Table Of ContentIImmaaggiinngg ffoorr
MMeeddiicciinnee
VVoolluummee 11
NNUUCCLLEEAARR MMEEDDIICCIINNEE,,
UULLTTRRAASSOONNIICCSS,, aanndd TTHHEERRMMOOGGRRAAPPHHYY
IImmaaggiinngg ffoorr MMeeddiicciinnee
VVoolluummee 11 NNuucclleeaarr MMeeddiicciinnee,, UUllttrraassoonniiccss,, aanndd TThheerrmmooggrraapphhyy
VVoolluummee 22 DDiiaaggnnoossttiicc RRaaddiioollooggyy
VVoolluummee 33 FFrroomm tthhee UUllttrraavviioolleett ttoo tthhee NNeeaarr IInnffrraarreedd
IImmaaggiinngg ffoorr
MMeeddiicciinnee
VVoolluummee 11
NNUUCCLLEEAARR MMEEDDIICCIINNEE,,
UULLTTRRAASSOONNIICCSS,, aanndd TTHHEERRMMOOGGRRAAPPHHYY
EEddiitteedd bbyy
SSOOLL NNUUDDEELLMMAANN
DDEENNNNIISS DD.. PPAATTTTOONN
UUnniivveerrssiittyy ooff AArriizzoonnaa SScchhooooll ooff MMeeddiicciinnee
TTuuccssoonn,, AArriizzoonnaa
PPLLEENNUUMM PPRREESSSS .. NNEEWW YYOORRKK AANNDD LLOONNDDOONN
LLiibbrraarryy ooff CCoonnggrreessss CCaattaallooggiinngg iinn PPuubblliiccaattiioonn DDaattaa
MMaaiinn eennttrryy uunnddeerr ttiittllee::
IImmaaggiinngg ffoorr mmeeddiicciinnee..
IInncclluuddeess iinnddeexx..
CCOONNTTEENNTTSS:: vv.. 11.. NNuucclleeaarr MMeeddiicciinnee,, uullttrraassoonniiccss,, aanndd tthheerrmmooggrraapphhyy..
11.. DDiiaaggnnoossiiss,, RRaaddiioossccooppiicc,, 22.. RRaaddiioollooggyy,, MMeeddiiccaall.. 33.. IImmaaggiinngg ssyysstteemmss iinn mmeeddiicciinnee..
II.. NNuuddeellmmaann,, SSooll.. IIII.. PPaattttoonn,, DDeennnniiss DD.. [[DDNNLLMM:: 11.. UUllttrraassoonniiccss--DDiiaaggnnoossttiicc uussee..
22.. TThheerrmmooggrraapphhyy.. 33.. DDiiaaggnnoossiiss--IInnssttrruummeennttaattiioonn.. 44.. RRaaddiioonnuucclliiddee iimmaaggiinngg.. WWBB114411..33
113311))
RRCC7788..114455 661166..0077''5577 7799··2255668800
ISBN 978-1-4684-3673-0 ISBN 978-1-4684-3671-6 (eBook)
DOI 10.1007/978-1-4684-3671-6
©© 11998800 PPlleennuumm PPrreessss,, NNeeww YYoorrkk
SSooffttccoovveerr rreepprriinntt ooff tthhee hhaarrddccoovveerr 11ss tt eeddiittiioonn 11998800
AA DDiivviissiioonn ooff PPlleennuumm PPuubblliisshhiinngg CCoorrppoorraattiioonn
222277 WWeesstt 1177tthh SSttrreeeett,, NNeeww YYoorrkk,, NN..YY.. 1100001111
AAllll rriigghhttss rreesseerrvveedd
NNoo ppaarrtt ooff tthhiiss bbooookk mmaayy bbee rreepprroodduucceedd,, ssttoorreedd iinn aa rreettrriieevvaall ssyysstteemm,, oorr ttrraannssmmiitttteedd,,
iinn aannyy ffoorrmm oorr bbyy aannyy mmeeaannss,, eelleeccttrroonniicc,, mmeecchhaanniiccaall,, pphhoottooccooppyyiinngg,, mmiiccrrooffiillmmiinngg,,
