的医学成像原理课件第8章核医学成像讲解学习.ppt

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1、的医学成像原理课件第8章核医学成像第一节 概述核医学的定义：核医学的定义：核医学是核技术与医学相结合的学科核医学的任务是用放射性核素及核技术来诊断、治疗及研究疾病。核医学涉及的学科：核医学涉及的学科：核物理、核电子、核探测、计算机控制及图像处理、数学、放射化学、医学的各科等。核医学成像过程：核医学成像过程：先把某种放射性同位素标记在药物上，形成放射性药物并引入体内，先把某种放射性同位素标记在药物上，形成放射性药物并引入体内，当他被人体的脏器和组织吸收以后，就在体内形成了辐射源。用当他被人体的脏器和组织吸收以后，就在体内形成了辐射源。用射射线检测装置可以在体外检测体内放射性核素在衰变过程中放出的

2、线检测装置可以在体外检测体内放射性核素在衰变过程中放出的射射线，从而构成放射性同位素在体内分布密度的图像。线，从而构成放射性同位素在体内分布密度的图像。由于放射性药物与一般天然元素或化合物一样，能够参与机体的物质由于放射性药物与一般天然元素或化合物一样，能够参与机体的物质代谢，因此核医学成像的图像不仅反映了脏器和集体组织的形态，更代谢，因此核医学成像的图像不仅反映了脏器和集体组织的形态，更重要的是提供了有关脏器功能及相关的生理、生化信息。重要的是提供了有关脏器功能及相关的生理、生化信息。核医学发展简史：核医学发展简史：序幕：序幕：序幕：序幕：1896189618961896年法国物理学家贝可勒

3、尔发现铀的放射性，第一次认识到放射现年法国物理学家贝可勒尔发现铀的放射性，第一次认识到放射现年法国物理学家贝可勒尔发现铀的放射性，第一次认识到放射现年法国物理学家贝可勒尔发现铀的放射性，第一次认识到放射现象。象。象。象。1898189818981898年居里夫妇成功提取放射性钋和镭年居里夫妇成功提取放射性钋和镭年居里夫妇成功提取放射性钋和镭年居里夫妇成功提取放射性钋和镭 1926192619261926年美国内科医师年美国内科医师年美国内科医师年美国内科医师BlungareBlungareBlungareBlungare首先应用氡研究循环时间第一次应用了首先应用氡研究循环时间第一次应用了首先应

4、用氡研究循环时间第一次应用了首先应用氡研究循环时间第一次应用了示踪技术，后来又进行了多领域的生理、病理及药理方面的研究，因示踪技术，后来又进行了多领域的生理、病理及药理方面的研究，因示踪技术，后来又进行了多领域的生理、病理及药理方面的研究，因示踪技术，后来又进行了多领域的生理、病理及药理方面的研究，因此，被称为此，被称为此，被称为此，被称为“核医学之父核医学之父核医学之父核医学之父”。1934193419341934年居里夫妇第一次人工获得了放射性年居里夫妇第一次人工获得了放射性年居里夫妇第一次人工获得了放射性年居里夫妇第一次人工获得了放射性30P30P30P30P，从此人们开阔了眼界，从此人

5、们开阔了眼界，从此人们开阔了眼界，从此人们开阔了眼界，看到了核子和平利用的前景。看到了核子和平利用的前景。看到了核子和平利用的前景。看到了核子和平利用的前景。初具规模：初具规模：初具规模：初具规模：1942194219421942年费米在芝加哥大学建立了世界上第一座核反应堆，开始生产年费米在芝加哥大学建立了世界上第一座核反应堆，开始生产年费米在芝加哥大学建立了世界上第一座核反应堆，开始生产年费米在芝加哥大学建立了世界上第一座核反应堆，开始生产131I131I131I131I、32P32P32P32P等少量放射性核素，到等少量放射性核素，到等少量放射性核素，到等少量放射性核素，到19461946

