.3. ACCELERATOR PRODUCTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
4.3.1. Cyclotron, principle of operation,
negative and positive ions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
4.3.2. Commercial production (low and high energy). . . . . . . . 136
4.3.3. In-house low energy production (PET). . . . . . . . . . . . . . 137
4.3.4. Targetry, optimizing the production regarding yield
and impurities, yield calculations. . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
4.4. RADIONUCLIDE GENERATORS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
4.4.1. Principles of generators. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
4.5. RADIOCHEMISTRY OF IRRADIATED TARGETS. . . . . . . . . 143
4.5.1. Carrier-free, carrier-added systems. . . . . . . . . . . . . . . . . 144
4.5.2. Separation methods, solvent extraction, ion
exchange, thermal diffusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
4.5.3. Radiation protection considerations and hot-box
facilities. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
CHAPTER 5. STATISTICS FOR RADIATION MEASUREMENT. . . . . . 149
5.1. SOURCES OF ERROR IN NUCLEAR MEDICINE
MEASUREMENT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
5.2. CHARACTERIZATION OF DATA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
5.2.1. Measures of central tendency and variability. . . . . . . . . 153
5.3. STATISTICAL MODELS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
5.3.1. Conditions when binomial, Poisson and normal
distributions are applicable. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
5.3.2. Binomial distribution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
5.3.3. Poisson distribution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
5.3.4. Normal distribution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
5.4. ESTIMATION OF THE PRECISION OF A SINGLE
MEASUREMENT IN SAMPLE COUNTING AND
IMAGING. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
5.4.1. Assumption. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
5.4.2. The importance of the fractional σF as an indicator
of the precision of a single measurement in sample
counting and imaging. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
5.4.3. Caution on the use of the estimate of the precision
of a single measurement in sample counting and
imaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

5.5. PROPAGATION OF ERROR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
5.5.1. Sums and differences. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
5.5.2. Multiplication and division by a constant . . . . . . . . . . . . 174
5.5.3. Products and ratios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
5.6. APPLICATIONS OF STATISTICAL ANALYSIS. . . . . . . . . . . 177
5.6.1. Multiple independent counts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
5.6.2. Standard deviation and relative standard deviation
for counting rates. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
5.6.3. Effects of background counts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
5.6.4. Significance of differences between counting
measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
5.6.5. Minimum detectable counts, count rate and activity. . . . 184
5.6.6. Comparing counting systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
5.6.7. Estimating required counting times. . . . . . . . . . . . . . . . . 188
5.6.8. Calculating uncertainties in the measurement of
plasma volume in patients. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

5.7. APPLICATION OF STATISTICAL ANALYSIS:
DETECTOR PERFORMANCE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
5.7.1. Energy resolution of scintillation detectors. . . . . . . . . . . 191
5.7.2. Intervals between successive events. . . . . . . . . . . . . . . . 193
5.7.3. Paralysable dead time. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
CHAPTER 6. BASIC RADIATION DETECTORS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
6.1. INTRODUCTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
6.1.1. Radiation detectors — complexity and relevance. . . . . . 196
6.1.2. Interaction mechanisms, signal formation and
detector type. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
6.1.3. Counting, current, integrating mode. . . . . . . . . . . . . . . . 197
6.1.4. Detector requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
6.2. GAS FILLED DETECTORS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
6.2.1. Basic principles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
6.3. SEMICONDUCTOR DETECTORS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
6.3.1. Basic principles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
6.3.2. Semiconductor detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
6.4. SCINTILLATION DETECTORS AND STORAGE
PHOSPHORS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
6.4.1. Basic principles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
6.4.2. Light sensors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
6.4.3. Scintillator materials. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209

