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1、第三章第三章 放射性探测仪器放射性探测仪器 n一一.原原理理 在在众众多多的的放放射射性性探探测测仪仪器器中中，其其探探测测的的基基本本原原理理都都是是建建立立在在核核射射线线与与物物质质的的相相互互作作用用的的基基础上础上。具体分为以下几种类型：。具体分为以下几种类型：1.电离作用电离作用 2.荧荧光光现现象象：射射线线作作用用于于晶晶体体产产生生荧荧光光的的过过程程称称闪闪烁，烁，此类晶体称此类晶体称闪烁体闪烁体 3.感光作用感光作用 现现代代放放射射性性探探测测仪仪器器一一般般把把射射线线辐辐射射能能转转变变为为电能（脉冲信号）进行分析记录电能（脉冲信号）进行分析记录。探测器分类探测器分
2、类（依据能量转化依据能量转化）n（一）气体电离探测器（一）气体电离探测器（gas ionization detector）如正比计数管、电流电离室、如正比计数管、电流电离室、G-M计数管计数管n（二）固体探测器（二）固体探测器（solid scintillation detector）n 放免仪放免仪Radioimmunoassay detectorn（三）液体闪烁探测器（三）液体闪烁探测器（liduid scintillation detector）n（四）半导体探测器（四）半导体探测器（semiconductor detector）用于活化分析用于活化分析activation analys
3、is仪器的组成仪器的组成 探头探头+后续电子学线路后续电子学线路1、射线探测器、射线探测器（探头探头）：感受射线2、后续电子学线路及计算机输出系统：、后续电子学线路及计算机输出系统：分析记录脉冲信号并输出测量结果n以测量射线的闪烁计数器闪烁计数器为例：常用放射性测量仪器常用放射性测量仪器n（一）放射性活度测量仪器（一）放射性活度测量仪器 如：如：闪烁闪烁计数器、液体闪烁计数仪计数器、液体闪烁计数仪n（二）诊断用仪器（二）诊断用仪器 如：脏器功能测定仪如：脏器功能测定仪（甲状腺功能测定仪、肾图仪甲状腺功能测定仪、肾图仪）、脏器、脏器显像仪器如显像仪器如SPECT、PET，SPECT-CT、PET
4、-CTn（三）防护用仪器三）防护用仪器 如：场所剂量监测仪、如：场所剂量监测仪、表面污染监测仪、个人剂量监测仪表面污染监测仪、个人剂量监测仪n（四四）活度计）活度计 测量核素及其标记物活测量核素及其标记物活度度 （一）探头（闪烁探测器）n1.闪烁体：闪烁体：n2.光电倍增管光电倍增管:光电转换器件光电转换器件n3.工作原理工作原理n4.井型闪烁探测器井型闪烁探测器闪烁体闪烁体 光阴极光阴极 荧光荧光光子光子光电子光电子聚焦极聚焦极联极联极聚聚焦焦电子数成电子数成106-108倍倍 阳极阳极scintillatorphotocathode Focus electrodeanode 光电倍增管通过
5、升高电压而放大电子数光电倍增管通过升高电压而放大电子数,但因但因管内温管内温度升高引发自由电子也在高压下倍增在阳极形成电脉冲度升高引发自由电子也在高压下倍增在阳极形成电脉冲易易造成造成热噪声热噪声,提高本底提高本底.可可调节高压或提高甄别调节高压或提高甄别来消除来消除.光电倍增光做原理光电倍增光做原理(二二)后续电子学线路后续电子学线路1.前置放大器前置放大器2.主放大器主放大器3.脉冲高度分析器脉冲高度分析器(甄别器甄别器)4.定标器数据处理和定时系统等定标器数据处理和定时系统等5、计算机输出系统、计算机输出系统（现在常见（现在常见4、5合一）合一）美国美国Packard 公司产（公司产（2
