第8章核醫(yī)學(xué)影像

1、第九章第九章 核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備與應(yīng)核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備與應(yīng)用用教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)：1. 熟悉核醫(yī)學(xué)的成像原理以及其作用與功能熟悉核醫(yī)學(xué)的成像原理以及其作用與功能2. 掌握掌握成像成像的特點(diǎn)與優(yōu)缺點(diǎn)的特點(diǎn)與優(yōu)缺點(diǎn)3. 了解主要的了解主要的核醫(yī)學(xué)核醫(yī)學(xué)新技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用新技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用第九章第九章 核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備與應(yīng)用核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備與應(yīng)用l核醫(yī)學(xué)，又稱原子（核）醫(yī)學(xué)核醫(yī)學(xué)，又稱原子（核）醫(yī)學(xué)l核醫(yī)學(xué)是研究同位素及核輻射的醫(yī)學(xué)應(yīng)用核醫(yī)學(xué)是研究同位素及核輻射的醫(yī)學(xué)應(yīng)用及理論基礎(chǔ)的科學(xué)及理論基礎(chǔ)的科學(xué)l核醫(yī)學(xué)最重要的特點(diǎn)是能提供身體內(nèi)各組核醫(yī)學(xué)最重要的特點(diǎn)是能提供身體內(nèi)各組織功能性的變化，而功能性的變化常發(fā)生織功

2、能性的變化，而功能性的變化常發(fā)生在疾病的早期在疾病的早期l核醫(yī)學(xué)顯像具有簡單、靈敏、特異、無創(chuàng)核醫(yī)學(xué)顯像具有簡單、靈敏、特異、無創(chuàng)傷性、安全、易于重復(fù)、結(jié)果準(zhǔn)確等特點(diǎn)傷性、安全、易于重復(fù)、結(jié)果準(zhǔn)確等特點(diǎn) 9.1 9.1 核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備簡介核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備簡介l核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備是指探測并顯示放射性核核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備是指探測并顯示放射性核素藥物素藥物(俗稱同位素藥物俗稱同位素藥物) 體內(nèi)分布圖像的體內(nèi)分布圖像的設(shè)備。設(shè)備。 l核醫(yī)學(xué)影像檢查核醫(yī)學(xué)影像檢查ECT與與CT、MRI等相比，等相比，能夠更早地發(fā)現(xiàn)和診斷某些疾病。能夠更早地發(fā)現(xiàn)和診斷某些疾病。 l核醫(yī)學(xué)顯像屬于功能性的顯像，即放射性核醫(yī)學(xué)顯像屬于

3、功能性的顯像，即放射性核素顯像。核素顯像。 9.1.1 核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備發(fā)展概況核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備發(fā)展概況1. 核醫(yī)學(xué)儀器伴隨著核醫(yī)學(xué)這門學(xué)科的飛快核醫(yī)學(xué)儀器伴隨著核醫(yī)學(xué)這門學(xué)科的飛快的速度向前發(fā)展。的速度向前發(fā)展。2. 核醫(yī)學(xué)儀器與核醫(yī)學(xué)本身是共生的核醫(yī)學(xué)儀器與核醫(yī)學(xué)本身是共生的, 它滲它滲透在整個核醫(yī)學(xué)治療的過程中透在整個核醫(yī)學(xué)治療的過程中, 無論是過無論是過去單功能的測量儀還是現(xiàn)在綜合大型檢測去單功能的測量儀還是現(xiàn)在綜合大型檢測儀儀, 以及最新發(fā)展起來的各種治療儀都推以及最新發(fā)展起來的各種治療儀都推動核醫(yī)學(xué)的發(fā)展。動核醫(yī)學(xué)的發(fā)展。 1. 核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展歷史核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的發(fā)展歷史l 18