6、19461946年生产品种和量都有了增加年生产品种和量都有了增加年生产品种和量都有了增加年生产品种和量都有了增加.核医学仪器也在不断地研制，核医学仪器也在不断地研制，核医学仪器也在不断地研制，核医学仪器也在不断地研制，51515151年第一台年第一台年第一台年第一台-扫描仪制成，实现了心、扫描仪制成，实现了心、扫描仪制成，实现了心、扫描仪制成，实现了心、肾、肝、胆功能测定，肾、脾、骨、甲状腺的扫描。从此核医学的临肾、肝、胆功能测定，肾、脾、骨、甲状腺的扫描。从此核医学的临肾、肝、胆功能测定，肾、脾、骨、甲状腺的扫描。从此核医学的临肾、肝、胆功能测定，肾、脾、骨、甲状腺的扫描。从此核医学的临床应

7、用初步具备了自己的理论基础方法和手段，为今后的发展奠定了床应用初步具备了自己的理论基础方法和手段，为今后的发展奠定了床应用初步具备了自己的理论基础方法和手段，为今后的发展奠定了床应用初步具备了自己的理论基础方法和手段，为今后的发展奠定了基础。基础。基础。基础。迅速发展阶段：迅速发展阶段：迅速发展阶段：迅速发展阶段：60606060年代始主要是利用加速器和发生器生产出更多，更符合临床要求的年代始主要是利用加速器和发生器生产出更多，更符合临床要求的年代始主要是利用加速器和发生器生产出更多，更符合临床要求的年代始主要是利用加速器和发生器生产出更多，更符合临床要求的放射性核素。放射性核素。放射性核素。

8、放射性核素。-相机问世。相机问世。相机问世。相机问世。YalowYalowYalowYalow和和和和BersonBersonBersonBerson教授开创体外放射性核素，对医学产生了巨大影响。教授开创体外放射性核素，对医学产生了巨大影响。教授开创体外放射性核素，对医学产生了巨大影响。教授开创体外放射性核素，对医学产生了巨大影响。现代核医学阶段现代核医学阶段现代核医学阶段现代核医学阶段 70707070年代后期，研制成功核素断层显像年代后期，研制成功核素断层显像年代后期，研制成功核素断层显像年代后期，研制成功核素断层显像SPECTSPECTSPECTSPECT装置及心、脑功能显装置及心、脑功

9、能显装置及心、脑功能显装置及心、脑功能显像剂和单克隆技术的应用，计算机的广泛应用、像剂和单克隆技术的应用，计算机的广泛应用、像剂和单克隆技术的应用，计算机的广泛应用、像剂和单克隆技术的应用，计算机的广泛应用、9999Mo-Mo-Mo-Mo-9999mTcmTcmTcmTc发生器广泛发生器广泛发生器广泛发生器广泛应用使核医学进入了特色鲜明的新阶段。应用使核医学进入了特色鲜明的新阶段。应用使核医学进入了特色鲜明的新阶段。应用使核医学进入了特色鲜明的新阶段。1975197519751975年第一台年第一台年第一台年第一台PETPETPETPET研制成功，相继实现了利用研制成功，相继实现了利用研制成功

10、，相继实现了利用研制成功，相继实现了利用PETPETPETPET正电子发射体正电子发射体正电子发射体正电子发射体（1111C C C C、1313N N N N、1515O O O O和和和和1818F F F F）标记化合物进行脑和心肌灌注氧耗量、葡萄糖）标记化合物进行脑和心肌灌注氧耗量、葡萄糖）标记化合物进行脑和心肌灌注氧耗量、葡萄糖）标记化合物进行脑和心肌灌注氧耗量、葡萄糖代谢、蛋白质、脂肪代谢显像，神经受体显像也获得成功，开创了在代谢、蛋白质、脂肪代谢显像，神经受体显像也获得成功，开创了在代谢、蛋白质、脂肪代谢显像，神经受体显像也获得成功，开创了在代谢、蛋白质、脂肪代谢显像，神经受体显