6、250CA）液体闪烁探测器 探测器探测器后续电子线路后续电子线路计算机系统计算机系统辅助设备辅助设备主要测量低能主要测量低能等带电粒子等带电粒子 液体闪烁测量过程中的能量传递（液体闪烁测量过程中的能量传递（liduid scintillation detector）探测效率及其影响因素探测效率及其影响因素探测效率（探测效率（DEDE）经测量得到的放射源的计数率（经测量得到的放射源的计数率（cpscps）与）与该放射源在单位时间内的衰变数（该放射源在单位时间内的衰变数（dpsdps）的比值。）的比值。DE=DE=cps/dps100%cps/dps100%品质因素：品质因素：（figure of
7、 figure of merit,Fmerit,F）是衡量不同测量条件、）是衡量不同测量条件、不同测量方法优劣的指标，定义为：不同测量方法优劣的指标，定义为：F=EF=E2 2/Nb,/Nb,一般而言，一般而言，品质因素较大，仪器的质量较好。品质因素较大，仪器的质量较好。影响因素：影响因素：1.1.几何位置几何位置 2.2.吸收吸收 3.3.核衰变方式核衰变方式 4.4.仪器分辨时间仪器分辨时间 5.5.散射和反散射散射和反散射 6.6.本底等其它因素本底等其它因素放射性测量放射性测量n绝对测量绝对测量(absolute counting)(absolute counting)和相对测量和相对
8、测量(relative counting)(relative counting)n绝对测量绝对测量：将样品衰变的射线数：将样品衰变的射线数100%100%记录下来。但记录下来。但这样做非常困难，需要进行探测器漏计校正、射线这样做非常困难，需要进行探测器漏计校正、射线自吸收校正等，因此一般不用于常规测量，较常用自吸收校正等，因此一般不用于常规测量，较常用于标准计量工作，如标准源的标定等。于标准计量工作，如标准源的标定等。n相对测量相对测量：以一个和待测样品相同或射线性质相似：以一个和待测样品相同或射线性质相似的标准源作为对照，间接计算出样品的放射性活度。的标准源作为对照，间接计算出样品的放射性活
9、度。放射性测量放射性测量相对测量步骤相对测量步骤:（1 1）测定仪器的）测定仪器的探测效率探测效率：设标准源的放射性活度为：设标准源的放射性活度为AsAs（dpmdpm），探测的计数率为），探测的计数率为Ns(Ns(cpmcpm)，本底为，本底为Nb(cpmNb(cpm)，则探测效率则探测效率DE=DE=（Ns-Ns-NbNb）/As100%/As100%（2 2）测量样品的）测量样品的衰变率衰变率：设样品在相同的条件下测量的计数：设样品在相同的条件下测量的计数率为率为Nx(cpmNx(cpm)，则样品的衰变率为：，则样品的衰变率为：Ax=(Ax=(Nx-Nb)/ENx-Nb)/E (dpmd
10、pm)n计数率计数率：指射线探测仪器在单位时间内测量得到的脉冲信：指射线探测仪器在单位时间内测量得到的脉冲信号数，用每秒计数号数，用每秒计数(cps)(cps)或每分计数或每分计数(cpmcpm)表示。表示。n衰变率衰变率：单位时间内核衰变的次数，用：单位时间内核衰变的次数，用dpsdps或或dpmdpm表示。表示。放射性测量放射性测量积分测量与微分测量积分测量与微分测量积分测量积分测量：用只有一个甄别器的探测器进行放用只有一个甄别器的探测器进行放射性测量，将幅度大于甄别阈的全部脉冲记射性测量，将幅度大于甄别阈的全部脉冲记录下来，这样的测量称为积分测量。录下来，这样的测量称为积分测量。微分测量