4、96年，法國物理學(xué)家貝克勒爾在研究鈾礦時發(fā)現(xiàn)，鈾礦年，法國物理學(xué)家貝克勒爾在研究鈾礦時發(fā)現(xiàn)，鈾礦能使包在黑紙內(nèi)的感光膠片感光，這是人類第一次認(rèn)識到能使包在黑紙內(nèi)的感光膠片感光，這是人類第一次認(rèn)識到放射現(xiàn)象，也是后來人們建立放射現(xiàn)象，也是后來人們建立放射自顯影放射自顯影的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。l 1898年，馬麗年，馬麗居里與她的丈夫皮埃爾居里與她的丈夫皮埃爾居里共同發(fā)現(xiàn)了鐳，居里共同發(fā)現(xiàn)了鐳，此后又發(fā)現(xiàn)了钚和釷等許多此后又發(fā)現(xiàn)了钚和釷等許多天然放射性元素天然放射性元素。l 1923年，物理化學(xué)家年，物理化學(xué)家Hevesy應(yīng)用天然的放射性同位素鉛應(yīng)用天然的放射性同位素鉛-212研究植物不同部分的鉛含量，

5、后來又應(yīng)用磷研究植物不同部分的鉛含量，后來又應(yīng)用磷-32研究磷研究磷在活體的代謝途徑等，并首先提出了在活體的代謝途徑等，并首先提出了“示蹤技術(shù)示蹤技術(shù)”的概念。的概念。l 1926年，美國波士頓內(nèi)科醫(yī)師布盧姆加特（年，美國波士頓內(nèi)科醫(yī)師布盧姆加特（Blumgart）等）等首先應(yīng)用放射性氡研究人體動、靜脈血管床之間的循環(huán)時首先應(yīng)用放射性氡研究人體動、靜脈血管床之間的循環(huán)時間，在人體內(nèi)間，在人體內(nèi)第一次應(yīng)用了示蹤技術(shù)第一次應(yīng)用了示蹤技術(shù)。l 1951年，美國加州大學(xué)的卡森（年，美國加州大學(xué)的卡森（Cassen）研制出）研制出第一臺掃第一臺掃描機(jī)描機(jī)，通過逐點(diǎn)打印獲得器官的放射性分布圖像，促進(jìn)了，通

6、過逐點(diǎn)打印獲得器官的放射性分布圖像，促進(jìn)了顯像的發(fā)展。顯像的發(fā)展。l 1957年，安格（年，安格（Hal O. Anger）研制出）研制出第一臺第一臺照相機(jī)照相機(jī)，稱，稱安格照相機(jī)，使得核醫(yī)學(xué)的顯像由單純的靜態(tài)步入動態(tài)階安格照相機(jī)，使得核醫(yī)學(xué)的顯像由單純的靜態(tài)步入動態(tài)階段，并于段，并于60年代初應(yīng)用于臨床。年代初應(yīng)用于臨床。l 1959年，他又研制了雙探頭的掃描機(jī)進(jìn)行斷層掃描，并首年，他又研制了雙探頭的掃描機(jī)進(jìn)行斷層掃描，并首先提出了發(fā)射式斷層的技術(shù)，從而為日后先提出了發(fā)射式斷層的技術(shù)，從而為日后發(fā)射式計算機(jī)斷發(fā)射式計算機(jī)斷層掃描機(jī)層掃描機(jī)ECT的研制奠定了基礎(chǔ)。的研制奠定了基礎(chǔ)。l 1972

7、年，庫赫博士應(yīng)用三維顯示法和年，庫赫博士應(yīng)用三維顯示法和18F-脫氧葡萄糖脫氧葡萄糖（18F-FDG）測定了腦局部葡萄糖的利用率，打開了）測定了腦局部葡萄糖的利用率，打開了18F-FDG檢查的大門。他的發(fā)明成為了正電子發(fā)射計算機(jī)斷層檢查的大門。他的發(fā)明成為了正電子發(fā)射計算機(jī)斷層顯像（顯像（PET）和單光子發(fā)射計算機(jī)斷層顯像（）和單光子發(fā)射計算機(jī)斷層顯像（SPECT）的）的基礎(chǔ)，人們稱基礎(chǔ)，人們稱庫赫博士為庫赫博士為“發(fā)射斷層之父發(fā)射斷層之父”。2. 當(dāng)前核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的應(yīng)用概況當(dāng)前核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的應(yīng)用概況l 目前廣泛使用的單光子發(fā)射計算機(jī)斷層目前廣泛使用的單光子發(fā)射計算機(jī)斷層（SPECT），已

