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1、会计学1核医学成像核医学成像第一页，共49页。放射性核素显像Radio nuclear imaging,RNI将放射性药物通过(tnggu)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(s d)医学影像之一功能性显像为主，形态(xngti)解剖结构显像为辅第1页/共48页第二页，共49页。概 述一、放射性核素显像的技术(jsh)特点主要技术：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；10-1
2、410-18g，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(gnro)研究对象的正常生理、生化过程；功能性显像；第2页/共48页第三页，共49页。二、核素示踪 示踪的基本(jbn)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
3、甲状腺功能状态有关第3页/共48页第四页，共49页。核医学检查项目统计情况检查项目 所占比例(%)骨显象 25 脑显象 2 心肌(xnj)血流灌注显象 35 肿瘤定位显象 15 肝胆/肾脏显象 5 呼吸系统显象 12 甲状腺显象 5 其他 1 注:骨和心肌(xnj)显象占60%的总检查第4页/共48页第五页，共49页。三、放射性制剂 放射性药物是能够安全(nqun)用于诊断的放射性标记化合物 标记(bioj)物放射性核素 被标记(bioj)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：第5页/共48页第六页，共4
4、9页。核素要求 1.能量适中：100400KeV，一般临床应用(yngyng)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(qngch)掉，减少辐射危害。第一节 核医学成像的物理(wl)基础一、核医学成像用放射性核素第6页/共48页第七页，共49页。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(zuyng)）而发生分解、变性和脱
5、落；对自身辐射作用(zuyng)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(hsh)的化学价态和较强的化学活性。第7页/共48页第八页，共49页。2.碘(I)：98%;668KeV(伴有射线)；能量(偏高，探测效率低，分辨率差）；T 1/2 8.04h。适合(shh)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 140KeV(适合探测(tnc)）；T 1/2 6.02h适合所有器官显像。第8页/共48页第九页，共49页。3.正电子衰变类（用于PET)11C 20.3min;13N 10min;15
6、O 123 s;18F 110 min 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(chnw)，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。第9页/共48页第十页，共49页。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(fnwi)分布宽光电峰意义：计数率测定时，避免其他能量射线的干扰(gnro)；鉴定放射性同位素种类和含量第10页/共48页第十一页，共49页。1956年Anger发明了闪烁相
7、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(y b)显、定影，定时相机连续拍摄，反映代谢过程的动态变化；Thetumorsarethedarkareas5-2相机(xingj)第11页/共48页第十二页，共49页。探头(tn tu)位置(wi zhi)信号能量(nngling)信号照相示波器XYZ射线源一、照相机的基本结构第12页/共48页第十三页，共49页。1、准直(zhn zh)器 空间定位作用：允许特定方向光子(gungz)进入探测器，屏蔽与孔角不符的散射光子(gungz)。材料(cilio)：铅或铅合金；屏蔽效果好；易加工（
8、一）探头装置第13页/共48页第十四页，共49页。类型 特点 临床应用 备注 针孔准直器 对小脏器具有放大作用,计数率高 主要用于甲状腺显像 准直器到脏器的距离影响脏器图像的大小 平行孔准直器 准直器到脏器的距离影响图像质量,但不影响脏器大小.临床上最常用的准直器,适用于各脏器 扇型准直器 明显提高计数率,图像分辨率不受影响 常用于脑显像 使用扇型准直器时,不能同时使用实时人体轮廓技术 不同类型准值器临床(lnchun)应用第14页/共48页第十五页，共49页。准直器类型 孔径mm 孔数 （个）长度(mm)壁厚(mm)系统灵敏度kps/m Ci 系统分辨率(mm)低能通用准直器 1.9 329
9、00 35 0.2 270 8.7 低能高分辨准直器 1.5 18100 35 0.2 160 7.9 中能通用准直器 2.3 10000 33 1.5 190 10.7 高能通用准直器 2.6 5400 36 2.6 140 10.4 不同(btn)准值器的物理性能第15页/共48页第十六页，共49页。2、闪烁(shn shu)晶体闪烁(shn shu)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(gungz)数与射线能量的线性关系好第16页/共48页第十七页，共49页。光学收集
10、(shuj)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(shuj)系统 光导：非直接耦合 材料：聚乙烯基甲苯(ji bn)、有机玻璃、光导纤维等3、光电倍增(bi zn)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。第17页/共48页第十八页，共49页。（二）电子学系统位置(wi zhi)信号和 Z 信号位置(wi zhi)通道能量(nngling)通道示波器、照相机Z 辉度X、y位置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 射线的能量信号脉冲高度分
11、析器电阻矩阵第18页/共48页第十九页，共49页。（三）显示(xinsh)和记录基本显示装置示波器记忆示波器储存图像；普通(ptng)示波器照相；普通(ptng)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(znq)功能状况第19页/共48页第二十页，共49页。二、照相机的性能指标及质量(zhling)控制测试标准(biozhn)：美国电器制造商会(NEMA)标准(biozhn)National Electrical Manufacturers Association空间分辨力：两个(lin)点（线）源的分辨距离；半高宽度FWHM；调制传递
12、函数MTF第20页/共48页第二十一页，共49页。图像(t xin)质量控制：探测灵敏度和图像(t xin)的线性 幅度(fd)分析器窗位全能峰探测灵敏度对比度、均匀性等 准直(zhn zh)器、X、Y位置线路图像线性图像与实物比例、对称性第21页/共48页第二十二页，共49页。5-3 单光子 ECTECT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(shxin)源性质的不同，ECT可分为两类。SPECT(Single Photon ECT):探测的示踪核素为放射出 射线(shxin)（单光子）的核素；PECT(Positron ECT)：探测的核素为放射出正
13、电子（+）的核素。第22页/共48页第二十三页，共49页。1 1、SPECTSPECT成像的本质成像的本质(bnzh)(bnzh)与方法与方法l l探头围绕病人探头围绕病人(bngrn)(bngrn)某一脏器进行某一脏器进行360360旋转的旋转的相机，在旋转时每隔一定角度相机，在旋转时每隔一定角度（33或或66）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，利用滤波反投影方法，从一系列投影像重建横断层影经计算机处理，将图像叠加，利用滤波反投影方法，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到矢状、冠状断层和任意斜像。由横断层影像的三维信息再经影像
14、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。位方向的断层影像。SPECT断层厚度：采集全部(qunb)数据并处理后任意选定SPECT成像原理：第23页/共48页第二十四页，共49页。2、数据(shj)的衰减校正取决于人体衰减取决于人体衰减(shui jin)(shui jin)系数图系数图(map)(map)的获取和衰减的获取和衰减(shui(shui jin)jin)校正的算法。校正的算法。量化精度量化精度 25%25%50%50%平均衰减校正：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；据指数(zhsh)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
15、图像上各像素进行信号强度补偿SPECT是通过射线的体外技术来标定体内放射性活度，无衰减时计数率正比于放射性活度断层中射线的衰减与路经和组织成分等因素有关第24页/共48页第二十五页，共49页。3、旋转(xunzhun)中心偏移检查 断层时加以校正 SPECT:PET SPECT 扫描时间扫描时间:PETSPECT:PETSPECT第45页/共48页第四十六页，共49页。PET/CT的发明(fmng)是医学影像学的又一次革命PETPET/CT的主体CT的作用(zuyng)：为PET提供衰减校正为PET提供解剖位置信息提供诊断信息第46页/共48页第四十七页，共49页。PET/CT的特点(tdin)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(shn hu)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47页/共48页第四十八页，共49页。感谢您的观看(gunkn)。第48页/共48页第四十九页，共49页。