11、微分测量：用单道脉冲幅度分析器进行放射性用单道脉冲幅度分析器进行放射性测量，将幅度在上下甄别阈之间的脉冲记录测量，将幅度在上下甄别阈之间的脉冲记录下来，这样的测量称为微分测量。下来，这样的测量称为微分测量。液体闪烁测量n 放射性样品溶解或悬浮于闪烁液中或分散吸附在固体支持放射性样品溶解或悬浮于闪烁液中或分散吸附在固体支持物上浸于闪烁液中进行测量物上浸于闪烁液中进行测量，样品与闪烁液接触紧密，样品的自吸，样品与闪烁液接触紧密，样品的自吸收大大减少，因此对低能收大大减少，因此对低能3 3H H的探测效率也可达到的探测效率也可达到60%60%。可测量。可测量、化学、化学发光、生物发光等。发光、生物发
12、光等。n闪烁液闪烁液 99%99%溶剂溶剂+1%+1%的闪烁剂（的闪烁剂（添加剂添加剂：萘）：萘）n溶剂溶剂 甲苯、二甲苯、对二甲苯、异丙基二联苯、甲苯、二甲苯、对二甲苯、异丙基二联苯、1 1，2 2，4-4-三甲苯，二三甲苯，二氧六环；氧六环；助溶剂：助溶剂：乙醇、乙二醇二甲醚（极性化合物）。乙醇、乙二醇二甲醚（极性化合物）。n闪烁剂闪烁剂 对联三苯对联三苯TPTP、2 2，5-5-二苯基噁唑二苯基噁唑PPOPPO、2-2-苯基苯基-5-5-（4-4-联苯基）联苯基）-1-1，3 3，4 4噁二唑噁二唑 PBDPBD、2 2，2-2-（4-4-叔丁基苯）叔丁基苯）-5-5-（4-4-联苯基）
13、联苯基）-1-1，3 3，4 4噁二唑噁二唑 bPBDbPBD、2 2，5-5-双双-（5-5-叔丁基苯噁唑（叔丁基苯噁唑（22）-噻吩噻吩 BBOTBBOTn第二闪烁剂第二闪烁剂 常用常用POPOP(1,4-POPOP(1,4-双双-【5-5-苯基恶唑基苯基恶唑基-2-2】-苯苯)）-射线样品的测量射线样品的测量 测量要点：测量要点：合理制备样品，使之适合液闪测量的形式，并进行淬灭合理制备样品，使之适合液闪测量的形式，并进行淬灭校正。校正。1 1、测量方式：测量方式：（1 1）均相测量均相测量：是样品以真溶液形式存在于闪烁液中进行测量，测量误：是样品以真溶液形式存在于闪烁液中进行测量，测量误
14、差小，计数效率高，是理想的测量方式。差小，计数效率高，是理想的测量方式。（2 2）非均相测量非均相测量：是放射性样品存在于非均相体系中，如固：是放射性样品存在于非均相体系中，如固-液相或不液相或不混溶的液混溶的液-液相中任一相进行测量。液相中任一相进行测量。2 2、样品制备样品制备：常用的方法有酸、碱消化法（使难溶的生物样品经过某：常用的方法有酸、碱消化法（使难溶的生物样品经过某些化学变化，成为溶于闪烁液的分子进行测量）和燃烧法（使样品氧些化学变化，成为溶于闪烁液的分子进行测量）和燃烧法（使样品氧化或燃烧，无化学发光和明显的淬灭）。化或燃烧，无化学发光和明显的淬灭）。淬灭及其分类与校正方法淬灭