8、從單探頭、雙探頭和三探頭，直），已從單探頭、雙探頭和三探頭，直至現(xiàn)在發(fā)展為帶衰減校正的能進(jìn)行符合線路成像至現(xiàn)在發(fā)展為帶衰減校正的能進(jìn)行符合線路成像的的SPECTl PET-CT的出現(xiàn)使醫(yī)學(xué)影像技術(shù)進(jìn)入了一個新的的出現(xiàn)使醫(yī)學(xué)影像技術(shù)進(jìn)入了一個新的階段階段l 分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展以及與核醫(yī)學(xué)技術(shù)的分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展以及與核醫(yī)學(xué)技術(shù)的相互融合，形成核醫(yī)學(xué)又一個新的分支學(xué)科相互融合，形成核醫(yī)學(xué)又一個新的分支學(xué)科分分子核醫(yī)學(xué)子核醫(yī)學(xué)（molecular nuclear medicine）l 把兩種設(shè)備的圖像融合起來進(jìn)行分析把兩種設(shè)備的圖像融合起來進(jìn)行分析3. SPECT與與PET-CT的區(qū)別的

9、區(qū)別l核醫(yī)學(xué)中把應(yīng)用計算機(jī)輔助斷層技術(shù)進(jìn)行核醫(yī)學(xué)中把應(yīng)用計算機(jī)輔助斷層技術(shù)進(jìn)行顯像的設(shè)備統(tǒng)稱為顯像的設(shè)備統(tǒng)稱為ECT，它是醫(yī)學(xué)影像技，它是醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的重要組成部分。術(shù)的重要組成部分。ECT的中文名稱為發(fā)的中文名稱為發(fā)射型計算機(jī)斷層顯像，是其英文名稱縮寫射型計算機(jī)斷層顯像，是其英文名稱縮寫而成（而成（Emission Computed Tomography）。）。lECT實(shí)際上又包括兩大類設(shè)備即實(shí)際上又包括兩大類設(shè)備即SPECT和和PET-CT SPECT并不是一種很新的設(shè)備，其由并不是一種很新的設(shè)備，其由Kuhl等等人于人于1979年研制成功。經(jīng)過多年不斷的改進(jìn)，年研制成功。經(jīng)過多年不斷的改

10、進(jìn)，SPECT技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展，產(chǎn)生了許多不技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展，產(chǎn)生了許多不同型號、不同檔次的產(chǎn)品，但是其顯像的基本原同型號、不同檔次的產(chǎn)品，但是其顯像的基本原理沒有變化，總體上仍屬于比較低端的核醫(yī)學(xué)設(shè)理沒有變化，總體上仍屬于比較低端的核醫(yī)學(xué)設(shè)備。目前國內(nèi)很多三級以上醫(yī)院都已經(jīng)配備備。目前國內(nèi)很多三級以上醫(yī)院都已經(jīng)配備SPECT，數(shù)量達(dá)，數(shù)量達(dá)300臺以上，主要用于全身骨骼、臺以上，主要用于全身骨骼、心肌血流、腦血流、甲狀腺等顯像。心肌血流、腦血流、甲狀腺等顯像。 ECT的另一類設(shè)備的另一類設(shè)備PECT是以發(fā)射正電子的是以發(fā)射正電子的放射性核素做為發(fā)射體，稱為正電子發(fā)射型計算放射性核