rreeccoorrddiinngg,, oorr ootthheerrwwiissee wwiitthhoouutt wwrriitttteenn ppeerrmmiissssiioonn ffrroomm tthhee PPuubblliisshheerr
CCoonnttrriibbuuttoorrss
HH.. HH.. BBaarrrreetttt,, OOppttiiccaall SScciieenncceess CCeenntteerr,, UUnniivveerrssiittyy ooff AArriizzoonnaa,,
TTuuccssoonn,, AArriizzoonnaa 8855772211
TThheeooddoorree BBoowweenn,, DDeeppaarrttmmeenntt ooff PPhhyyssiiccss,, UUnniivveerrssiittyy ooff AArriizzoonnaa,,
TTuuccssoonn,, AArriizzoonnaa 8855772211
EEuussttaaccee ll.. DDeerreenniiaakk,, OOppttiiccaall SScciieenncceess CCeenntteerr,, UUnniivveerrssiittyy ooff AArriizzoonnaa,,
TTuuccssoonn,, AArriizzoonnaa 8855772211
IIrrwwiinn MM.. FFrreeuunnddlliicchh,, DDeeppaarrttmmeenntt ooff RRaaddiioollooggyy,, HHeeaalltthh SScciieenncceess
CCeenntteerr,, UUnniivveerrssiittyy ooff AArriizzoonnaa,, TTuuccssoonn,, AArriizzoonnaa 8855772244
KKaaii HHaabbeerr,, DDeeppaarrttmmeenntt ooff RRaaddiioollooggyy,, HHeeaalltthh SScciieenncceess CCeenntteerr,,
UUnniivveerrssiittyy ooff AArriizzoonnaa,, TTuuccssoonn,, AArriizzoonnaa 8855772244
RRoonnaalldd EE.. MMccKKeeiigghheenn,, SSeeaarrllee DDiiaaggnnoossttiiccss,, IInncc..,, 22000000 NNuucclleeaarr
DDrriivvee,, DDeess PPllaaiinneess,, IIlllliinnooiiss 6600001188.. PPrreesseenntt aaddddrreessss:: KK.. BB.. AAeerrootteecchh,,
PP..OO.. BBooxx 335500,, LLeewwiissttoowwnn,, PPeennnnssyyllvvaanniiaa 1177004444
GG.. MMuueehhlllleehhnneerr,, SSeeaarrllee DDiiaaggnnoossttiiccss,, IInncc..,, 22000000 NNuucclleeaarr DDrriivvee,, DDeess
PPllaaiinneess,, IIlllliinnooiiss 6600001188.. PPrreesseenntt aaddddrreessss:: HHoossppiittaall ooff tthhee UUnniivveerrssiittyy
ooff PPeennnnssyyllvvaanniiaa,, 33440000 SSpprruuccee SSttrreeeett,, PPhhiillaaddeellpphhiiaa,, PPeennnnssyyllvvaanniiaa
1199110044
DDeennnniiss DD.. PPaattttoonn,, DDiivviissiioonn ooff NNuucclleeaarr MMeeddiicciinnee,, HHeeaalltthh SScciieenncceess
CCeenntteerr,, UUnniivveerrssiittyy ooff AArriizzoonnaa,, TTuuccssoonn,, AArriizzoonnaa 8855772244
JJ..AA.. PPaattttoonn,, DDeeppaarrttmmeenntt ooff RRaaddiioollooggyy,, VVaannddeerrbbiilltt UUnniivveerrssiittyy,,
NNaasshhvviillllee,, TTeennnneesssseeee 3377223322
GGoottzz RRaassssooww,, SSiieemmeennss AAkkttiieennggeesseellllsscchhaafftt,, MMeeddiiccaall EEnnggiinneeeerriinngg
GGrroouupp,, PPoossttffaacchh 33226600,, DD--88552200 EErrllaannggeenn,, WWeesstt GGeerrmmaannyy