15、及其分类与校正方法淬灭淬灭(quenching)(quenching)：液体闪烁测量过程中，从液体闪烁测量过程中，从射线能到光能，从光能到电能转换的任何一射线能到光能，从光能到电能转换的任何一步，效率都不是步，效率都不是100%100%，即受各种因素影响，即受各种因素影响，总有部分能量损失导致有效光子减少，这种总有部分能量损失导致有效光子减少，这种现象称为淬灭。广义上看，任何减弱样品光现象称为淬灭。广义上看，任何减弱样品光输出量的过程都称为淬灭。输出量的过程都称为淬灭。淬灭分类与校正方法淬灭分类与校正方法(1)(1)化学淬灭：闪烁液和样品中，存在某些化合物会分散溶剂的激发能或与化学淬灭：闪烁液
16、和样品中，存在某些化合物会分散溶剂的激发能或与闪烁剂竞争激发能减少闪烁效率。化学淬灭的程度与淬灭物化学结构有闪烁剂竞争激发能减少闪烁效率。化学淬灭的程度与淬灭物化学结构有关。关。(2)(2)相淬灭：样品相淬灭：样品 支持物的自吸收、凝胶吸收、乳化剂引起的相分离。支持物的自吸收、凝胶吸收、乳化剂引起的相分离。(3)(3)颜色淬灭：激发的闪烁剂分子退激时发出的荧光光子被液体闪烁系统内颜色淬灭：激发的闪烁剂分子退激时发出的荧光光子被液体闪烁系统内(包括样品包括样品)的有色物质吸收而减少称为颜色淬灭。不同的颜色淬灭影响的有色物质吸收而减少称为颜色淬灭。不同的颜色淬灭影响不同，以红、黄色最为明显，兰色相
17、对影响较小。不同，以红、黄色最为明显，兰色相对影响较小。其它：其它：电离淬灭、热淬灭、浓度和稀释淬、光子淬灭、电子学淬灭，电离淬灭、热淬灭、浓度和稀释淬、光子淬灭、电子学淬灭，无论何种无论何种淬淬灭灭，其结果均，其结果均使到达使到达PMPM管光阴极的光子减少管光阴极的光子减少，因此，淬灭引，因此，淬灭引起的总的反应是：起的总的反应是：谱左移，谱左移，总计数率下降总计数率下降。淬灭校正及其方法淬灭校正及其方法n淬灭校正（淬灭校正（quench correctionquench correction）：）：由于各种因素由于各种因素导致探测效率低下。需作淬灭校正才能相互比较计导致探测效率低下。需作淬
18、灭校正才能相互比较计数率。数率。淬灭校正就是要求出每一样品的实际探测效淬灭校正就是要求出每一样品的实际探测效率，再将其计数率率，再将其计数率cpmcpm换算成衰变率换算成衰变率dpmdpm，从而将淬，从而将淬灭程度不同的因素消除掉。灭程度不同的因素消除掉。n校正方法：校正方法：内标准源法、内道比法、外道比法、内标准源法、内道比法、外道比法、H H数法数法。淬灭校正及其方法淬灭校正及其方法n(1)(1)内标准源法：其原理为在待测样品的闪烁内标准源法：其原理为在待测样品的闪烁系统内加入已知放射性活度的同种标准源，系统内加入已知放射性活度的同种标准源，并借助其测量效率来确定待测样品的放射性并借助其测
19、量效率来确定待测样品的放射性活度。活度。n 该法准确，特别适用于该法准确，特别适用于严重化学或颜色严重化学或颜色淬灭淬灭的样品，以及乳状液和低水平样品的校的样品，以及乳状液和低水平样品的校正正。淬灭校正及其方法淬灭校正及其方法n(2)(2)样品样品(内内)道比法道比法(sample channel ratio method,SCR)(sample channel ratio method,SCR)：将被测样品的将被测样品的射线谱分成能量范围不同的两部分射线谱分成能量范围不同的两部分(A(A道道B B道道)，通过两个单道脉冲幅度分析器分别测量两道的计数，通过两个单道脉冲幅度分析器分别测量两道的计
