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1、医学影像成像理论制作：窦汝海第1页，此课件共28页哦第五节 照相机 核医学影像诊断仪起源于20世纪50年代 1951年美国用钙化钨晶体扫描机获得人类第1张甲状腺扫描图 1952年碘化钠晶体扫描机应用临床 1958年美国研制出第一台照相机第2页，此课件共28页哦 照相机对体内脏器中的放射性核素分布进行一次成像，并可进行动态观察 优点：照相机结构：准直器、NaI(Tl)晶体、光导、光电倍增管矩阵、位置电路、能量电路、显示系统和成象装置等组成。准直器、晶体和光导、光电倍增管矩阵等构成可单独运动的部分，称为闪烁探头。第3页，此课件共28页哦一、照相机的成像原理（一）照相机的基本原理 核医学显像：利用病
2、变组织与正常组织之间的放射性浓度差别为基础的脏器或病变组织成像 核医学显像基本条件：第4页，此课件共28页哦（二）放射性核素成像基本过程 1、放射性核素或标记化合物的制备 2、将放射性显影剂引入体内 3、体外测定射线 4、数据处理 5、图象显示与储存第5页，此课件共28页哦相机6第6页，此课件共28页哦第7页，此课件共28页哦相机探头相机探头(detector)(detector)准直器准直器(collimator)(collimator)：限制入射：限制入射射线的方向射线的方向晶体晶体(crystal)(crystal)：将：将射线转成荧光射线转成荧光光电倍增管光电倍增管(photomult
3、iplier tube,PMT)(photomultiplier tube,PMT)：将荧光转换成：将荧光转换成电信号并将之放大电信号并将之放大定位电路：确定闪烁点（定位电路：确定闪烁点（射线入射点）的位置。射线入射点）的位置。电子线路电子线路放大器、脉冲幅度分析器放大器、脉冲幅度分析器PHAPHA、各种校正等、各种校正等显示装置显示装置软件软件控制采集、校正、图像处理等控制采集、校正、图像处理等第8页，此课件共28页哦1.探头周围铅屏蔽 2.准直器固定结构 3.准直器孔 4.NaI 晶体 5.光电倍增管 第9页，此课件共28页哦射射线线位位置置计计算算第10页，此课件共28页哦第六节 单光子
4、发射型计算机断层成像 发射型计算机体层（ECT）1、单光子发射型计算机断层（SPECT）：利用能发射光子的核素成像 2、正电子发生型计算机断层（PET）:用衰变核素成像第11页，此课件共28页哦SPECTsingle photo emission computed tomography 相机-发射，平面图像（透射，X平片）SPECT-发射，断层图像（透射，CT）相机探头绕人体旋转，图像重建 SPECT一、单光子发射型计算机体层成像原理第12页，此课件共28页哦双探头SPECT探测原理第13页，此课件共28页哦图像重建基本原理1）未知矩阵3）由射线和列方程 X1+X2=30 X3+X4=70 X
5、1+X3=40 X2+X4=60 X1+X4=50 X2+X3=504）求解方程得矩阵值 307050604050X1X2X3X4304010202）测量射线和）测量射线和投影投影第14页，此课件共28页哦图象重建算法两类：变换反投影法(间接法)：FBP、反投影滤波法、卷积滤波法;迭代法(直接法)：逐次近似法、（The ordered-subset expectation maximum，OSEM）第15页，此课件共28页哦第七节 正电子发射型计算机断层成像 PET扫描的最终目的是获得示踪剂在体内的空间分布（一）正电子放射性核素 正电子发射体发射正电子，在组织中与负电子相互碰撞发生湮灭辐射，同
6、时产生两个方向相反、能量相同的光子。正电子在组织中只能瞬态存在，故不能直接测量，只能探测光子第16页，此课件共28页哦第17页，此课件共28页哦第18页，此课件共28页哦（二）PET探测原理 第一个探测器探测到一个511Kev光子 第二探测器在规定时间内（0-15nSec）探测到另外一个511Kev的光子确定有一个湮灭发生，同时记录一个计数第19页，此课件共28页哦PET探测原理第20页，此课件共28页哦SPECT与PET的区别 探测信号:SPECT:单光子（99mTc、131I）PET:双光子（15O、11C、13N、18F）空间定位:SPECT:准直器+位置电路 PET:符合探测电路 空间
7、分辨率:SPECT:812 mm PET:35 mm 灵敏度:PET(尤其3D时)SPECT 扫描时间:PET(尤其3D时)SPECT第21页，此课件共28页哦22第22页，此课件共28页哦第八节 正电子发射断层与计算机断层成像（PET/CT）PET/CT是把两种影像技术有机结合在一起，进行图像融合。一、PET/CT图像采集 一、PET/CT成像 PET/CT从物理结构上分为CT系统和PET系统第23页，此课件共28页哦 PET/CT的发展历史 1953年 正电子探测脑肿瘤 1963年 发射断层 1973年 Hounsfield发明CT 1976年 PET用于临床 1991年 螺旋CT问世 1
8、995年 Townsend研制PET/CT 2000年 PET/CT在北美放射学会问世 2001年 PET/CT用于临床第24页，此课件共28页哦PET/CT的特点 CT与PET硬件、软件同机融合 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 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 CT图像兼做衰减校正 PET、CT单独能实现的，PET/CT一定能实现；PET/CT能实现的，PET或CT不一定能实现第25页，此课件共28页哦Discovery LSDiscovery LS第26页，此课件共28页哦第27页，此课件共28页哦28第28页，此课件共28页哦