rSPECT: Diseño y evaluación de un sistema SPECT de alta resolución para animales de laboratorio E. Lage 1 , J. Villena 1 , G. Tapias 1 , I. Vidal-Migallón 1 , M. Abella 1 , A. Sisniega 1 , J. Pavía 2 , D. Ros 3 , M. Desco 1, 4 y J. J. Vaquero 1 1 Laboratorio de Imagen Médica. Unidad de Medicina y Cirugía Experimental, Hospital General Universitario Gregorio Marañón, Madrid, España, desco@hggm.es 2 Servicio de Medicina Nuclear, Hospital Clínico y Provincial de Barcelona, Barcelona, Spain 3 Unidad de Biofísica y Bioingeniería, Universidad de Barcelona – IDIBAPS 4 Centro de investigación biomédica en red en salud mental (CIBERSAM) Resumen rSPECT es un nuevo escáner SPECT para animales de laboratorio compuesto por dos gamma-cámaras de elevado rendimiento y tamaño reducido. El diseño de las cámaras, basado en cristales pixelados y tubos fotomultiplicadores, permite el uso de diferentes colimadores en función de los requerimientos del estudio. Aunque el sistema se ha diseñado primando su bajo coste y la obtención de prestaciones adecuadas para la realización de estudios simples, las medidas de rendimiento obtenidas (resolución espacial en imagen plana de hasta 1.1 mm y sensibilidad de hasta 3.0 cps/µCi/detector) demuestran su viabilidad como instrumento para la realización de estudios preclínicos con pequeños animales. 1. Introducción La tomografía por emisión de fotón único (SPECT) es actualmente la técnica de imagen nuclear más extendida en clínica debido a ventajas logísticas frente a la tomografía por emisión de positrones (PET). Entre ellas destacan la existencia de isótopos con un amplio rango de vidas medias, relativa sencillez para el marcado de moléculas, bajo coste de los isótopos y amplia disponibilidad de los mismos. Además, sólo la SPECT es capaz de diferenciar entre varios trazadores simultáneos, permitiendo de esta forma el estudio de procesos moleculares o celulares complejos in vivo. Durante los últimos años, el desarrollo tecnológico de estos equipos de imagen molecular ha permitido la adaptación de sus características (especialmente su resolución espacial) para su utilización con animales de laboratorio. En este aspecto, la SPECT es actualmente capaz de proporcionar mayor resolución espacial que la PET debido al uso de colimación pinhole [1] y a que no existen ciertas limitaciones físicas inherentes a la misma [2]. Aunque en la actualidad existen diversos sistemas comerciales para animales de laboratorio [3, 4] el coste de los mismos es aún muy elevado y sus características exceden los requerimientos básicos para la realización de la mayoría de los protocolos utilizados en investigación. El sistema rSPECT surge con el objetivo de proporcionar una herramienta versátil, de bajo coste y rendimiento adecuado para la realización de estudios con animales de laboratorio. Este trabajo describe el proceso de desarrollo del aparato y las medidas llevadas a cabo para evaluar su rendimiento. A este respecto, se ha caracterizado la resolución de energía, resolución espacial en imagen plana y la sensibilidad para diferentes configuraciones de los detectores. Adicionalmente, se presentan estudios tomograficos adquiridos utilizando varias configuraciones y diferentes trazadores, que demuestran la viabilidad de uso del sistema rSPECT en aplicaciones preclínicas. 2. Descripción del Sistema 2.1. Elementos Detectores El sistema de detección del rSPECT se compone de dos detectores enfrentados montados sobre un soporte rotatorio (Figura 1.a). Cada uno de los detectores está construido a partir de un tubo fotomultiplicador sensible a posición (Modelo H-8500, Hamamatsu Photonics) con un área efectiva de aproximadamente 46 x 46 mm 2 y una matriz de 30 x 30 cristales de centelleo de NaI (Tl) con píxeles de 1.4 x 1.4 x 6 mm3 (1.6 mm de paso). El acoplamiento tubo-cristales se realizó mediante una capa de grasa óptica Bicron BC-630 (Saint Gobain Crystals). Las señales de salida de cada tubo se agruparon mediante un circuito resistivo, reduciendo así el número de canales a digitalizar de 64 a 16. Este circuito, se ha implementado en un conjunto de placas cuyo diseño permite su acoplamiento a los conectores de salida del fotomultiplicador y que además contiene etapas de amplificación y conformado de pulsos para las señales de salida, una fuente de alimentación de alto voltaje para el tubo fotomultiplicador y una señal de temporización obtenida a partir del último dínodo del mismo. Los elementos que forman el detector están ensamblados en una cubierta de delrin que salvaguarda su integridad y permite su ajuste en la carcasa principal de la gamma- cámara (Figura 1.b). Esta carcasa, además de contener el blindaje necesario para la correcta operación del detector y permitir su acoplamiento al soporte rotatorio de la máquina, incorpora un mecanismo manual que permite acoplar al detector dos tipos de colimador diferentes, uno de agujeros paralelos y otro de tipo pinhole con aperturas intercambiables (Figura 1.c).Los colimadores de agujeros paralelos se han fabricado en plomo y consisten en una matriz de agujeros hexagonales de 1 mm de apertura, 25 mm de longitud y un espesor septal de 0.2 mm. Actas del XXVII Congreso Anual de la Sociedad Espa˜ nola de Ingenier´ ıa Biom´ edica 111