醫(yī)學(xué)成像技術(shù)-第6節(jié)

§6.6γcamera和SPECT

γ照相機(jī)成像特點(diǎn)：一種基礎(chǔ)的全身成像系統(tǒng)，將藥物分布快速、一次性顯像，常用于腫瘤及循環(huán)系統(tǒng)疾病的診斷；全身或局部組織臟器的功能成像，能將形態(tài)學(xué)與功能學(xué)信息結(jié)合顯示；顯像時(shí)間短，可自動(dòng)連續(xù)拍攝，能顯現(xiàn)放射性藥物分布的動(dòng)態(tài)變化。在臨床的重要應(yīng)用之一為全身骨掃描。核醫(yī)學(xué)診斷中，主要用于腦、心、腎等器官的動(dòng)態(tài)功能研究，診斷腦、甲狀腺、肺、肝、腎及骨骼等部位腫瘤和其他疾病。構(gòu)造原理如右圖：性能指標(biāo)及質(zhì)量控制優(yōu)缺點(diǎn)類型下一頁γ照相機(jī)的核心。探頭的性能好壞決定了整臺(tái)機(jī)器性能的好壞，決定圖像質(zhì)量的好壞。作用：①.把人體內(nèi)分布的放射性核素輻射的射線限束、定位②用光電倍增管將由射線在閃爍體激起的熒光轉(zhuǎn)化為電脈沖③將電脈沖轉(zhuǎn)化為控制像點(diǎn)位置的位置XY信號(hào)和像點(diǎn)亮度的Z信號(hào)。

⑴準(zhǔn)直器：根據(jù)被檢者大小選擇平行、發(fā)散、會(huì)聚或針孔型⑵閃爍體：碘化鈉晶體，晶體越薄，照相機(jī)的空間分辨力越高

⑶光電倍增管：每個(gè)光電陽極給出一個(gè)電流脈沖信號(hào)到電阻矩陣

⑷電阻矩陣：列數(shù)=4行數(shù)=光電管數(shù)每個(gè)光電管給出的電流都要形成4個(gè)位置信號(hào)探頭γ照相機(jī)探測γ射線的原理

γ照相機(jī)探測γ射線的原理與掃描機(jī)和其它γ計(jì)器是一樣的，采用閃爍探測法。注入人體的放射性核素發(fā)射出的γ射線首先經(jīng)過準(zhǔn)直器準(zhǔn)直，然后打在碘化鈉晶體上，碘化鈉晶體產(chǎn)生的閃光由一組光電倍增管收集。任何一次閃爍均將在各個(gè)光電倍增管上產(chǎn)生不同的響應(yīng)。響應(yīng)的強(qiáng)弱與光電倍增管距閃爍點(diǎn)的位置有關(guān)，距閃爍點(diǎn)愈近，產(chǎn)生的響應(yīng)愈強(qiáng)，將所有光電倍增管的響應(yīng)加起來可以產(chǎn)生位置和能量信號(hào)。位置信號(hào)確定了閃爍事件發(fā)生的位置，能量信號(hào)則確定哪些閃爍事件該啟輝，哪些閃爍事件不該啟輝。有了位置和啟輝信號(hào)，在顯示器上就可以顯示一個(gè)閃爍點(diǎn)，眾多的閃爍點(diǎn)就可以構(gòu)成一幅圖像。以P10和P19為例sx(10)=x-×i-x+×i=4.42×i-4.42×i=0sy(10)=y-×i-y+×i=4.42×i-4.42×i=0sx(19)=x-×i-x+×i=8.87×i-2.94×i＞0sy(19)=y-×i-y+×i=2.37×i-33×i＜0

位置線路由光電倍增管和電阻矩陣所構(gòu)成。位置線路設(shè)計(jì)的核心是給每一個(gè)光電倍增管加上一個(gè)與距離成比例的權(quán)重電阻。x-x+y-y+→減法器→XY信號(hào)→控制像點(diǎn)位置x-x+y-y+→加法器→脈沖分析器→示波器Z輸入端→控制像點(diǎn)亮度位置信號(hào)和能量信號(hào)的獲得