11、素做為發(fā)射體，稱為正電子發(fā)射型計算機(jī)斷層顯像，其英文名稱為機(jī)斷層顯像，其英文名稱為 positron emission computed tomography，即我們通常所說的，即我們通常所說的PET。PET是核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中最先進(jìn)的顯像設(shè)備，被視為是核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中最先進(jìn)的顯像設(shè)備，被視為核醫(yī)學(xué)史上劃時代的里程碑，是最高水平核醫(yī)學(xué)核醫(yī)學(xué)史上劃時代的里程碑，是最高水平核醫(yī)學(xué)的標(biāo)志。的標(biāo)志。 PET所應(yīng)用的顯像劑如所應(yīng)用的顯像劑如C-11、N-13，O-15等都是人等都是人體組織的基本元素，易于標(biāo)記到各種生命必須的化合物、體組織的基本元素，易于標(biāo)記到各種生命必須的化合物、代謝產(chǎn)物或類似物上而不改變它們的

12、生物活性，且可以參代謝產(chǎn)物或類似物上而不改變它們的生物活性，且可以參與人體的生理、生化代謝過程，因而能夠深入分子水平反與人體的生理、生化代謝過程，因而能夠深入分子水平反映人體的生理、生化過程，從功能、代謝等方面前面評價映人體的生理、生化過程，從功能、代謝等方面前面評價人體的功能狀態(tài)，達(dá)到早期診斷疾病、指導(dǎo)治療的目的。人體的功能狀態(tài)，達(dá)到早期診斷疾病、指導(dǎo)治療的目的。定性準(zhǔn)確和一次性完成全身顯像的特點(diǎn)極大地促進(jìn)了其在定性準(zhǔn)確和一次性完成全身顯像的特點(diǎn)極大地促進(jìn)了其在腫瘤、腦神經(jīng)系統(tǒng)疾病以及心臟病等方面的應(yīng)用。我國于腫瘤、腦神經(jīng)系統(tǒng)疾病以及心臟病等方面的應(yīng)用。我國于1995年由山東淄博萬杰醫(yī)院引進(jìn)

13、國內(nèi)第一臺年由山東淄博萬杰醫(yī)院引進(jìn)國內(nèi)第一臺PET，其后增，其后增長較為緩慢。長較為緩慢。 PET的先進(jìn)性顯而易見，但其最大的缺點(diǎn)是解剖結(jié)構(gòu)的先進(jìn)性顯而易見，但其最大的缺點(diǎn)是解剖結(jié)構(gòu)顯示不夠清晰。因此人們嘗試把擅長功能顯像的顯示不夠清晰。因此人們嘗試把擅長功能顯像的PET與擅與擅長顯示解剖結(jié)構(gòu)的全身長顯示解剖結(jié)構(gòu)的全身CT結(jié)合起來，于是在結(jié)合起來，于是在2000年世界年世界上第一臺同機(jī)一體化上第一臺同機(jī)一體化PET/CT在美國在美國CTI公司研制成功，公司研制成功，被美國被美國時代時代雜志評選為年度最偉大的發(fā)明創(chuàng)造。由于雜志評選為年度最偉大的發(fā)明創(chuàng)造。由于PET/CT是目前最先進(jìn)的是目前最先進(jìn)

14、的PET與最好的多排螺旋與最好的多排螺旋CT的完美的完美組合，達(dá)到了一加一大于二的效果，一舉成為目前最豪華組合，達(dá)到了一加一大于二的效果，一舉成為目前最豪華的醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備。的醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備。PET與與CT的同機(jī)組合極大地提高的同機(jī)組合極大地提高了臨床醫(yī)生對了臨床醫(yī)生對PET的認(rèn)知度，所以一經(jīng)問世便在世界范圍的認(rèn)知度，所以一經(jīng)問世便在世界范圍內(nèi)高速增長。內(nèi)高速增長。2002年第一臺年第一臺PET/CT在國內(nèi)安家落戶，目在國內(nèi)安家落戶，目前前PET/CT在國內(nèi)已經(jīng)呈獻(xiàn)快速發(fā)展的趨勢。在國內(nèi)已經(jīng)呈獻(xiàn)快速發(fā)展的趨勢。 總體上講，總體上講，SPECT與與PET相比二者可以說具相比二者可以說具有本質(zhì)