11、像也获得成功，开创了在分子水平无创性活体研究人脑功能，心肌存活等，进入了分子核医学分子水平无创性活体研究人脑功能，心肌存活等，进入了分子核医学分子水平无创性活体研究人脑功能，心肌存活等，进入了分子核医学分子水平无创性活体研究人脑功能，心肌存活等，进入了分子核医学的新时代。成为的新时代。成为的新时代。成为的新时代。成为80808080年代后的核医学前沿。年代后的核医学前沿。年代后的核医学前沿。年代后的核医学前沿。放射性核素显像放射性核素显像 Radio nuclear imaging,RNI将放射性药物通过注射或口服引入体内，吸收后能在某一器官内积聚而成为放射源。用核素成像仪器探测处理，显示核素

12、浓度分布，反映人体代谢（功能）动态变化（物质的输运、集聚、排泄、物质代谢及其分布）RNI是四大医学影像之一功能性显像为主，形态解剖结构显像为辅主要技术：相机；单光子发射型计算机断层（SPECT）；正电子发射型计算机断层（PET）；RNI技术特点：检测灵敏度高；10-1410-18g，一般化学方法难以测出；定性、定量、定位；测量简便：只对放射性核素示踪物进行测量；准确性高：微量示踪物，不干扰研究对象的正常生理、生化过程；功能性显像；一、放射性一、放射性核素显像的技术特点显像的技术特点示踪的基本根据：同一元素的同位素化学性质相同，在生物体内的化学变化和生物学过程相同，生物体不能区别，可以用放射性核

13、素代替同位素中的稳定性核素；放射性核素能放射出易被探测到的射线（示踪原子），放射性测量仪器可以对它标记的物质进行定性、定量及定位测量。放射性核素分布反映了体内脏器的功能和代谢情况。如：甲状腺有摄取或浓集131I 的功能，131I 的摄取速度和摄取量与甲状腺功能状态有关。二、核素示踪核医学检查项目统计情况核医学检查项目统计情况检查项目检查项目 所占比例所占比例(%)(%)骨显象骨显象 25 25 脑显象脑显象 2 2 心肌血流灌注显象心肌血流灌注显象 35 35 肿瘤定位显象肿瘤定位显象 15 15 肝胆肝胆/肾脏显象肾脏显象 5 5 呼吸系统显象呼吸系统显象 12 12 甲状腺显象甲状腺显象

14、5 5 其他其他 1 1 注注:骨和心肌显象占骨和心肌显象占60%60%的总检查的总检查 三、放射性制剂三、放射性制剂 放射性药物是能够安全用于诊断的放射性标记化合物 标记物放射性核素 被标记物化合物（药物）在特定组织内选择性积聚参与生理、生化代谢过程125I 125I-胰岛素18F 18F-脱氧葡萄糖（FDG)例如：核素要求 1.能量适中：100400KeV，一般临床应用50500KeV 太低易被机体吸收，探测效率低；太高准值效果差（屏蔽困难），空间分辨率低 2.半衰期适中：T1/2 尽可能短减少辐射剂量；核素在靶器官有合适的存留时间，保障探测采集足够的数据；显像后，放射性药物应尽快地从体内

15、清除掉，减少辐射危害。一、核医学成像用放射性核素一、核医学成像用放射性核素第二节 核医学成像的物理基础4.稳定性好：化学结构稳定，不易发生分解、氧化还原等化学反应；核素与化合物结合稳定，不因体内介质条件或生物活性物质的改变（如酶作用）而发生分解、变性和脱落；对自身辐射作用耐受能力高。5.无毒害：核素的衰变产物应该是稳定产物。3.易标记：合适的化学价态和较强的化学活性。2.碘(I)：98%;668KeV(伴有射线)；能量(偏高，探测效率低，分辨率差）；T1/28.04h。适合于甲状腺、肾、肝、脑、肺、胆显像，功能测量和治疗 常用于临床的放射性核素 1.锝（Tc)：90%;不伴有辐射；能量 140