CHAPTER 7. ELECTRONICS RELATED TO NUCLEAR

MEDICINE IMAGING DEVICES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
7.1. INTRODUCTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
7.2. PRIMARY RADIATION DETECTION PROCESSES. . . . . . . . 215
7.2.1. Scintillation counters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
7.2.2. Gas filled detection systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
7.2.3. Semiconductor detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
7.3. IMAGING DETECTORS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
7.3.1. The gamma camera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
7.3.2. The positron camera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
7.3.3. Multiwire proportional chamber based X ray and
γ ray imagers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
7.3.4. Semiconductor imagers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
7.3.5. The autoradiography imager. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
7.4. SIGNAL AMPLIFICATION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
7.4.1. Typical amplifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
7.4.2. Properties of amplifiers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
7.5. SIGNAL PROCESSING. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
7.5.1. Analogue signal utilization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
7.5.2. Signal digitization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
7.5.3. Production and use of timing information. . . . . . . . . . . . 228
7.6. OTHER ELECTRONICS REQUIRED BY IMAGING
SYSTEMS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
7.6.1. Power supplies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
7.6.2. Uninterruptible power supplies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
7.6.3. Oscilloscopes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
7.7. SUMMARY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
CHAPTER 8. GENERIC PERFORMANCE MEASURES. . . . . . . . . . . . . 234
8.1. INTRINSIC AND EXTRINSIC MEASURES. . . . . . . . . . . . . . . 234
8.1.1. Generic nuclear medicine imagers. . . . . . . . . . . . . . . . . 234
8.1.2. Intrinsic performance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
8.1.3. Extrinsic performance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
8.2. ENERGY RESOLUTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
8.2.1. Energy spectrum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
8.2.2. Intrinsic measurement — energy resolution. . . . . . . . . . 238
8.2.3. Impact of energy resolution on extrinsic imager
performance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

8.3. SPATIAL RESOLUTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
8.3.1. Spatial resolution blurring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
8.3.2. General measures of spatial resolution. . . . . . . . . . . . . . 241
8.3.3. Intrinsic measurement — spatial resolution. . . . . . . . . . 242
8.3.4. Extrinsic measurement — spatial resolution. . . . . . . . . . 242
8.4. TEMPORAL RESOLUTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
8.4.1. Intrinsic measurement — temporal resolution. . . . . . . . 244
8.4.2. Dead time. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
8.4.3. Count rate performance measures. . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
8.5. SENSITIVITY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
8.5.1. Image noise and sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
8.5.2. Extrinsic measure — sensitivity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
8.6. IMAGE QUALITY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
8.6.1. Image uniformity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
8.6.2. Resolution/noise trade-off. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
8.7. OTHER PERFORMANCE MEASURES. . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
CHAPTER 9. PHYSICS IN THE RADIOPHARMACY. . . . . . . . . . . . . . . 251
9.1. THE MODERN RADIONUCLIDE CALIBRATOR. . . . . . . . . . 251
9.1.1. Construction of dose calibrators. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
9.1.2. Calibration of dose calibrators. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
9.1.3. Uncertainty of activity measurements. . . . . . . . . . . . . . . 254
9.1.4. Measuring pure β emitters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
9.1.5. Problems arising from radionuclide contaminants. . . . . 259
9.2. DOSE CALIBRATOR ACCEPTANCE TESTING AND
QUALITY CONTROL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
9.2.1. Acceptance tests. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
9.2.2. Quality control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
9.3. STANDARDS APPLYING TO DOSE CALIBRATORS. . . . . . 262
9.4. NATIONAL ACTIVITY INTERCOMPARISONS. . . . . . . . . . . 263
9.5. DISPENSING RADIOPHARMACEUTICALS FOR
INDIVIDUAL PATIENTS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
9.5.1. Adjusting the activity for differences in patient size
and weight . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
9.5.2. Paediatric dosage charts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
9.5.3. Diagnostic reference levels in nuclear medicine. . . . . . . 266
9.6. RADIATION SAFETY IN THE RADIOPHARMACY. . . . . . . 269
9.6.1. Surface contamination limits. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
9.6.2. Wipe tests and daily surveys. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
9.6.3. Monitoring of staff finger doses during dispensing. . . . 270