RR.. GG.. SSiimmppssoonn,, OOppttiiccaall SScciieenncceess CCeenntteerr,, UUnniivveerrssiittyy ooff AArriizzoonnaa,,
TTuuccssoonn,, AArriizzoonnaa 8855772211
vv
vvii CCoonnttrriibbuuttoorrss
FF.. RR.. WWhhiitteehheeaadd,, SSeeaarrllee DDiiaaggnnoossttiiccss,, IInncc..,, 22000000 NNuucclleeaarr DDrriivvee,,
DDeess PPllaaiinneess,, IIlllliinnooiiss 6600001188.. PPrreesseenntt aaddddrreessss:: GGeenneerraall EElleeccttrriicc
MMeeddiiccaall SSyysstteemmss DDiivviissiioonn,, 1111550055 DDoouuggllaass RRooaadd,, RRaanncchhoo CCoorrddoovvaa,,
CCaalliiffoorrnniiaa 9955667700
WWiilllliiaamm LL.. WWoollffee,, OOppttiiccaall SScciieenncceess CCeenntteerr,, UUnniivveerrssiittyy ooff AArriizzoonnaa,,
TTuuccssoonn.. AArriizzoonnaa 8855772211
PPrreeffaaccee
TThhee mmaatteerriiaall iinn tthhiiss vvoolluummee wwaass pprreeppaarreedd aanndd ccoolllleecctteedd oovveerr tthhee ppaasstt
ffoouurr yyeeaarrss wwiitthh tthhee ggrroowwiinngg rreeaalliizzaattiioonn tthhaatt aa tteecchhnniiccaall rreevvoolluuttiioonn wwaass iinn
pprrooggrreessss ffoorr ddiiaaggnnoossttiicc mmeeddiicciinnee.. IItt bbeeccaammee cclleeaarr tthhaatt ffoorr tthhee wwiiddee vvaarriieettyy
ooff iimmaaggiinngg iinnssttrruummeennttss aanndd mmeetthhooddss ffiinnddiinngg tthheeiirr wwaayy iinnttoo aapppplliiccaattiioonnss
ffoorr rreesseeaarrcchh aanndd cclliinniiccaall mmeeddiicciinnee,, tthheerree wwaass aa ssccaarrcciittyy ooff rreeffeerreennccee aanndd
tteexxtt bbooookkss ffoorr tthhee sscciieennttiisstt aanndd eennggiinneeeerr bbeeggiinnnniinngg iinn tthhee ffiieelldd.. TThhuuss wwhhaatt
bbeeggaann aass aa rreellaattiivveellyy ssmmaallll pprroojjeecctt ffoorr aa ssiinnggllee vvoolluummee hhaass ggrroowwnn iinnttoo
cceerrttaaiinnllyy ttwwoo aanndd pprroobbaabbllyy tthhrreeee vvoolluummeess ttoo aaddeeqquuaatteellyy ccoovveerr tthhee ffiieelldd..
TThhiiss ffiirrsstt vvoolluummee iiss eexxppeecctteedd ttoo bbee ffoolllloowweedd wwiitthhiinn aa ffeeww mmoonntthhss bbyy aa
sseeccoonndd vvoolluummee,, ddeeaalliinngg wwiitthh ddiiaaggnnoossttiicc rraaddiioollooggyy,, aanndd wwiitthhiinn aa yyeeaarr bbyy
aa tthhiirrdd vvoolluummee,, ccoovveerriinngg mmoosstt ootthheerr aassppeeccttss ooff mmeeddiicciinnee tthhaatt uuttiilliizzee ssppeeccttrraa
ffrroomm tthhee uullttrraavviioolleett tthhrroouugghh tthhee vviissiibbllee iinnttoo tthhee nneeaarr--iinnffrraarreedd..