16、KeV(适合探测）；T1/26.02h适合所有器官显像。3.正电子衰变类（用于PET)11C20.3min;13N10min;15O123s;18F110min优点：人体的基本元素，易于标记各种生命所必需的化合物及其代谢产物，且易于参与人体生理、生化代谢过程；T短，检查时可给予较大的剂量，提高对比度和分辨率；反映人体生理、生化、病理和功能等方面的改变。反映精神情感、思维、行为等人脑的活动。二、能谱光电效应光电效应(PE)(PE)全部能量全部能量光电峰（全能峰）。表征核素特征光电峰（全能峰）。表征核素特征康普顿康普顿散射散射部分能量、散射角部分能量、散射角脉冲幅度低、范围分布宽脉冲幅度低、范围分

17、布宽义义：计数率测定时，避免其他能量计数率测定时，避免其他能量射线的干扰；射线的干扰；鉴定放射性同位素种类和含量鉴定放射性同位素种类和含量 1956年Anger发明了闪烁相机 同时纪录各脏器核素的射线，成像时间短；探头灵活，可进行多体位成像，使用方便；Polaroid相机一步显、定影，定时相机连续拍摄，反映代谢过程的动态变化；Thetumorsarethedarkareas第三节 相机探探头头位置信号位置信号能量信号能量信号照相照相示波器示波器XYZ射线源射线源一、一、照相机的基本结构照相机的基本结构（一）探头装置1、准直器 空间定位作用：允许特定方向光子进入探测器，屏蔽与孔角不符的散射光子。

18、材料：铅或铅合金；屏蔽效果好；易加工（一）探头装置（一）探头装置不同类型准值器临床应用类型类型 特点特点 临床应用临床应用 备注备注 针孔准直器针孔准直器 对小脏器具有放大对小脏器具有放大作用作用,计数率高计数率高 主要用于甲状主要用于甲状腺显像腺显像 准直器到脏器的距离准直器到脏器的距离影响脏器图像的大小影响脏器图像的大小 平行孔准直平行孔准直器器 准直器到脏器的距准直器到脏器的距离影响图像质量离影响图像质量,但不影响脏器大小但不影响脏器大小.临床上最常用临床上最常用的准直器的准直器,适用适用于各脏器于各脏器 扇型准直器扇型准直器 明显提高计数率明显提高计数率,图像分辨率不受影图像分辨率不受

19、影响响 常用于脑显像常用于脑显像 使用扇型准直器时使用扇型准直器时,不不能同时使用实时人体能同时使用实时人体轮廓技术轮廓技术 准直器类型准直器类型 孔径孔径mm mm 孔数孔数 （个）（个）长度长度(mm)(mm)壁厚壁厚(mm)(mm)系统灵敏系统灵敏度度kps/m Ci kps/m Ci 系统分辨率系统分辨率(mm)(mm)低能通用低能通用准直器准直器 1.9 1.9 32900 32900 35 35 0.2 0.2 270 270 8.7 8.7 低能高分辨低能高分辨准直器准直器 1.5 1.5 18100 18100 35 35 0.2 0.2 160 160 7.9 7.9 中能通

20、用中能通用准直器准直器 2.3 2.3 10000 10000 33 33 1.5 1.5 190 190 10.7 10.7 高能通用高能通用准直器准直器 2.6 2.6 5400 5400 36 36 2.6 2.6 140 140 10.4 10.4 不同准值器的物理性能不同准值器的物理性能2、闪烁晶体闪烁体：掺入约0.5%铊(Tl)做激活剂的碘化钠(NaI)透明晶体。NaI(Tl)晶体优点：射线阻滞本领高（探测效率高）；荧光闪烁时间短（时间分辨力高）；荧光光子数与射线能量的线性关系好光学收集系统 提高光电转换传输效率（减少反射）反射层（氧化镁）和光耦合剂（硅油、甘油等）组成光收集系统