9.7. PRODUCT CONTAINMENT ENCLOSURES. . . . . . . . . . . . . . 271
9.7.1. Fume cupboards. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
9.7.2. Laminar flow cabinets. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
9.7.3. Isolator cabinets. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
9.8. SHIELDING FOR RADIONUCLIDES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
9.8.1. Shielding for γ, β and positron emitters. . . . . . . . . . . . . 274
9.8.2. Transmission factors for lead and concrete. . . . . . . . . . . 278
9.9. DESIGNING A RADIOPHARMACY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
9.10. SECURITY OF THE RADIOPHARMACY. . . . . . . . . . . . . . . . 282
9.11. RECORD KEEPING. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
9.11.1. Quality control records. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
9.11.2. Records of receipt of radioactive materials. . . . . . . . . . . 283
9.11.3. Records of radiopharmaceutical preparation and
dispensing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
9.11.4. Radioactive waste records. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
CHAPTER 10. NON-IMAGING DETECTORS AND COUNTERS. . . . . . . 287
10.1. INTRODUCTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
10.2. OPERATING PRINCIPLES OF RADIATION DETECTORS. . 287
10.2.1. Ionization detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
10.2.2. Scintillation detectors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
10.3. RADIATION DETECTOR PERFORMANCE. . . . . . . . . . . . . . 294
10.3.1. Sensitivity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
10.3.2. Energy resolution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
10.3.3. Count rate performance (‘speed’). . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
10.4. DETECTION AND COUNTING DEVICES. . . . . . . . . . . . . . . 298
10.4.1. Survey meters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
10.4.2. Dose calibrator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
10.4.3. Well counter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
10.4.4. Intra-operative probes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
10.4.5. Organ uptake probe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
10.5. QUALITY CONTROL OF DETECTION AND
COUNTING DEVICES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
10.5.1. Reference sources. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
10.5.2. Survey meter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
10.5.3. Dose calibrator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
10.5.4. Well counter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
10.5.5. Intra-operative probe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
10.5.6. Organ uptake probe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311

CHAPTER 11. NUCLEAR MEDICINE IMAGING DEVICES. . . . . . . . . . 312
11.1. INTRODUCTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
11.2. GAMMA CAMERA SYSTEMS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
11.2.1. Basic principles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
11.2.2. The Anger camera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
11.2.3. SPECT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
11.3. PET SYSTEMS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
11.3.1. Principle of annihilation coincidence detection. . . . . . . 353
11.3.2. Design considerations for PET systems. . . . . . . . . . . . . 356
11.3.3. Detector systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
11.3.4. Data acquisition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
11.3.5. Data corrections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
11.4. SPECT/CT AND PET/CT SYSTEMS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
11.4.1. CT uses in emission tomography. . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
11.4.2. SPECT/CT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
11.4.3. PET/CT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
CHAPTER 12. COMPUTERS IN NUCLEAR MEDICINE. . . . . . . . . . . . . . 398
12.1. PHENOMENAL INCREASE IN COMPUTING
CAPABILITIES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
12.1.1. Moore’s law. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
12.1.2. Hardware versus ‘peopleware’. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
12.1.3. Future trends. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
12.2. STORING IMAGES ON A COMPUTER. . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
12.2.1. Number systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
12.2.2. Data representation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
12.2.3. Images and volumes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
12.3. IMAGE PROCESSING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
12.3.1. Spatial frequencies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
12.3.2. Sampling requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
12.3.3. Convolution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
12.3.4. Filtering. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
12.3.5. Band-pass filters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
12.3.6. Deconvolution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
12.3.7. Image restoration filters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422
12.3.8. Other processing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424
12.4. DATA ACQUISITION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425
12.4.1. Acquisition matrix size and spatial resolution. . . . . . . . 426
12.4.2. Static and dynamic planar acquisition. . . . . . . . . . . . . . . 426

12.4.3. SPECT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427
12.4.4. PET acquisition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428
12.4.5. Gated acquisition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
12.4.6. List-mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
12.5. FILE FORMAT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
12.5.1. File format design. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432
12.5.2. Common image file formats. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
12.5.3. Movie formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
12.5.4. Nuclear medicine data requirements. . . . . . . . . . . . . . . . 437
12.5.5. Common nuclear medicine data storage formats. . . . . . 442
12.6. INFORMATION SYSTEM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
12.6.1. Database. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
12.6.2. Hospital information system. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
12.6.3. Radiology information system. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
12.6.4. Picture archiving and communication system. . . . . . . . . 446
12.6.5. Scheduling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
12.6.6. Broker. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
12.6.7. Security. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
CHAPTER 13. IMAGE RECONSTRUCTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
13.1. INTRODUCTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
13.2. ANALYTICAL RECONSTRUCTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450
13.2.1. Two dimensional tomography. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
13.2.2. Frequency–distance relation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
13.2.3. Fully 3‐D tomography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
13.2.4. Time of flight PET. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
13.3. ITERATIVE RECONSTRUCTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468
13.3.1. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468
13.3.2. Optimization algorithms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473
13.3.3. Maximum-likelihood expectation-maximization. . . . . . 479
13.3.4. Acceleration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485
13.3.5. Regularization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488
13.3.6. Corrections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495
13.4. NOISE ESTIMATION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507
13.4.1. Noise propagation in filtered back projection. . . . . . . . . 507
13.4.2. Noise propagation in maximum-likelihood
expectation-maximization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508