15、的區(qū)別，數(shù)據(jù)表明，有本質(zhì)的區(qū)別，數(shù)據(jù)表明，SPECT的最高探測效的最高探測效率僅為率僅為PET的的1%-3%左右，圖像質(zhì)量遠(yuǎn)不能與左右，圖像質(zhì)量遠(yuǎn)不能與PET/CT相比，診斷效能上差距較大。二者一種相比，診斷效能上差距較大。二者一種是普及型的低端產(chǎn)品，價格較低；一種是世界上是普及型的低端產(chǎn)品，價格較低；一種是世界上公認(rèn)的最高檔次的醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備，價格昂貴、公認(rèn)的最高檔次的醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備，價格昂貴、投資巨大，很難普及和推廣。投資巨大，很難普及和推廣。 PET/CT和其他檢查的區(qū)別：和其他檢查的區(qū)別： 單純單純X線線CT成像的基礎(chǔ)是根據(jù)人體組織對外源性成像的基礎(chǔ)是根據(jù)人體組織對外源性X線線的吸

16、收程度不同來判斷人體組織器官的結(jié)構(gòu)改變情況；磁的吸收程度不同來判斷人體組織器官的結(jié)構(gòu)改變情況；磁共振檢查是將人體置入外加磁場內(nèi)，然后探測人體內(nèi)組織共振檢查是將人體置入外加磁場內(nèi)，然后探測人體內(nèi)組織成分的磁信號變化情況；而成分的磁信號變化情況；而PET檢查是探測人體內(nèi)物質(zhì)檢查是探測人體內(nèi)物質(zhì)（或藥物）代謝功能的動態(tài)變化。三者的成像原理有本質(zhì)（或藥物）代謝功能的動態(tài)變化。三者的成像原理有本質(zhì)的區(qū)別。而我們目前使用的的區(qū)別。而我們目前使用的PET/CT是是PET和和CT兩種技術(shù)兩種技術(shù)的完美結(jié)合，相互補(bǔ)充。的完美結(jié)合，相互補(bǔ)充。PET/CT這種技術(shù)的組合可以大這種技術(shù)的組合可以大大提高臨床診斷的準(zhǔn)確

17、性（如需要對體內(nèi)單個孤立性小病大提高臨床診斷的準(zhǔn)確性（如需要對體內(nèi)單個孤立性小病灶進(jìn)行良惡性鑒別診斷和手術(shù)前定位等），包括精確的定灶進(jìn)行良惡性鑒別診斷和手術(shù)前定位等），包括精確的定位和定性等，是其他檢查不能比擬的。位和定性等，是其他檢查不能比擬的。9.1.2 核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備功能核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備功能1.相機(jī)相機(jī)l相機(jī)是核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備中最基本、最實(shí)用，而且最重要的一種。相機(jī)是核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備中最基本、最實(shí)用，而且最重要的一種。相機(jī)，又稱閃爍照相機(jī)（相機(jī)，又稱閃爍照相機(jī)（Scintillation Camera），是一種能對臟），是一種能對臟器中的放射性核素分布進(jìn)行一次成像和連續(xù)動態(tài)觀察的儀器。該儀器中

18、的放射性核素分布進(jìn)行一次成像和連續(xù)動態(tài)觀察的儀器。該儀器主要由四部分組成，即器主要由四部分組成，即閃爍探頭閃爍探頭、電子學(xué)線路電子學(xué)線路、顯示記錄裝置顯示記錄裝置以以及及附加設(shè)備附加設(shè)備。l相機(jī)可同時記錄臟器內(nèi)各個部份的射線，以快速形成一幀器官的相機(jī)可同時記錄臟器內(nèi)各個部份的射線，以快速形成一幀器官的靜態(tài)平面圖像，同時因其靜態(tài)平面圖像，同時因其成像速度快成像速度快，亦可用于獲取反映臟器內(nèi)放，亦可用于獲取反映臟器內(nèi)放射性分布變化的連續(xù)照片，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，可觀察臟器的動態(tài)功射性分布變化的連續(xù)照片，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，可觀察臟器的動態(tài)功能及其變化，因此能及其變化，因此相機(jī)既是顯像儀又是功能儀。相機(jī)既是