21、光导：非直接耦合 材料：聚乙烯基甲苯、有机玻璃、光导纤维等3、光电倍增管光电转换：光敏阴极受激产生光电子光电倍增：（106108）电信号放大；光子的数目越多，相应的脉冲数目也越多。（二）电子学系统（二）电子学系统位置信号和位置信号和 Z Z 信号信号将光电倍增管输出的电脉冲信号转换为确定晶体闪烁点位置的X、Y信号和确定入射射线的能量信号。（三）显示和记录（三）显示和记录基本显示装置示波器记忆示波器储存图像；普通示波器照相；普通示波器图像观察功能测定装置计数率仪将计数率转化为直流电信号，绘制放射性活度随时间变化曲线，显示脏器功能状况二、照相机的性能指标及质量控制测试标准测试标准：美国电器制造商会

22、美国电器制造商会(NEMA)(NEMA)标准标准National Electrical Manufacturers Association空间分辨力：空间分辨力：两个点（线）源的分辨距离；两个点（线）源的分辨距离；半高宽度半高宽度FWHMFWHM；调制传递函数调制传递函数MTFMTF图像质量控制：图像质量控制：探测灵敏度和图像的线性探测灵敏度和图像的线性 幅度分析器窗位幅度分析器窗位全能峰全能峰探测灵敏度探测灵敏度对比度、均匀性等对比度、均匀性等 准直器、准直器、X X、Y Y位置线路位置线路图像图像线性线性图像与实物比例、对称性图像与实物比例、对称性第四节第四节 单光子单光子ECTECTEC

23、T类型：ECT利用相机原理，加入计算机信息处理功能，可对某一断层进行成像。据射线源性质的不同，ECT可分为两类。SPECT(SinglePhoton ECT):探测的示踪核素为放射出 射线（单光子）的核素；PECT(Positron ECT)：探测的核素为放射出正电子（+）的核素。1 1 1 1、SPECTSPECTSPECTSPECT成像的本质与方法成像的本质与方法成像的本质与方法成像的本质与方法l l探头围绕病人某一脏器进行探头围绕病人某一脏器进行探头围绕病人某一脏器进行探头围绕病人某一脏器进行360360360360旋转的旋转的旋转的旋转的相机，在旋转时每隔一定角相机，在旋转时每隔一定角

24、相机，在旋转时每隔一定角相机，在旋转时每隔一定角度（度（度（度（3333或或或或6666）采集一帧图片）采集一帧图片）采集一帧图片）采集一帧图片 l l经计算机处理，将图像叠加，利用经计算机处理，将图像叠加，利用经计算机处理，将图像叠加，利用经计算机处理，将图像叠加，利用滤波反投影方法滤波反投影方法滤波反投影方法滤波反投影方法，从一系列投影像，从一系列投影像，从一系列投影像，从一系列投影像重建横断层影像。由横断层影像的三维信息再经影像重新组合可以得重建横断层影像。由横断层影像的三维信息再经影像重新组合可以得重建横断层影像。由横断层影像的三维信息再经影像重新组合可以得重建横断层影像。由横断层影像

25、的三维信息再经影像重新组合可以得到矢状、冠状断层和任意斜位方向的断层影像。到矢状、冠状断层和任意斜位方向的断层影像。到矢状、冠状断层和任意斜位方向的断层影像。到矢状、冠状断层和任意斜位方向的断层影像。SPECTSPECT断层厚度断层厚度：采集全部数据并处理后任意选定SPECTSPECT成像原理成像原理：2 2、数据的衰减校正、数据的衰减校正取决于人体衰减系数图取决于人体衰减系数图(map)(map)的获取和衰减校正的算法。的获取和衰减校正的算法。量化精度量化精度 25%25%50%50%平均衰减校正平均衰减校正：设人体等密度，衰减只与光子路经有关；设人体等密度，衰减只与光子路经有关；人体或脏器