TThhee cchhaapptteerrss iinn tthhiiss bbooookk aarree ddiivviiddeedd iinnttoo tthhrreeee ggrroouuppss.. TThhee ffiirrsstt
ggrroouupp ddeeaallss wwiitthh nnuucclleeaarr mmeeddiicciinnee aanndd iinncclluuddeess CChhaapptteerrss 11--88.. TThheessee
cchhaapptteerrss aarree aarrrraannggeedd ttoo bbeeggiinn wwiitthh aa bbrrooaadd iinnttrroodduuccttiioonn ttoo tthhee ssuubbjjeecctt
((CChhaapptteerr 11)) ffoolllloowweedd bbyy aa sseeqquueennccee ooff ffoouurr cchhaapptteerrss ((CChhaapptteerrss 22--55)) tthhaatt
pprroovviiddee aann iinn--ddeepptthh rreevviieeww ooff tthhee iimmaaggiinngg iinnssttrruummeennttaattiioonn ddeevveellooppeedd
ffoorr tthhee ffiieelldd.. CChhaapptteerr 66 ddeeaallss wwiitthh ""eevvaalluuaattiioonn"" ooff iimmaaggiinngg ddeevviiccee ppeerr
ffoorrmmaannccee,, wwhhiillee CChhaapptteerrss 77 aanndd 88 ddiissccuussss ttwwoo aarreeaass ooff ccoonnssiiddeerraabbllee rree
sseeaarrcchh aaccttiivviittyy..
TThhee sseeccoonndd ggrroouupp ooff cchhaapptteerrss,, CChhaapptteerrss 99 aanndd 1100,, ccoovveerrss uullttrraassoonniicc
iimmaaggiinngg.. CChhaapptteerr 99 pprroovviiddeess aa ttuuttoorriiaall ttrreeaattmmeenntt ooff tthhee pphhyyssiicciiaann''ss aapppprrooaacchh
ttoo uullttrraassoonniicc eexxaammiinnaattiioonn,, aanndd CChhaapptteerr 1100 pprroovviiddeess aa tthheeoorreettiiccaall aannaallyyssiiss
ooff tthhee vvaarriioouuss aassppeeccttss iimmppoorrttaanntt iinn uullttrraassoonniicc iimmaaggiinngg.. TThhee tthhiirrdd ggrroouupp ooff
cchhaapptteerrss,, CChhaapptteerrss 1111--1133,, ssppaannss tthhee ffiieelldd ooff tthheerrmmooggrraapphhyy.. CChhaapptteerr 1111
aaggaaiinn iinnttrroodduucceess tthhee ssuubbjjeecctt ffrroomm tthhee pphhyyssiicciiaann''ss ppooiinntt ooff vviieeww,, CChhaapptteerr
1122 rreevviieewwss iinnssttrruummeennttaattiioonn aavvaaiillaabbllee aass wweellll aass uunnddeerr ddeevveellooppmmeenntt,, aanndd
CChhaapptteerr 1133 pprreesseennttss aa ddeettaaiilleedd tthheeoorreettiiccaall ttrreeaattmmeenntt ooff tthhee ssuubbjjeecctt..
IItt iiss hhooppeedd tthhaatt bbyy mmiixxiinngg cchhaapptteerrss ccoovveerriinngg tthhee pphhyyssiicciiaann''ss ddiiaaggnnoossttiicc
aapppprrooaacchh wwiitthh tthhee tteecchhnniiccaall cchhaapptteerrss,, aa mmoorree pprraaccttiiccaall uunnddeerrssttaannddiinngg ooff
tthhee ssttrreennggtthhss aanndd wweeaakknneesssseess ooff tthhee ddiiffffeerreenntt mmooddaalliittiieess wwiillll bbee ppoossssiibbllee,,
aanndd tthhaatt iitt mmiigghhtt eevveenn iinnssppiirree nneeww ddiirreeccttiioonnss ooff rreesseeaarrcchh aanndd ddeevveellooppmmeenntt..
vviiii
vviiiiii PPrreeffaaccee
WWee aarree iinnddeebbtteedd ttoo aanndd tthhaannkk PPrrooffeessssoorr MM.. PPaauull CCaapppp ffoorr hhiiss ccoonn
ttiinnuuoouuss eennccoouurraaggeemmeenntt aanndd aassssiissttaannccee,, iinn aaddddiittiioonn ttoo MMss.. BBeevveerrllyy BBiinnddeess,,
MMss.. BBeettttyy PPoorrtteerr,, aanndd MMss.. GGeeoorrggiiee MMaayy QQuuiinnnn ffoorr tthheeiirr sseeccrreettaarriiaall aassssiiss
ttaannccee..