19、顯像儀又是功能儀。l提高提高相機(jī)性能的關(guān)鍵是增加它采集的信息量相機(jī)性能的關(guān)鍵是增加它采集的信息量,特別是斷層采集特別是斷層采集 2. ECTl發(fā)射式計算機(jī)斷層（發(fā)射式計算機(jī)斷層（Emission Computed tomography，ECT）是利用儀器探測人體內(nèi)同位素動態(tài)分布成像，并）是利用儀器探測人體內(nèi)同位素動態(tài)分布成像，并通過計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和斷層重建，來獲得臟器或組通過計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和斷層重建，來獲得臟器或組織的橫斷面、矢狀面以及冠狀面的三維圖像的。它可以織的橫斷面、矢狀面以及冠狀面的三維圖像的。它可以做功能、代謝方面的影像觀察，是由電子計算機(jī)斷層做功能、代謝方面的影像觀察，是由

20、電子計算機(jī)斷層（CT）與核醫(yī)學(xué)示蹤原理相結(jié)合的高科技技術(shù)。）與核醫(yī)學(xué)示蹤原理相結(jié)合的高科技技術(shù)。lECT分為兩大類，一類是以發(fā)射單光子的核素為示蹤劑分為兩大類，一類是以發(fā)射單光子的核素為示蹤劑的，即單光子發(fā)射計算機(jī)斷層顯像儀（的，即單光子發(fā)射計算機(jī)斷層顯像儀（single photon emission computed tomography，SPECT）；而另一）；而另一類是以發(fā)射正電子的核素為示蹤劑的，即正電子發(fā)射計類是以發(fā)射正電子的核素為示蹤劑的，即正電子發(fā)射計算機(jī)斷層顯像儀（算機(jī)斷層顯像儀（positron emission tomography，PET）。）。 （1）SPECTl S

21、PECT實(shí)際上就是一個探頭可以圍繞病人某一臟器進(jìn)行實(shí)際上就是一個探頭可以圍繞病人某一臟器進(jìn)行360旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)的相機(jī)，在旋轉(zhuǎn)時每隔一定角度（通常是相機(jī)，在旋轉(zhuǎn)時每隔一定角度（通常是3 或或6）采集一幀圖片，然后經(jīng)電子計算機(jī)自動處理，將）采集一幀圖片，然后經(jīng)電子計算機(jī)自動處理，將圖像疊加，并重建為該臟器的橫斷面、冠狀面、矢狀面或圖像疊加，并重建為該臟器的橫斷面、冠狀面、矢狀面或任何需要的不同方位的斷層、切面圖像。任何需要的不同方位的斷層、切面圖像。l 近年來為提高診斷的靈敏度、分辨率和正確性，同時縮短近年來為提高診斷的靈敏度、分辨率和正確性，同時縮短采集時間，雙探頭的采集時間，雙探頭的SPECT也

22、相繼應(yīng)用于臨床中。也相繼應(yīng)用于臨床中。SPECT同時也具有一般同時也具有一般相機(jī)的功能，可以進(jìn)行臟器的平相機(jī)的功能，可以進(jìn)行臟器的平面和動態(tài)（功能）顯像。面和動態(tài)（功能）顯像。（2）PETl PET是目前在分子水平上進(jìn)行人體功能顯像的最先進(jìn)的醫(yī)是目前在分子水平上進(jìn)行人體功能顯像的最先進(jìn)的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，它的學(xué)影像技術(shù)，它的空間分辨率明顯優(yōu)于空間分辨率明顯優(yōu)于SPECT。l PET的基本原理是利用加速器生產(chǎn)的的基本原理是利用加速器生產(chǎn)的超短半衰期同位素超短半衰期同位素，如氟如氟-18、氮、氮-13、氧、氧-15、碳、碳-17等作為示蹤劑注入人體，等作為示蹤劑注入人體，參與體內(nèi)的生理生化代謝過程。這