26、假定为椭圆；人体或脏器假定为椭圆；据指数衰减公式建立断层衰减图；据指数衰减公式建立断层衰减图；据图给出的光子通量与路径的关系对断层图像上各像素进行信号强度补偿据图给出的光子通量与路径的关系对断层图像上各像素进行信号强度补偿SPECTSPECT是通过是通过射线的体外技术来标定体内放射性活度，无衰减时计数射线的体外技术来标定体内放射性活度，无衰减时计数率正比于放射性活度率正比于放射性活度断层中断层中射线的衰减与路经和组织成分等因素有关射线的衰减与路经和组织成分等因素有关3 3、旋转中心偏移检查、旋转中心偏移检查 断层时加以校正断层时加以校正 1.5mm 1.5mm（约（约0.50.5像素）像素）4

27、 4、断层均匀性测量、断层均匀性测量圆柱体模型圆柱体模型99m99mTcTc溶液溶液555MBq555MBq计算模型计算模型断层图像断层图像相对误差相对误差断层断层5 5、断层分辨力的测量、断层分辨力的测量 采集三个点源断层数据采集三个点源断层数据重建断面图像重建断面图像求求 FWHMFWHM6 6、总体性能评价、总体性能评价 3603600 0 采集数据，经均匀度、衰减校正，重建横向断层图像，采集数据，经均匀度、衰减校正，重建横向断层图像，确定分辨阳模和阴模的极限值确定分辨阳模和阴模的极限值SPECT的临床应用SPECTSPECT影像仅描绘了体内组织和脏器断影像仅描绘了体内组织和脏器断层中放

28、射性核素的浓度（生理、生化层中放射性核素的浓度（生理、生化过程）分布，这种分布不是有关断层过程）分布，这种分布不是有关断层的解剖学形态的解剖学形态.1 1、全身骨显像、全身骨显像:1 1）恶性肿瘤骨转移的早期诊断）恶性肿瘤骨转移的早期诊断:骨显骨显像可较像可较X X线片提前线片提前3-63-6个月发现病变个月发现病变2 2）原发性骨骼肿瘤累及范围的判断和）原发性骨骼肿瘤累及范围的判断和疗效观察。疗效观察。3 3）股骨头无菌性坏死的早期诊断。）股骨头无菌性坏死的早期诊断。2 2、局部脑血流灌注断层显像、局部脑血流灌注断层显像(rCBF):1.TIA1.TIA:发作后发作后CTCT和和MRIMRI

29、多为阴性多为阴性,rCBF,rCBF显像可发现近显像可发现近50%50%的患者脑内的患者脑内有缺血性改变。有缺血性改变。2.2.脑梗死脑梗死:诊断阳性率近诊断阳性率近100%,100%,在发病早期病变区无明显结构变化在发病早期病变区无明显结构变化时即可显示异常。时即可显示异常。3.3.神经科疾病病灶的定位诊断神经科疾病病灶的定位诊断:发作间期显像阳性率约发作间期显像阳性率约60%,60%,远高于远高于CT(CT(约约25%)25%)和和MRIMRI检查。检查。4.4.早老性早老性痴呆痴呆(Alzheimer(Alzheimer病病)和多发性梗塞性痴呆的鉴别诊断和多发性梗塞性痴呆的鉴别诊断Bra

30、inImagingThisfigureisatransverseSPECTimageofthebrain.Notethehotspotspresentintherightposteriorregion.Scanindicatingmalfunctionoftheleftkidney第五节第五节 正电子发射型计算机断层正电子发射型计算机断层（PET）PET采用贫中子的短寿命同位素 11C、13N、15O、18F，是构成人体的主要元素，放射出的+射线产生的湮没光子实现断层显像。便于“跟踪”、“探测”人体生理、生化活动，不干扰机体结构和生物变化过程一、概述一、概述正电子湮灭前在人体组织内行进正电子湮

