核醫(yī)學(xué)成像原理及設(shè)備課件

1、復(fù)習(xí)放射治療設(shè)備分類（兩種分類標(biāo)準(zhǔn)）立體定向放射治療設(shè)備（結(jié)構(gòu)、原理、治療過程）復(fù)習(xí)放射治療設(shè)備分類（兩種分類標(biāo)準(zhǔn)）主要內(nèi)容核醫(yī)學(xué)分類核醫(yī)學(xué)成像原理及設(shè)備（結(jié)構(gòu)、原理、臨床應(yīng)用）主要內(nèi)容核醫(yī)學(xué)分類核醫(yī)學(xué)分類核醫(yī)學(xué)分類核衰變及放射性簡(jiǎn)介放射性：原子核自發(fā)地放射各種射線的現(xiàn)象稱為放射性與核外電子狀態(tài)的改變關(guān)系很小，外界的溫度、壓力、電磁場(chǎng)都不能抑制或顯著改變射線的發(fā)射放射性現(xiàn)象是由原子核的變化引起的核衰變及放射性簡(jiǎn)介放射性：原子核自發(fā)地放射各種射線的現(xiàn)象稱為核醫(yī)學(xué)成像原理核醫(yī)學(xué)成像是一種以正常組織與病變之間的放射性藥物的濃度差別為基礎(chǔ)的臟器或病變的顯像方法。是核醫(yī)學(xué)的主要內(nèi)容。其基本條件：引入具有

2、能夠選擇性聚集在特定臟器或病變的放射性核素或其標(biāo)記化合物，使該臟器或病變與臨近組織之間的放射性藥物濃度差達(dá)到一定程度利用核醫(yī)學(xué)成像儀器探測(cè)到這種放射性藥物的濃度差別，并根據(jù)需要以一定方式將它們顯示成像，即臟器或病變的影像。核醫(yī)學(xué)成像原理核醫(yī)學(xué)成像是一種以正常組織與病變之間的放射性藥是通過在人體內(nèi)注入可以發(fā)射射線的放射性同位素(核電荷數(shù)同)來實(shí)現(xiàn)的。核醫(yī)學(xué)成像與MRI方法不同基本工作原理是通過在人體內(nèi)注入可以發(fā)射射線的放射性同位素(核電荷數(shù)同)是臟器內(nèi)外或臟器與病變之間放射性濃度差別為基礎(chǔ)的臟器或病變顯像法1、具有能夠選擇性聚集在或流徑特定臟器或病變的放射性核素或其標(biāo)記化合物,使該臟器或病變與鄰

3、近組織之間放射性濃度差別達(dá)到一定程度.放射性核素或標(biāo)記化合物稱顯像劑2、利用核醫(yī)學(xué)成像儀器(照相機(jī)、SPECT、PET)探測(cè)到這種濃渡差，并根據(jù)需要按一定方式將它們顯示成像，即顯示臟器或病變組織的影像。顯像劑探測(cè)放射性濃度差別是臟器內(nèi)外或臟器與病變之間放射性濃度差別為基礎(chǔ)的臟器或病變顯照相機(jī)、SPECT、PET是探測(cè)放射性核素或標(biāo)記化合物在臟器、組織的攝取、分布、代謝等特點(diǎn)達(dá)到成像的目的與其他影像主要區(qū)別成像取決于臟器、組織的血流、細(xì)胞功能、細(xì)胞數(shù)量、代謝活性和排泄引流情況等因素不是組織密度功能顯像CT、MRI、超聲是解剖形態(tài)學(xué),無需顯像劑.照相機(jī)、SPECT、PET是探測(cè)放射性核素或標(biāo)記化合

4、物在臟核醫(yī)學(xué)成像放射性同位素成像正常組織病變之間與的濃度差別為基礎(chǔ)的臟器或病變顯像方法放射性藥物放射性藥物的空間分布是時(shí)間的函數(shù)放射性同位素的使用要有一個(gè)重要的時(shí)間維通過這種測(cè)量取值范圍在毫秒到分鐘用以評(píng)估具體器官基本功能,這項(xiàng)技術(shù)被稱做動(dòng)態(tài)平面閃爍成像法核醫(yī)學(xué)成像放射性同位素成像正常組織病變之間與的濃度差別為基礎(chǔ)根據(jù)所用的放射性核素的不同，放射性衰變會(huì)產(chǎn)生、和X射線 、和粒子非常小不能從體中射出形成圖像X、 射線在穿過身體的各種組織的時(shí)候并不會(huì)遇到很多困難 一般來說，核醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)只檢測(cè)能量大干50kev的光子（射線）。根據(jù)所用的放射性核素的不同，放射性衰變會(huì)產(chǎn)生、和X射可了解其生物學(xué)功能或