UUnniivveerrssiittyy ooff AArriizzoonnaa SSooll NNuuddeellmmaann,, PPhh..DD..
CCoolllleeggee ooff MMeeddiicciinnee DDeennnniiss DD.. PPaattttoonn,, MM..DD..
CCoonntteennttss
11.. BBaassiicc IInnffoorrmmaattiioonn oonn RRoouuttiinnee DDiiaaggnnoossiiss iinn NNuucclleeaarr
MMeeddiicciinnee
GGaattzz RRaassssooww
11..11.. IInnttrroodduuccttiioonn .......................................................................... .. II
II..II..11.. NNuucclleeaarr TThheerraappyy .................................................. .. 22
11..11..22.. NNuucclleeaarr DDiiaaggnnoossiiss ............................................................................ 22
11..22.. NNuucclleeaarr DDiiaaggnnoossiiss.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 22
11..22..11.. IInnddiiccaattoorr MMeetthhoodd.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 22
11..22..22.. BBaassiicc TTeecchhnniiqquueess ooff tthhee IInnddiiccaattoorr MMeetthhoodd .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 44
11..22..33.. RRoouuttiinnee MMeetthhooddss.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 99
11..33.. PPhhyyssiiccaall TTeerrmmss .... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 3344
11..33..11.. CChheemmiiccaall EElleemmeennttss,, IIssoottooppeess,, NNuucclliiddeess.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 3344
11..33..22.. NNuucclleeoonnss,, EElleemmeennttaarryy PPaarrttiicclleess,, EEmmiissssiioonn PPaarrttiicclleess .............................. 3366
11..33..33.. NNuucclleeaarr TTrraannssffoorrmmaattiioonn,, NNuucclleeaarr DDeeccaayy,, DDeeccaayy SScchheemmee.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 3388
11..33..44.. AArrttiiffiicciiaall aanndd NNaattuurraall RRaaddiioonnuucclliiddeess .................................................... 4400
11..33..55.. SSttaabbiilliittyy,, HHaallff--LLiiffee .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 4411
11..33 ..66.. MMeettaassttaabbiilliittyy.......................................................................................... 4411
11..33..77.. TTyyppeess ooff DDeeccaayy.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 4444
11..33..88.. EEnneerrggyy ooff EEmmiissssiioonn PPaarrttiicclleess.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 4444
11..33..99.. AAbbssoorrppttiioonn ooff EEmmiissssiioonn PPaarrttiicclleess .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 4455
11..33..1100.. EEffffeeccttss ooff NNuucclleeaarr DDeeccaayy ...................................................................... 4477
11..44.. IInnssttrruummeennttaattiioonn...................................................................................... 5533
11..44..11.. DDeetteeccttiioonn aanndd EEnneerrggyy DDeetteerrmmiinnaattiioonn ooff IInnddiivviidduuaall EEmmiissssiioonn
PPaarrttiicclleess .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 5544
11..44..22.. RRaaddiiaattiioonn DDeetteeccttiioonn aanndd EEnneerrggyy SSppeeccttrruumm.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 5566
11..44..33.. RRaaddiiaattiioonn DDeetteeccttoorr TTyyppeess.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 6611
II.. 44..44.. SSttaattiissttiiccaall EErrrroorr .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 6655
11..44..55.. RRaaddiiaattiioonn--MMeeaassuurriinngg IInnssttrruummeennttss 6688
22.. SScciinnttiillllaattiioonn CCaammeerraa CCoolllliimmaattoorrss
GG.. MMuueehhlllleehhnneerr
22..11.. IInnttrroodduuccttiioonn ............ .. 7777
22..22.. RReessoolluuttiioonn ........ .. 7799
iixx