20、数，并计算两道的比值：并计算两道的比值：R=A/BR=A/B或或R=A/(A+B)R=A/(A+B)n如果样品中存在不同程度的淬灭效应，则如果样品中存在不同程度的淬灭效应，则能谱将相应有能谱将相应有不同程度的左移，计数率和测量效率也有不同程度的降低。不同程度的左移，计数率和测量效率也有不同程度的降低。根据上述原理，应制备或外购一套标准的淬灭源，一套根据上述原理，应制备或外购一套标准的淬灭源，一套8 8只只瓶，每瓶加有等量放射性活度的标准源瓶，每瓶加有等量放射性活度的标准源(110(1105 5dpm)dpm)淬灭校正及其方法淬灭校正及其方法n采用标准淬灭剂四氯化碳对同活度液体放射源进行倍比稀释
21、，构成淬灭采用标准淬灭剂四氯化碳对同活度液体放射源进行倍比稀释，构成淬灭梯度，然后封装。测量标准淬灭源，得到一组道比值梯度，然后封装。测量标准淬灭源，得到一组道比值RiRi和计数率和计数率NiNi，通通过过NiNi和标准淬灭源的衰变率，可求出各淬灭源的测量效率和标准淬灭源的衰变率，可求出各淬灭源的测量效率EiEi，以，以EiEi为纵为纵坐标，坐标，RiRi为横坐标，建立效率为横坐标，建立效率-道比道比(Ei-RiEi-Ri)曲线。可重复测量，不适于曲线。可重复测量，不适于低活度生物样品。低活度生物样品。n相同条件下，测得待测样品的道比值相同条件下，测得待测样品的道比值RXRX和计数率和计数率n
22、xnx，通过通过RXRX在在Ei-RiEi-Ri曲曲线上查得对应的测量效率线上查得对应的测量效率ExEx，再根据再根据nxnx和本底和本底nbnb计算该样品的放射性活计算该样品的放射性活度度Ax Ax AxAx=(=(nx-nb)/Exnx-nb)/Ex淬灭校正及其方法淬灭校正及其方法(3)(3)外标准道比法外标准道比法(External standard(External standard channelechannele ratio method,ESCR)ratio method,ESCR)：该该法要求仪器配有外标准法要求仪器配有外标准源：源：226226RaRa或或137137CSCS
23、，并设置两个外标准道。并设置两个外标准道。226226RaRa或或137137CsCs照射样品，发生康普顿效应。两个外标准道分别监测高、低两个照射样品，发生康普顿效应。两个外标准道分别监测高、低两个脉冲幅度的康普顿电子谱，两道计数比称为外道比。因为康普顿电子与脉冲幅度的康普顿电子谱，两道计数比称为外道比。因为康普顿电子与粒子一样，受淬灭影响而发生能谱峰值下降，峰位左移，因此与样品粒子一样，受淬灭影响而发生能谱峰值下降，峰位左移，因此与样品道比一样，外道比也随淬灭程度不同而改变。同内道比法一样，选择一道比一样，外道比也随淬灭程度不同而改变。同内道比法一样，选择一套用淬灭剂倍比稀释的标准源（同活度
24、）套用淬灭剂倍比稀释的标准源（同活度）n第一次无第一次无源，测量两道计数率源，测量两道计数率nAnA。nBnB。n第二次有外第二次有外源，测量两道计数率源，测量两道计数率nAnA nBnB,并计算该两道计数率的比值并计算该两道计数率的比值R R。R=R=（nBnB-nBnB。）。）/（nAnA-nAnA。）。）EiEi=计数率计数率(无无源源)/)/衰变率衰变率n然后以然后以EiEi为为纵坐标，纵坐标，R R为横坐标，建立外标准道比曲线。为横坐标，建立外标准道比曲线。淬灭校正及其方法淬灭校正及其方法n 1977,1977,HorrocksHorrocks创立，要求液闪仪必须是多道脉冲幅度分析器