5、者確定某些疾病所在位置 這種信息之所以重要是因?yàn)樗鼰o法由其他的成像技術(shù)提供有關(guān)的生理和生化信息用放射性同位素成像獲得一些和相關(guān)病理變化的前兆有效的放射性化學(xué)藥物擁有的特性大致上分為三種：藥物屑性、物理屬性和化學(xué)屬性 可了解其生物學(xué)功能或者確定某些疾病所在位置 這種信息之所以重照相機(jī)照相機(jī)可對(duì)人體內(nèi)臟器中的放射性核素分布進(jìn)行一次成像，同時(shí)可動(dòng)態(tài)觀察、顯示、記錄放射性藥物在人體臟器內(nèi)的代謝情況。所以照相機(jī)不僅具有人體臟器的形態(tài)顯像功能，而且具有功能顯像功能，同時(shí)又具有動(dòng)態(tài)顯像功能。 照相機(jī)照相機(jī)可對(duì)人體內(nèi)臟器中的放射性核素分布進(jìn)行一次成像照相機(jī)成像原理照相機(jī)成像原理照相機(jī)原理：光子閃爍晶體熒光光電

6、倍增管光電流后處理準(zhǔn)直器前置放大器、定位電路、圖像處理電路、控制電路等顯示器等光纖電 源照相機(jī)原理：光子閃爍晶體熒光光電倍增管光電流后處理準(zhǔn)前置照相機(jī)結(jié)構(gòu)照相機(jī)主要由閃爍探頭、探頭支架、病床和操作控制臺(tái)組成。照相機(jī)結(jié)構(gòu)照相機(jī)主要由閃爍探頭、探頭支架、病床和操作控制閃爍探頭1、閃爍晶體將入射的射線轉(zhuǎn)換成光電子即閃爍螢光體Nal(TL)晶體 放射性核素 TL(鉈)和Tc(锝)均發(fā)射低能射線大視野通用照相機(jī)最多的是采用厚度6.3mm的Nal(TL)晶體電子倍增,將入射光子在光陰極轉(zhuǎn)換成光電子,經(jīng)n個(gè)打拿極,使成2的n次方倍增長(zhǎng),陽極形成脈沖。3、定位電路將每個(gè)光電倍增輸出經(jīng)加/減電路求信號(hào)和得信號(hào)位

7、置輸出2、光電倍增管 閃爍探頭1、閃爍晶體將入射的射線轉(zhuǎn)換成光電子即閃爍螢光體大3、準(zhǔn)直器起定位采集空間定位、限制探測(cè)器視野、提高分辨率限制非規(guī)定方向和非規(guī)定能量范圍的射線進(jìn)入探測(cè)器3、準(zhǔn)直器起定位采集空間定位、限制探測(cè)器視野、提高分辨率限制閃爍晶體是一種可以把射線轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽獾奈镔|(zhì)，以常用的NaI為例，其過程是：射入的射線在NaI晶體內(nèi)部與晶體發(fā)生光電效應(yīng)和康普頓散射，射線失去能量，晶體發(fā)出近紫色的閃爍光。對(duì)于NaI晶體其特點(diǎn)是：對(duì)射線吸收效率高、可以做成各種形狀和大小、熱穩(wěn)定性不好。閃爍晶體是一種可以把射線轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽獾奈镔|(zhì)，以常用的NaI為光電倍增管光電倍增管是一種真空器件。它由光電發(fā)射

8、陰極（光陰極）和聚焦電極、電子倍增極及電子收集極（陽極）等組成。它利用二次電子發(fā)射使逸出的光電子倍增，獲得遠(yuǎn)高于光電管的靈敏度，能測(cè)量微弱的光信號(hào)。光電倍增管光電倍增管是一種真空器件。光電倍增管的剖面結(jié)構(gòu)圖光電倍增管的電流來源于光子碰撞光陰極產(chǎn)生的光電子發(fā)射，并經(jīng)倍增后在陽極形成電脈沖輸出。光電倍增管的剖面結(jié)構(gòu)圖光電倍增管的電流來源于光子碰撞光陰極產(chǎn)基本原理光陰極在光子作用下發(fā)射電子，這些電子被外電場(chǎng)(或磁場(chǎng))加速，聚焦于第一次極。這些沖擊次極的電子能使次極釋放更多的電子，它們?cè)俦痪劢乖诘诙螛O。這樣，一般經(jīng)十次以上倍增,放大倍數(shù)可達(dá)到幾百上千倍。最后,在高電位的陽極收集到放大了的光電流?；?/p>