31、灭前在人体组织内行进1-3mm 1-3mm 同时产生互成同时产生互成180180的的511 keV511 keV的的光子。光子。利用符合计数法探测淹没辐射的光子1、自准直符合计数方法位于扫描断层两侧的一对探头同时接收到湮没光子时，符合计数探测要求，才有信号输出（符合事件，否则为无效辐射）。二、二、PETPET成像原理成像原理探头探头能量、时间鉴别能量、时间鉴别与门符合检测电路符合测定符合探测时间 108 s直线性：一对互成1800 的探头，探测体内发射出的互成1800 的光子，电子准直探测效率高。符合线路同时性：15ns 内进入的 2 个 光子视为同时发生的 光子，予以探测 高精度时间控制器符

32、合探测原理PETPET各种符合事件各种符合事件同时同地；互成同时同地；互成1800；511keV无时间与空间相互关系无时间与空间相互关系能量小于能量小于511MkeV,511MkeV,不成不成1800事件事件PET的电子准直19641964年环状年环状头部头部PETPET省去了沉重的铅制准直器，改进了点响应函数的灵敏度和均匀性。省去了沉重的铅制准直器，改进了点响应函数的灵敏度和均匀性。不再因准直器的使用损失了很大部分探测效率。不再因准直器的使用损失了很大部分探测效率。避免了准直器对分辨率和均匀性不利的影响。避免了准直器对分辨率和均匀性不利的影响。利用了一部分被准直器挡住的利用了一部分被准直器挡

33、住的光子，极大地提高了探测灵敏度。光子，极大地提高了探测灵敏度。PETPET的的灵敏度灵敏度比比SPECTSPECT高高1010倍以上。倍以上。使用铅准直器的使用铅准直器的SPECTSPECT系统系统分辨率分辨率为为8 816mm16mm，而电子准直的，而电子准直的PETPET系统分系统分辨率为辨率为3 38mm8mm。a)SPECTdetectionsystem;b)PETdetectionsystem.PET电电子子准准直直的的特特点点环绕 360排列多组配对探头，探头对间符合线路检验判定每只探头信号，排除其它来源射线的干扰，得到探头对连线上的一维信息；用滤波反投影方式，将信号按探头对的空

34、间位置向中心点反投射，便可形成与探头组连线轴平行的断层面正电子发射示踪剂分布图像。探测方式一次只反映一个层面的信息，实用中常用多层排列的探头对，配合层间符合线路，以利探测并重建更多层面的图像。n 个环2n1个断层像：n 个同环符合探测；n1 个邻环符合探测IllustrationofabrainPETscannerbasedon12cameramodules2 2、PETPET图像重建图像重建PETPET系统工作流程系统工作流程回旋加速器回旋加速器产生同位素产生同位素 热配室热配室化学合成同位素示踪剂化学合成同位素示踪剂注射入人体注射入人体PETPET扫描扫描采集投影数据采集投影数据重建获得的

35、浓度分布像重建获得的浓度分布像临床分析诊断临床分析诊断三、投影数据误差校正1、衰减校正符合探测器测得射线强度符合探测器测得射线强度均匀衰减量只与符合线穿过组织厚均匀衰减量只与符合线穿过组织厚度相关度相关校正：用体外线源（如68Ga棒）绕成像体旋转，测得 I 空扫测得原始强度 I0衰减率衰减率校正因子校正因子：2、假符合校正 设置隔片阻挡射线；设置隔片阻挡射线；采用闪烁时间短的晶体；采用闪烁时间短的晶体；增设偶然符合电路等增设偶然符合电路等粒子的动量的变化导致粒子的动量的变化导致511 keV511 keV光子在探测野中产生约光子在探测野中产生约4 4弧度的不确定弧度的不确定性偏离。性偏离。对探