25、，并且创立，要求液闪仪必须是多道脉冲幅度分析器，并且具备外具备外源，常用源，常用137137CsCs源。源。n原理原理：当外标准：当外标准源照射闪烁杯及其内容物时，将产生康普顿连续谱。源照射闪烁杯及其内容物时，将产生康普顿连续谱。如有淬灭因素存在，康普顿谱高能端下降并左移，淬灭程度越严重，左如有淬灭因素存在，康普顿谱高能端下降并左移，淬灭程度越严重，左移距离越大。移距离越大。用用康普顿谱高能边缘的拐点康普顿谱高能边缘的拐点做为左移的特征点，做为左移的特征点，在在多道分析器中道比标识拐点位置左移的道数多道分析器中道比标识拐点位置左移的道数即为即为H H数。数。n方法方法:用一组标准淬灭源，测量其
26、计数率，并计算出用一组标准淬灭源，测量其计数率，并计算出实际测量效率实际测量效率EiEi，同时在外标准同时在外标准源照射后，源照射后，通过专用软件由计数率确定通过专用软件由计数率确定H H数数，然后以测量，然后以测量效率为纵坐标，道数为横坐标，即可绘出效率为纵坐标，道数为横坐标，即可绘出H H数淬灭校正曲线。数淬灭校正曲线。n待测样品在相同条件下进行测量，先求出其待测样品在相同条件下进行测量，先求出其H H数，然后从数，然后从H H数淬灭校正曲数淬灭校正曲线找出其实际测量效率，便可计算出待测样品的实际衰变数线找出其实际测量效率，便可计算出待测样品的实际衰变数照相机结构照相机结构-静态动态显像静
27、态动态显像 准值器准值器collimator NaI（TlI）crystal 光导光导有机玻璃、聚四氟乙烯、聚苯乙烯或在有机玻璃、聚四氟乙烯、聚苯乙烯或在 反射层上涂铜反射层上涂铜 photomultiplier tube matrix 位置电路位置电路 能量电路能量电路 成像及显示装置成像及显示装置探头探头照相机探头结构照相机探头结构 原理示意图原理示意图改进型改进型SIGMA438照相机照相机 照相机探测接收人体内核素发出照相机探测接收人体内核素发出光子经准直器选光子经准直器选择性到达晶体，将核素分布投射到晶体平面上。择性到达晶体，将核素分布投射到晶体平面上。光子光子在晶体中产生闪烁光，晶
28、体后排列数十个以上光电倍增在晶体中产生闪烁光，晶体后排列数十个以上光电倍增管，晶体产生信号被光电倍增管吸收。管，晶体产生信号被光电倍增管吸收。位置电路位置电路根据各根据各光电倍增管位置和输出脉冲幅度光电倍增管位置和输出脉冲幅度定出闪烁中心位置并输定出闪烁中心位置并输出相应幅度位置信号，形成出相应幅度位置信号，形成显像图象显像图象。能量信号由脉冲能量信号由脉冲幅度分析器处理幅度分析器处理，如果，如果光子能量落在能量窗内，脉冲光子能量落在能量窗内，脉冲幅度分析器输出脉冲，作显示系统幅度分析器输出脉冲，作显示系统发光信号发光信号，选择，选择显像显像光子能量光子能量。照相机照相机位置电路位置电路:图中
29、7只光电倍增管按六角形排列，每个光电倍增管通过加权电阻与加权电阻与X+、X、Y+、Y4根输出导线连接根输出导线连接。当闪烁事件在晶体内发生时，闪烁光便从闪烁点位置向四周发射。最最靠近闪烁点的光电倍增管接受的光靠近闪烁点的光电倍增管接受的光量最多，距离越远，接受的光量也量最多，距离越远，接受的光量也就越少就越少。通过计算每个光电倍增管4个输出脉冲信号的相对大小，便可确定射线在晶体中相互作用的位置。即核素在体内分布的平面投影。Anger型模拟定位计算电路型模拟定位计算电路显示系统在显示系统在位置信号和发光信号位置信号和发光信号驱动下，显驱动下，显闪闪烁光点烁光点，接着成像装置记录大量闪烁光点。，接
