《第九章-核医学成像ppt课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第九章-核医学成像ppt课件.pptx（56页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第九章 核医学成像经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用主要内容第一节 概述第二节 核医学成像的基本原理和技术第三节 成像设备工作原理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第一节 概述核医学的定义：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。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的
2、，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用核医学成像过程：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，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。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消
3、费者购买商品的价款或接受服务的费用核医学发展简史：序幕：序幕：18961896年法国物理学家贝可勒尔发现铀的放射性，第一次认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。识到放射现象。18981898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19261926年美国内科医师年美国内科医师BlungareBlungare首先应用氡研究循环时间第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，因此，被称为及药理方面的研究，因此，被称为“核医学之父核医学之父”。19341934
4、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30P30P，从此人们，从此人们开阔了眼界，看到了核子和平利用的前景。开阔了眼界，看到了核子和平利用的前景。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用初具规模：初具规模：19421942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131I131I、32P32P等少量放射性核素，到等少量放射性核素，到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.核医学仪器也在不断
5、地研制，核医学仪器也在不断地研制，5151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、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。迅速发展阶段：迅速发展阶段：6060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。-相机问世。相机问世。YalowYalow和和BersonBerso
6、n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。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用现代核医学阶段现代核医学阶段 7070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SPECTSPECT装置及心、脑功装置及心、脑功能显像剂和单克隆技术的应用，计算机的广泛应用、能显像剂和单克隆技术的应用，计算机的广泛应用、99Mo-Mo-99mTcmTc发生器广泛应用使核医学进入了特色鲜明的新阶段。发生器广泛应用使核医学进入了特色鲜明的新阶段。1975197
7、5年第一台年第一台PETPET研制成功，相继实现了利用研制成功，相继实现了利用PETPET正电子发正电子发射体（射体（11C C、13N N、15O O和和18F F）标记化合物进行脑和心肌灌注氧耗）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，开创了在分子水平无创性活体研究人脑功能，心肌存得成功，开创了在分子水平无创性活体研究人脑功能，心肌存活等，进入了分子核医学的新时代。成为活等，进入了分子核医学的新时代。成为8080年代后的核医学前年代后的核医学前沿。沿。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的
8、，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用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经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用主要技术：相机；单光子发射型计算机断层（SPE
9、CT）；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经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用示踪的基本根据：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
10、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、核素示踪经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用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
11、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 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%的总检查的总检查经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 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：经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，
12、增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 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经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.稳定性好：化学结构稳定，不易发
13、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。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 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 140Ke
14、V(适合探测）；T1/26.02h适合所有器官显像。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用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。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加
15、赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、能谱光电效应(PE)全部能量光电峰（全能峰）。表征核素特征康普顿散射部分能量、散射角脉冲幅度低、范围分布宽义：计数率测定时，避免其他能量射线的干扰；鉴定放射性同位素种类和含量经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 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
16、 相机经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用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经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用（一）探头装置经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用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
17、射光子。材料：铅或铅合金；屏蔽效果好；易加工（一）探头装置（一）探头装置经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用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
18、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 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用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
19、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经营者提供商品或者服务有欺诈行为的
20、，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用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经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用光学收集系统 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 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
21、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。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用（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。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的
22、损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用（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，显示脏器功能状况经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、照相机的性能指标及质量控制测试标准：美国电器制造商会(NEMA)标准NationalElectricalManufacturersAssociation空间分辨力：空间分辨力：两个点（线）源的分辨距离；两个点（线
23、）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经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用图像质量控制：探测灵敏度和图像的线性 幅度分析器窗位全能峰探测灵敏度对比度、均匀性等 准直器、X、Y位置线路图像线性图像与实物比例、对称性经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第四节第四节 单光子单光子ECTECTECT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。
24、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。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用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
25、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
26、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：经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用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
27、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
28、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经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用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 1.5mmSPECT:PET SPECT:PET SPECT:PET SPECT 扫描时间扫描时间扫描时间扫描时间:PETSPECT:PETSPECT:PETSPECT:PETSPECT经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用PET/CT的发明是医学
29、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经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用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