23、些超短半衰期同位素是參與體內(nèi)的生理生化代謝過程。這些超短半衰期同位素是組成人體的主要元素，利用它們組成人體的主要元素，利用它們發(fā)射的正電子與體內(nèi)的負(fù)發(fā)射的正電子與體內(nèi)的負(fù)電子結(jié)合釋放出一對伽瑪光子電子結(jié)合釋放出一對伽瑪光子，被探頭的晶體所探測，得，被探頭的晶體所探測，得到高分辨率、高清晰度的活體斷層圖像，以顯示人腦、心到高分辨率、高清晰度的活體斷層圖像，以顯示人腦、心臟、全身其它器官以及腫瘤組織的生理和病理的功能及代臟、全身其它器官以及腫瘤組織的生理和病理的功能及代謝情況。謝情況。l PET在臨床醫(yī)學(xué)的應(yīng)用主要集中于在臨床醫(yī)學(xué)的應(yīng)用主要集中于神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、腫瘤三腫

24、瘤三大領(lǐng)域。大領(lǐng)域?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)名稱成像參數(shù)性質(zhì)X線CT衰減系數(shù)、CT值解剖結(jié)構(gòu)B超超聲波反射解剖結(jié)構(gòu)MRI質(zhì)子密度、T1、T2、解剖、功能化學(xué)位移SPECT放射性濃度代謝功能PET放射性濃度代謝功能PET/CT放射性濃度代謝功能衰減系數(shù)、CT值 和解剖SPECT、PETECT(emission computed tomography)核醫(yī)學(xué)發(fā)展的兩大支柱l放射性藥物-診斷、治療關(guān)鍵點(diǎn)是特異性其次是穩(wěn)定性如：11C-胸腺嘧啶 - DNA合成金標(biāo)準(zhǔn)，不穩(wěn)定；18F-FLT 氟標(biāo)胸腺嘧啶。穩(wěn)定，但由于3端的置換，其磷酸化后不能進(jìn)一步參與DNA合成，又不能通過細(xì)胞膜返回，被局限在細(xì)胞內(nèi)。l核探測

25、技術(shù)-影像定位、定量核醫(yī)學(xué)-示蹤原理示蹤劑：參與體內(nèi)某一生理代謝過程的物質(zhì) + 發(fā)射可探測射線的核素 = 形成示蹤劑。 例如：脫氧葡萄糖DG + 發(fā)射正電子的18F = 18F-FDG 代謝過程：靜脈注入后，通過毛細(xì)血管壁進(jìn)入組織。對不同的示蹤劑，有些直接參與體內(nèi)代謝，有些則被限制在某些特定的組織區(qū)域。由于示蹤劑在體內(nèi)的分布與代謝過程是動態(tài)的，所以體內(nèi)各組織部位的示蹤劑濃度是不斷地變化的。探測：在示蹤劑注入體內(nèi)后的 整個過程中，都可使用掃描儀在體外探測示蹤劑發(fā)出的輻射信號，從而確定示蹤劑在體內(nèi)的位置，由此得到示蹤劑在體內(nèi)的代謝過程與分布圖像。核醫(yī)學(xué)顯像原理l 利用放射性藥物 用放射性核素標(biāo)記的

26、示蹤劑引入體內(nèi)l 參加特定生物活動 被特定的組織攝取定位，定性,定量反映體內(nèi)代謝情況l 探測顯像 顯像設(shè)備,顯像條件, 操作程序l 活體, 分子水平 活體內(nèi)示蹤劑分子行為核醫(yī)學(xué)顯像設(shè)備l 核醫(yī)學(xué)顯像設(shè)備探測射線相機(jī) (scintillation gamma camera) 1958年H. Anger發(fā)明，Anger相機(jī)SPECT (single photo emission computed tomography) 20世紀(jì)80年代，單光子發(fā)射斷層掃描儀PET ( positron emission tomography) 20世紀(jì)90年代，正電子發(fā)射斷層掃描儀PET/CT 21世紀(jì)，功能圖像