CHAPTER 14. NUCLEAR MEDICINE IMAGE DISPLAY. . . . . . . . . . . . . 512
14.1. INTRODUCTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512
14.2. DIGITAL IMAGE DISPLAY AND VISUAL PERCEPTION. . . 513
14.2.1. Display resolution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514
14.2.2. Contrast resolution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515
14.3. DISPLAY DEVICE HARDWARE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516
14.3.1. Display controller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516
14.3.2. Cathode ray tube. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517
14.3.3. Liquid crystal display panel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519
14.3.4. Hard copy devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521
14.4. GREY SCALE DISPLAY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521
14.4.1. Grey scale standard display function. . . . . . . . . . . . . . . . 522
14.5. COLOUR DISPLAY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
14.5.1. Colour and colour gamut. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528
14.6. IMAGE DISPLAY MANIPULATION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
14.6.1. Histograms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
14.6.2. Windowing and thresholding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
14.6.3. Histogram equalization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532
14.7. VISUALIZATION OF VOLUME DATA. . . . . . . . . . . . . . . . . . 533
14.7.1. Slice mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533
14.7.2. Volume mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534
14.7.3. Polar plots of myocardial perfusion imaging. . . . . . . . . 538
14.8. DUAL MODALITY DISPLAY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540
14.9. DISPLAY MONITOR QUALITY ASSURANCE. . . . . . . . . . . . 541
14.9.1. Acceptance testing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542
14.9.2. Routine quality control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542
CHAPTER 15. DEVICES FOR EVALUATING IMAGING SYSTEMS. . . . 547
15.1. DEVELOPING A QUALITY MANAGEMENT SYSTEM
APPROACH TO INSTRUMENT QUALITY ASSURANCE. . . 547
15.1.1. Methods for routine quality assurance procedures. . . . . 547
15.2. HARDWARE (PHYSICAL) PHANTOMS. . . . . . . . . . . . . . . . . 550
15.2.1. Gamma camera phantoms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 550
15.2.2. SPECT phantoms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558
15.2.3. PET phantoms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 568
15.3. COMPUTATIONAL MODELS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575
15.3.1. Emission tomography simulation toolkits. . . . . . . . . . . . 577

15.4. ACCEPTANCE TESTING. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578
15.4.1. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578
15.4.2. Procurement and pre-purchase evaluations. . . . . . . . . . . 580
15.4.3. Acceptance testing as a baseline for regular quality
assurance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583
15.4.4. What to do if the instrument fails acceptance testing. . . 584
15.4.5. Meeting the manufacturer’s specifications. . . . . . . . . . . 584

CHAPTER 16. FUNCTIONAL MEASUREMENTS IN NUCLEAR

MEDICINE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587
16.1. INTRODUCTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587
16.2. NON-IMAGING MEASUREMENTS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588
16.2.1. Renal function measurements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588
16.2.2. 14C breath tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591
16.3. IMAGING MEASUREMENTS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591
16.3.1. Thyroid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592
16.3.2. Renal function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 594
16.3.3. Lung function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596
16.3.4. Gastric function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596
16.3.5. Cardiac function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599
CHAPTER 17. QUANTITATIVE NUCLEAR MEDICINE. . . . . . . . . . . . . . 608
17.1. PLANAR WHOLE BODY BIODISTRIBUTION
MEASUREMENTS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
17.2. QUANTITATION IN EMISSION TOMOGRAPHY. . . . . . . . . 609
17.2.1. Region of interest. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609
17.2.2. Use of standard. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610
17.2.3. Partial volume effect and the recovery coefficient. . . . . 610
17.2.4. Quantitative assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 612
17.2.5. Estimation of activity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616
17.2.6. Evaluation of image quality. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 618
CHAPTER 18. INTERNAL DOSIMETRY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621
18.1. THE MEDICAL INTERNAL RADIATION DOSE
FORMALISM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621
18.1.1. Basic concepts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621
18.1.2. The time-integrated activity in the source region. . . . . . 626