36、测环横断面视野直径为对探测环横断面视野直径为70cm70cm的的PETPET，导致，导致2 23mm3mm的位置不确定性。的位置不确定性。对大视野对大视野PETPET而言，最高分辨率约为而言，最高分辨率约为3 34mm4mm。校正：图像重建之前，由待测区轮廓和扫描路程精确进行校正3 3、电子能量的影响、电子能量的影响PET的技术优势应用人体自身分子的主要元素的放射性核素制备示踪分子。准确地反映机体的代谢情况，可提供独特的生理性示踪研究和活体生化显像。因而被称为“生化断层”或“生命断层”。正电子核素半衰期极短，如11C、13N、15O和18F的半衰期分别为20、10、2和110min。对人体的辐

37、射剂量甚低，需要时可在一次研究中多次重复检查。采用符合线路（Coincidence Circuit），以电子准直取代铅准直探头，故灵敏度高（不受探测深度限制）、对比度好，如PET的灵敏度较常规相机高10100倍，分辨率（FWHM）达4mm，可有效地检出1cm大小的病灶均匀度好，有利于数学重建图像，可作组织的衰减校正和时间校正，校正后数据准确可靠，便于作定量分析，探测效率高。真正的3D探测技术，显示全身的横断、冠状和矢状断面各方位的断层影像。PET三维重建图像四、四、PETPET的优势及其缺点的优势及其缺点 的应用评价和发展趋势 主要应用于神经系统（1535）、心血管疾病（1525）、肿瘤学研究

38、（6585）等。1.在神经系统疾病的应用 PET显像用于脑血管疾病（CVD）、神经科疾病、老年性痴呆、帕金森病（PD）、神经退行性疾病、神经精神药物研究与脑功能研究等很有价值。2.在心脏病学研究中的应用 PET主要用于隐性、高危和疑难冠心病诊断，心肌存活的检测、介入治疗前后监测、心脏移植、心肌病等的诊断及治疗随访观察等。应用18FFDGPET显像观察心肌代谢是冠心病诊断的金标准，是目前应用最多的项目。3.在肿瘤诊断与研究中的应用PET在肿瘤学的诊断与研究中主要用于良恶性鉴别，肿瘤分期、分型、复发、转移的早期诊断和鉴别，以及恶变过程的观察与基础研究等。冠心病冠心病心肌缺血心肌缺血良性脑膜瘤在良性

39、脑膜瘤在PET上呈低代谢区上呈低代谢区WholebodyPETscansshowingthedistributionofradiolabeledmonamineoxidaseinoneofthenonsmokersandoneofthesmokers.Redisthehighestradiotracerconcentration;purpleisthelowest.Imagesarescaledsothattheycanbecompareddirectly.主要缺点：图象粗糙：目前大多数PET的整体分辨率在46mm左右，最好的PET分辨率也在2mm以上，远低于CT、B型超声和MRI；检查时间长

40、：需时1530min，加上准备工作，病人科内滞留期常达1小时以上；图像释读和分析不易掌握；环境和人员保护问题，核素及示踪剂供应的限制。PET发展趋势：受体显像PET生理数学模型研究PET新技术研究PET分子水平显像技术研究PET/CT的发明是医学影像学的又一次革命PETPETPET/CTPET/CT的主体的主体CTCT的作用：的作用：为PET提供衰减校正为PET提供解剖位置信息提供诊断信息PET/CT的特点CTCT与与PETPET硬件、软件同机融合硬件、软件同机融合解剖图像与功能图像同机融合解剖图像与功能图像同机融合同一幅图象既有精细的解剖结构又有丰富生理、生化分子功能信息同一幅图象既有精细的解剖结构又有丰富生理、生化分子功能信息可用于肿瘤诊断、治疗及预后随诊全过程可用于肿瘤诊断、治疗及预后随诊全过程高灵敏度、高特异性、高准确性高灵敏度、高特异性、高准确性CTCT图像兼做衰减校正图像兼做衰减校正PETPET、CTCT单独能实现的，单独能实现的，PET/CTPET/CT一定能实现；一定能实现；PET/CTPET/CT能实现的，能实现的，PETPET或或CTCT不一定能实现不一定能实现此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