30、着成像装置记录大量闪烁光点。计计算机采集处理得到灰度不同的脏器放射性核素算机采集处理得到灰度不同的脏器放射性核素二惟分布图，依据二惟分布图，依据放射性浓度差异放射性浓度差异定位定位脏器和脏器和病变部位。病变部位。以色列变角以色列变角SPECT双双探头符合线路探头符合线路SPECT便携式甲状腺功能测定仪便携式甲状腺功能测定仪HH6001型核多功能仪型核多功能仪（北京核海公司）（北京核海公司）测定指标测定指标：肾脏功能（肾常规肾脏功能（肾常规测量，肾血浆流量、测量，肾血浆流量、肾小球滤过率）肾小球滤过率）甲状腺功能、甲状腺功能、胃排空、胃排空、膀胱残余量等膀胱残余量等准直器准直器探头（探头（多个探
31、头多角度采集信号提高灵敏度、空间分辨多个探头多角度采集信号提高灵敏度、空间分辨率率）机架、计算机机架、计算机光学照相、检查床光学照相、检查床图象重建系统图象重建系统可旋转机架带着探头绕患者旋转，每隔一定角度采集一帧平面图像，可旋转机架带着探头绕患者旋转，每隔一定角度采集一帧平面图像，它是该它是该角度放射性分布的投影角度放射性分布的投影。得到人体某断层所有角。得到人体某断层所有角度投影后，即可得到该断层放射性分布断层图度投影后，即可得到该断层放射性分布断层图原始影原始影像。将像。将原始影像在各方向的投影值反向投影到影像矩阵原始影像在各方向的投影值反向投影到影像矩阵单元中，将所有方向的反投影值相加
32、得到靶器官显单元中，将所有方向的反投影值相加得到靶器官显影。影。单光子（单光子（）发射断层扫描仪发射断层扫描仪SPECTSPECT与与X-CT的比较的比较仪器种类仪器种类 SPECT（属于发射型属于发射型CT）X-CT透射透射射线性质射线性质 射线，光子流射线，光子流 X射线，光子流射线，光子流 入射方式入射方式 体内发出射线体内发出射线 体外发出射线体外发出射线图象图象 粗糙，分辨率低粗糙，分辨率低 清晰，分辨率高清晰，分辨率高显像特点显像特点 动态动态 静态静态正电子核素正电子核素SPECT显像显像符合线路符合线路SPECT：利用互成利用互成180。无准值器双或三探头无准值器双或三探头SP
33、ECT对对正电子湮灭辐射产生的一对方向相反正电子湮灭辐射产生的一对方向相反光子进光子进行符合探测成像。（行符合探测成像。（coincidence circuit SPECT）结构结构 可变角可变角双或三探头双或三探头SPECT系统、符合探测系统、系统、符合探测系统、衰减校正系统衰减校正系统 （attenuation correction system）电子准直：用湮灭辐射和相对探头做符合测量对射线电子准直：用湮灭辐射和相对探头做符合测量对射线进行限束技术（进行限束技术（electrical collimation）正电子核素正电子核素SPECT显像显像核素发射正电子与物质作用，核素发射正电子与
34、物质作用，湮没辐射湮没辐射产生方向相产生方向相反一对反一对光子在光子在15纳秒（纳秒（nanosecond，ns）被方被方向相反的一对探头向相反的一对探头同时同时测到，电子线路将在测到，电子线路将在5-15ns内产生的两脉冲信号送入显像系统，计算机合成处内产生的两脉冲信号送入显像系统，计算机合成处理并成像。理并成像。不在不在5-15ns产生的脉冲信号就不能被电产生的脉冲信号就不能被电子线路送入显像系统，不能成像。子线路送入显像系统，不能成像。PET 正电子发射断层扫描仪正电子发射断层扫描仪完整的完整的PET系系统主要由统主要由PET扫描扫描仪和质子仪和质子回旋加速回旋加速器器两部分组两部分组成