18.1.3. Absorbed dose rate per unit activity (S value). . . . . . . . 628
18.1.4. Strengths and limitations inherent in the formalism. . . . 631
18.2. INTERNAL DOSIMETRY IN CLINICAL PRACTICE. . . . . . . 635
18.2.1. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635
18.2.2. Dosimetry on an organ level. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636
18.2.3. Dosimetry on a voxel level. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637
CHAPTER 19. RADIONUCLIDE THERAPY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641
19.1. INTRODUCTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641
19.2. THYROID THERAPIES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642
19.2.1. Benign thyroid disease. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642
19.2.2. Thyroid cancer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643
19.3. PALLIATION OF BONE PAIN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645
19.3.1. Treatment specific issues. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646
19.4. HEPATIC CANCER. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646
19.4.1. Treatment specific issues. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647
19.5. NEUROENDOCRINE TUMOURS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647
19.5.1. Treatment specific issues. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648
19.6. NON-HODGKIN’S LYMPHOMA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649
19.6.1. Treatment specific issues. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649
19.7. PAEDIATRIC MALIGNANCIES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 650
19.7.1. Thyroid cancer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 651
19.7.2. Neuroblastoma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 651
19.8. ROLE OF THE PHYSICIST. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652
19.9. EMERGING TECHNOLOGY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654
19.10. CONCLUSIONS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656
CHAPTER 20. MANAGEMENT OF THERAPY PATIENTS. . . . . . . . . . . . 658
20.1. INTRODUCTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658
20.2. OCCUPATIONAL EXPOSURE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658
20.2.1. Protective equipment and tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658
20.2.2. Individual monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659
20.3. RELEASE OF THE PATIENT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659
20.3.1. The decision to release the patient. . . . . . . . . . . . . . . . . 660
20.3.2. Specific instructions for releasing the radioactive
patient. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662
20.4. PUBLIC EXPOSURE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 665
20.4.1. Visitors to patients. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 665
20.4.2. Radioactive waste. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 665

20.5. RADIONUCLIDE THERAPY TREATMENT ROOMS
AND WARDS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666
20.5.1. Shielding for control of external dose. . . . . . . . . . . . . . . 666
20.5.2. Designing for control of contamination. . . . . . . . . . . . . 668
20.6. OPERATING PROCEDURES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 668
20.6.1. Transport of therapy doses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 669
20.6.2. Administration of therapeutic radiopharmaceuticals. . . 669
20.6.3. Error prevention. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 670
20.6.4. Exposure rates and postings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 670
20.6.5. Patient care in the treating facility. . . . . . . . . . . . . . . . . . 672
20.6.6. Contamination control procedures. . . . . . . . . . . . . . . . . 673
20.7. CHANGES IN MEDICAL STATUS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 674
20.7.1. Emergency medical procedures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 675
20.7.2. The radioactive patient in the operating theatre. . . . . . . 675
20.7.3. Radioactive patients on dialysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676
20.7.4. Re-admission of patients to the treating institution. . . . . 676
20.7.5. Transfer to another health care facility. . . . . . . . . . . . . . 677
20.8. DEATH OF THE PATIENT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677
20.8.1. Death of the patient following radionuclide therapy. . . . 678
20.8.2. Organ donation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679
20.8.3. Precautions during autopsy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679
20.8.4. Preparation for burial and visitation. . . . . . . . . . . . . . . . 680
20.8.5. Cremation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 681
APPENDIX I: ARTEFACTS AND TROUBLESHOOTING. . . . . . . . . . . . 684
APPENDIX II: RADIONUCLIDES OF INTEREST IN DIAGNOSTIC
AND THERAPEUTIC NUCLEAR MEDICINE. . . . . . . . . 719
ABBREVIATIONS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723
SYMBOLS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 729
CONTRIBUTORS to drafting and review. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 735

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