照相機(jī)+線性計(jì)數(shù)率儀→計(jì)數(shù)率轉(zhuǎn)化為直流電壓信號(hào)→XY記錄儀繪制放射性活度隨時(shí)間變化曲線，顯示臟器功能狀況返回功能測定的實(shí)現(xiàn)1.空間分辨力：表征相機(jī)對位置的分辨能力，可用兩個(gè)點(diǎn)源的分辨距離或FWHM及MTF來表示。2.固有空間線性：照相機(jī)入射閃爍晶體產(chǎn)生熒光位置相對于入射光子空間位置產(chǎn)生的畸變程度，表征光點(diǎn)定位的準(zhǔn)確性。3.計(jì)數(shù)器的死時(shí)間：照相機(jī)分開前后兩個(gè)閃爍光子的最短時(shí)間。與放射核素、幅度分析器窗寬、窗位、散射物質(zhì)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)有關(guān)。5.系統(tǒng)靈敏度：表示系統(tǒng)對射線的探測效率，定義為單位時(shí)間之內(nèi)單位活度的計(jì)數(shù)率。與準(zhǔn)直器和閃爍體的效率、射線能量有關(guān)。提高靈敏度的關(guān)鍵是調(diào)節(jié)幅度分析器的窗位，使其與射線能譜的全能峰準(zhǔn)確對應(yīng)，此時(shí)信噪比較高。返回性能指標(biāo)?優(yōu)點(diǎn)：1.短時(shí)間自動(dòng)連續(xù)顯象；通過連續(xù)顯像，追蹤和記錄放射性藥物通過某臟器的過程，可對臟器的形態(tài)和功能進(jìn)行動(dòng)態(tài)研究。2.操作簡便，時(shí)間短，20幀/秒，探測器對整個(gè)視野體內(nèi)發(fā)出

射線敏感，一次照像即可，由于顯像迅速，便于多體位、多部位觀察。適用于兒童和老人。3.配置一定附加裝置可進(jìn)行功能檢查、斷層或全身成像，能把形態(tài)學(xué)和功能學(xué)信息顯示結(jié)合起來。獲得定量數(shù)值，進(jìn)行定量診斷。所得數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，可以進(jìn)行圖像后處理。4.適用于多臟器聯(lián)合顯像?缺點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)與電子線路復(fù)雜，設(shè)備調(diào)整過程復(fù)雜。2.圖像受臟器的厚度影響較大。3.圖像空間分辨率低。返回優(yōu)缺點(diǎn)γ照相機(jī)有許多類型。常用的有以下幾種：（一）移動(dòng)式γ照相機(jī)移動(dòng)式γ照相機(jī)主要用于核心臟病學(xué)，它可以推到病房及急救部門對病人進(jìn)行搶救使用。這種γ照相機(jī)專為使用99mTc、201T1低能放射性核素而設(shè)計(jì)，晶體小而薄，探頭輕、體積小。主機(jī)與計(jì)算機(jī)合為一整體。移動(dòng)式γ照相機(jī)不適用于高能放射性核素，對大臟器顯像由于視野偏小也不適用。（二）模擬式γ照相機(jī)和數(shù)字式γ照相機(jī)模擬式γ照相機(jī)與數(shù)字式γ照相機(jī)的概念目前仍有些模糊。有些廠家標(biāo)明自已的產(chǎn)品是全數(shù)字式，但仔細(xì)考察，并不是完全數(shù)字式的。數(shù)字式γ照相機(jī)應(yīng)該從光電倍增管的輸出就開始數(shù)字化。多晶體式γ照相機(jī)屬于這種類型。它在γ照相機(jī)的應(yīng)用中曾起過一定作用，但由于它視野小，能量分辨差，現(xiàn)已不再使用?，F(xiàn)在使用的γ照相機(jī)多為模擬-數(shù)字混合式。這種類型的γ照相機(jī)位置信號(hào)是模擬的，位置信號(hào)以后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，信號(hào)處理一般均為數(shù)字式。γ照相機(jī)的控制臺(tái)與計(jì)算機(jī)合為一體，由一系列微處理器執(zhí)行各種不同的功能。目前也有一些廠家生產(chǎn)了全數(shù)字化的γ照相機(jī)探頭。在光電倍增管輸出后面立即進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，每個(gè)光電倍增管后面有一個(gè)ADC元件。位置坐標(biāo)計(jì)算原理也與模擬式γ照相機(jī)完全不同。（三）全身顯像γ照相機(jī)由探頭和床的配合運(yùn)動(dòng)，在顯示器上得到一幅縮小的全身放射性