成像設(shè)備-核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備

1、成像設(shè)備成像設(shè)備- -核醫(yī)學(xué)成核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備像設(shè)備 SSSSSPECT的結(jié)構(gòu)SPECT由探頭、機(jī)架、電子學(xué)線路和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等組成。 SPECT的機(jī)架主要用來支撐探頭，并能夠讓探頭在其上運(yùn)動(dòng)。 探頭可分為：探頭旋轉(zhuǎn)型和固定型（環(huán)型），主流為旋轉(zhuǎn)照相機(jī)型，使照相機(jī)探頭圍繞身體旋轉(zhuǎn)360或180進(jìn)行完全角度或有限角度取樣，重建出各種方向的符合臨床要求的斷層影像，同時(shí)可以進(jìn)行平面、斷層和全身顯像。 電子學(xué)線路包括光電倍增管的高壓電源、線性放大器和脈沖高度分析器等。 成像過程 從聚集著放射性核素的臟器發(fā)出的射線以均勻的角概率分布發(fā)射，成像過程就是要測量初始軌跡位于特定斷層中的射線分布。 SPECT采用橫

2、向斷層掃描 將照相機(jī)探頭繞人體軸連續(xù)或分度旋轉(zhuǎn)一周 記錄掃描時(shí)體內(nèi)放射性核素發(fā)出的射線，得到一組投影數(shù)據(jù) 這些投影數(shù)據(jù)的集合構(gòu)成一個(gè)投影斷層面 SPECT探頭 探頭為方形，以使探頭的尺寸可以覆蓋人體的寬度方向，PMT的形狀也由圓形的變?yōu)榉叫危瑴p少圓形光電倍增管之間的間隙 對(duì)每個(gè)光電倍增管構(gòu)成的通道，根據(jù)每個(gè)光子事件的峰值位置、幅度大小、閾值定位 關(guān)聯(lián)信號(hào)增強(qiáng)技術(shù)，可以去掉本底造成的小脈沖事件，增強(qiáng)信噪比。 圖像重建 在不同角度上對(duì)患者體內(nèi)放射性藥物上發(fā)射的光子計(jì)數(shù)，在三維空間重建出放射性藥物在人體內(nèi)的濃集分布。 計(jì)數(shù)的統(tǒng)計(jì)漲落是數(shù)據(jù)中的主要噪聲形式，核醫(yī)學(xué)成像的計(jì)數(shù)有限，其噪聲水平較高。 重建

3、SPECT圖像可以利用類似于X-CT的濾波反投影算法，也可以用最大似然迭代等統(tǒng)計(jì)方法。 統(tǒng)計(jì)方法重建 光子計(jì)數(shù)模型描述了從放射性核素濃度通過斷層成像時(shí)的坐標(biāo)變換和其他物理過程得到光子計(jì)數(shù)的分布 先驗(yàn)?zāi)Ｐ兔枋隽朔派湫栽诳臻g的概率分布 實(shí)空間被劃分為若干像素，如果用平行孔準(zhǔn)直器，由像素s處發(fā)射的光子，通過準(zhǔn)直器后，只有與成像平面垂直的光子能被探測，并被記錄到投影矩陣。 每個(gè)角度上以一定空間間隔采樣，獲取一個(gè)投影矢量，最終得到投影矩陣Y。 光子計(jì)數(shù)的分布 假設(shè)像素s處的光子以恒定的速率完全隨機(jī)發(fā)射，此光子投影到投影矩陣第t個(gè)元素的過程構(gòu)成時(shí)間上均勻的Poisson過程。 該概率依賴于核素的活度分布、

4、曝光時(shí)間、放射性衰變速率、藥物的廓清速率、探測器的幾何結(jié)構(gòu)、光子的吸收和散射等。 ()ttsssyPoissona x先驗(yàn)分布模型 該模型應(yīng)該適當(dāng)考慮醫(yī)師對(duì)于同位素濃度在臟器重分布的知識(shí)，以及臟器的尺寸和形狀。 研究人員只考慮局部屬性（相鄰像素），從而得到簡化的模型。 式中為可調(diào)的參數(shù)，V(x)是描述相鄰像素關(guān)系的函數(shù)。 )()(xVexp重建的過程 假定一個(gè)初始圖像f(0);計(jì)算該圖像的投影d;同測量的投影值d相比；計(jì)算糾正系數(shù)并更新f值；滿足停止規(guī)則時(shí)，迭代中止；如果不滿足，則由新的f作為f(0)從2重新開始。 不同算法的糾正系數(shù)不同，但都是將估計(jì)值與實(shí)測值相比較，從而糾正估計(jì)值。對(duì)重建算

5、法的要求是重建質(zhì)量高，迭代的收斂速度快。圖像質(zhì)量改善 統(tǒng)計(jì)噪聲主要取決于每個(gè)體素內(nèi)的總計(jì)數(shù)值，由于核素成像是量子事件，成像時(shí)間不足的話，會(huì)因?yàn)楸镜自肼暤龋贵w素的值受到鄰近體素的干擾； 散射噪聲來源于光子和人體組織的compton散射； 衰減噪聲來源于光子在被測量臟器到探測器的路徑上被吸收的情況； 臨床上常用的方法是利用體外的源，由射線源繞人體旋轉(zhuǎn)一周，形成人體的輪廓線，同時(shí)重建出人體內(nèi)部的線性衰減分布。 現(xiàn)在有些設(shè)備直接用XCT測量受測部位的衰減系數(shù)，大大加快了衰減校正的速度。 SPECT的質(zhì)量控制 SPECT斷層均勻性與三方面有關(guān)：構(gòu)成斷層圖像的原始信息量低，統(tǒng)計(jì)噪聲高；探頭旋轉(zhuǎn)造成均勻性

6、變化；重建過程放大非均勻性。 旋轉(zhuǎn)中心是SPECT質(zhì)控的重要指標(biāo)。SPECT的旋轉(zhuǎn)中心是一個(gè)位于旋轉(zhuǎn)軸上的虛設(shè)空間點(diǎn)，必須是空間坐標(biāo)系統(tǒng)、照相機(jī)探頭電子坐標(biāo)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)圖像重建坐標(biāo)系統(tǒng)的重合點(diǎn)。 PETPET成像過程成像過程人體內(nèi)含有發(fā)射正電子的核素,如18F、13N、15O、11C等會(huì)發(fā)射的正電子被人體組織慢化后，被電子俘獲，并發(fā)生湮滅而產(chǎn)生一對(duì)光子，這兩個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)方向相反，能量均為511Kev用兩個(gè)位置相對(duì)的閃爍探頭加符合電路組成湮沒符合探測裝置加以檢測 人體的病變開始于大分子運(yùn)動(dòng)的紊亂，從而導(dǎo)致臟器功能的變化，這種變化在臟器發(fā)生器質(zhì)性變化之前就開始了。 帶有放射性標(biāo)記的藥物會(huì)自動(dòng)尋找和濃集在特定的組織和臟器上，根據(jù)放射性強(qiáng)度的時(shí)間分布曲線可以知道這些組織和臟器對(duì)這種藥物的代謝情況。 藥物與某種生理狀態(tài)相關(guān)：如應(yīng)用廣泛的PET藥物脫氧葡萄糖能參與人體內(nèi)的葡萄糖代謝。由于腫瘤組織與正常組織在代謝水平上差別比較大，可以測量腫瘤的大