27、和解剖圖像有機(jī)融合相機(jī)照相機(jī) 照相機(jī)主要由探測器、電子線路、監(jiān)視裝置和機(jī)架等部分組成。 探測器組成: 準(zhǔn)直器、 閃爍晶體、 光導(dǎo)、 光電倍增管、 前置放大器 定位網(wǎng)絡(luò)電路（或稱模擬計算電路）等探測原理l射線入射到晶體上，使晶體原子激發(fā)。l退激回到基態(tài)，發(fā)射熒光。光子產(chǎn)生多個熒光光子。l光電倍增管接受這些熒光，并將之轉(zhuǎn)換為電信號。l經(jīng)過定位電路確定出入射光子的位置l放大、甄別后，記錄一個計數(shù)。l 閃爍晶體多采用厚1.27cm、直徑為29.2cm或40.6cm的NaI(TI)晶l 體，密封在具有玻璃窗口和氧化鎂反射層的金屬殼內(nèi)以防潮解。l 由于溫度劇變可致晶體破裂，因此要求使用環(huán)境溫度保持在l 1

28、035之間，溫度變化不應(yīng)超過3/h。在晶體上方裝有按六角l 形排列的光電倍增管19個或37個。光電倍增管的數(shù)目可多達(dá)91l 個。閃爍晶體與光電倍增管之間用有機(jī)玻璃板作為光導(dǎo)，光導(dǎo)與l 閃爍晶體及光電倍增管之間涂有硅油作為光耦合，以減少光透過l 兩種光介質(zhì)面時的損失。每個光電倍增管的輸出各經(jīng)一個前置放l 大器加到和光電倍增管的排列位置相對應(yīng)的定位網(wǎng)絡(luò)電路上。定l 位網(wǎng)絡(luò)電路現(xiàn)多采用電阻矩陣電路。l 園盤狀的探測器置于被測部位體外。當(dāng)受檢者服用放射性同位l 素標(biāo)記藥物，吸收放射性藥物的器官輻射出粒子，被置于體外的l 探測器中的閃爍晶體檢測器接收，產(chǎn)生出可見光光子，光子經(jīng)光l 導(dǎo)耦合射到由光電倍增管

29、構(gòu)成的六角晶體狀排列的陣列，各個光l 電倍增管輸出的電脈沖信號經(jīng)電子線路的處理和位置計算，形成l X-Y位置上的光點(diǎn)信號，在熒光屏的相應(yīng)位置上產(chǎn)生閃爍光點(diǎn)。徑l 過一定時間積累，便可獲得一幅二維的閃爍圖像。準(zhǔn)直器、閃爍晶體、光電倍增管的作用閃爍照相機(jī)（1）探頭 探頭是相機(jī)的核心部件，它包括準(zhǔn)直器、閃爍晶體、光電倍增管、前置放大電路、光導(dǎo)和定位網(wǎng)絡(luò)電路等。圖 (a)是由19個光電倍增管構(gòu)成的閃爍相機(jī)探頭。 閃爍照相機(jī)（2）電子線路部份l 如圖所示，相機(jī)的電子線路部份主要由能量信號通道和位置信號通道兩部份組成。位置信號通道對X+，X-，Y+和Y-進(jìn)行處理得到X=（X+-X-）/Z和Y=（Y+-Y-）/Z的位置信號，這是閃爍光點(diǎn)的位置。（3）顯示系統(tǒng)l 顯示系統(tǒng)由示波器和照相機(jī)組成，照相機(jī)可以對準(zhǔn)顯示熒光屏進(jìn)行攝影。目前相機(jī)的顯示系統(tǒng)都由微型計算機(jī)的顯示器實(shí)現(xiàn)。 閃爍照相機(jī)3相機(jī)成像原理l相機(jī)把人體臟器內(nèi)的放射性核素的三維分布變成一張二維分布的圖像或照片. 閃爍照相機(jī)脈沖幅度分析器pulse height analyzer(PHA)l經(jīng)放大的電脈沖幅度入射射線能量l只選擇一定能量范圍，剔除散射、噪聲 甄別 例如，