35、成 正电子发射断层扫描仪正电子发射断层扫描仪-动静态断层显像动静态断层显像/分子显像分子显像（positron emission computed tomographer）结构：晶体（锗酸铋结构：晶体（锗酸铋 硅酸镥硅酸镥 硅酸钆硅酸钆Ga）电子准直器电子准直器 符合线路符合线路 飞行时间（飞行时间（湮没辐射两光子到探头时间差湮没辐射两光子到探头时间差）测量装置）测量装置 计算机数据处理计算机数据处理 图象显示图象显示 断层床断层床 PET显像原理显像原理11C13N15O18F 引入体内引入体内+ANIHHILATION方向相反方向相反光子光子互成互成180。探头探头不同角度分组不同角度分组
36、多多角度核素角度核素分布投影分布投影空间位置信空间位置信号能量信号号能量信号 计算机重建计算机重建 多断面影像多断面影像功能代谢影像功能代谢影像各种生理参数各种生理参数分子显像分子显像PET优点（优点（与与SPECT相比相比）1、仪器空间分辨率高、仪器空间分辨率高2=采用电子准直符合线路，灵敏度提高采用电子准直符合线路，灵敏度提高10-20倍倍3、采用、采用11C13N15O18F均为人体构成元素，参与代谢，均为人体构成元素，参与代谢，使得显像更符合生理状况，反映机体生理、生化、代谢，使得显像更符合生理状况，反映机体生理、生化、代谢，准确显示脏器核素浓度代谢显像和各种生理参数准确显示脏器核素浓
37、度代谢显像和各种生理参数4、更容易进行衰减校正和定量分析、更容易进行衰减校正和定量分析但但PET价格昂贵，要陪加速器、正电子核素标记价格昂贵，要陪加速器、正电子核素标记物贵物贵PET应用范围应用范围1、肿瘤诊断、疗效评价：肿瘤诊断、疗效评价：现多用于肺癌、乳腺癌、大肠癌、卵现多用于肺癌、乳腺癌、大肠癌、卵巢癌、淋巴瘤，黑色素瘤等的检查，其诊断准确率在巢癌、淋巴瘤，黑色素瘤等的检查，其诊断准确率在90以上。以上。在肿瘤化疗、放疗的早期，在肿瘤化疗、放疗的早期，PET检查即可发现肿瘤治疗是否已检查即可发现肿瘤治疗是否已经起效经起效 。2、神经系统疾病和精神病患者神经系统疾病和精神病患者：可用于癫痫
38、灶定位、老年性痴：可用于癫痫灶定位、老年性痴呆早期诊断与鉴别、帕金森病病情评价以及脑梗塞后组织受损呆早期诊断与鉴别、帕金森病病情评价以及脑梗塞后组织受损和存活情况的判断。和存活情况的判断。3、心血管疾病患者心血管疾病患者：能检查出冠心病心肌缺血的部位、范围，能检查出冠心病心肌缺血的部位、范围，并对心肌活力准确评价，确定是否需要行溶栓治疗、安放冠脉并对心肌活力准确评价，确定是否需要行溶栓治疗、安放冠脉支架或冠脉搭桥手术。能通过对心肌血流量的分析，结合药物支架或冠脉搭桥手术。能通过对心肌血流量的分析，结合药物负荷，测定冠状动脉储备能力，评价冠心病的治疗效果负荷，测定冠状动脉储备能力，评价冠心病的治疗效果。FJ391A2 型微机放射性活度计型微机放射性活度计 医用医用X线诊疗机线诊疗机获得获得X线必需线必需条件：条件：1、足够数、足够数量量高速高速运动运动的的电子电子；2、能够接、能够接受电子撞击受电子撞击产生产生X线的线的靶（金属）。靶（金属）。HMD-I型型60Co治疗机治疗机