9、原理光陰極在光子作用下發(fā)射電子，這些電子被外電場(chǎng)(或磁場(chǎng)光電倍增管陣列光電倍增管陣列準(zhǔn)直器由鉛（鎢）材料做成，使非規(guī)定范圍和非規(guī)定方向的射線不得進(jìn)入閃爍晶體，所以有定位采集的作用。主要性能參數(shù)有孔數(shù)、孔徑、孔長(zhǎng)及間壁厚度，決定空間分辨力、靈敏度、適用能量范圍等。如何決定？如果給定某種核素和其射線的能量，則分辨力和靈敏度是一對(duì)矛盾。準(zhǔn)直器由鉛（鎢）材料做成，使非規(guī)定范圍和非規(guī)定方向的射線不照相機(jī)性能指標(biāo)分辨率靈敏度均勻性線性能量分辨率最大計(jì)數(shù)率死時(shí)間有效視野象限數(shù)照相機(jī)性能指標(biāo)分辨率照相機(jī)的臨床應(yīng)用可對(duì)臟器進(jìn)行平面顯像、動(dòng)態(tài)顯像、門控顯像和全身顯像。動(dòng)態(tài)顯像和門控顯像主要用于心臟血管檢查，平面顯

10、像和全身顯像有甲狀腺顯像、腦顯像、肺顯像、腎臟顯像、肝膽顯像和骨全身顯像等。 照相機(jī)的臨床應(yīng)用可對(duì)臟器進(jìn)行平面顯像、動(dòng)態(tài)顯像、門控顯像和SPECTSPECT指的是單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像儀。SPECTSPECT指的是單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像儀。根據(jù)探測(cè)器的運(yùn)動(dòng)方式可以分為掃描機(jī)型（多探頭型）和照相機(jī)型。根據(jù)探測(cè)器的運(yùn)動(dòng)方式可以分為掃描機(jī)型（多探頭型）和照相機(jī)型多探頭型目前很少，照相機(jī)型應(yīng)用較多照相機(jī)型SPECT它實(shí)際上就是一個(gè)探頭可以圍繞病人某一臟器進(jìn)行360旋轉(zhuǎn)的相機(jī)，在旋轉(zhuǎn)時(shí)每隔一定角度（3或6）采集一幀圖片，然后經(jīng)電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理，將圖像疊加，并重建為該臟器的橫斷面、冠狀面、矢狀面

11、或任何需要的不同方位的斷層，切面圖像，重建方法主要是濾波反投影法。照相機(jī)型SPECT同時(shí)也具有一般相機(jī)的功能，可以進(jìn)行臟器的平面和動(dòng)態(tài)（功能）顯像。目前已經(jīng)有三探頭的旋轉(zhuǎn)照相機(jī)型，顯像速度快，質(zhì)量也好。多探頭型目前很少，照相機(jī)型應(yīng)用較多SPECT的構(gòu)成SPECT的構(gòu)成：探頭、機(jī)架、床、控制臺(tái)、計(jì)算機(jī)和外圍設(shè)備。SPECT的構(gòu)成SPECT的構(gòu)成：探頭、機(jī)架、床、控制臺(tái)、計(jì)SPECT的性能特點(diǎn)能量探測(cè)范圍：50600keV體層圖像衰減偽影小空間分辨率好靈敏度較高價(jià)格SPECT的性能特點(diǎn)能量探測(cè)范圍：50600keV正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)體層設(shè)備（PET）是目前國(guó)際上最尖端的醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備，也是目前在

12、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)。PET的基本原理是利用加速器生產(chǎn)的超短半衰期同位素,如18F、13N、150、11C等作為示蹤劑注入人體,參與體內(nèi)的生理生化代謝過程。構(gòu)成：掃描機(jī)架、操作控制臺(tái)、檢查床、計(jì)算機(jī)和外圍設(shè)備。按探測(cè)器在機(jī)架上的排列和運(yùn)動(dòng)方式可以分為：固定型、旋轉(zhuǎn)型、旋轉(zhuǎn)-平移型、擺動(dòng)-旋轉(zhuǎn)型。正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)體層設(shè)備（PET）是目前國(guó)際上最尖端的醫(yī)學(xué)作為一種無創(chuàng)傷檢查手段,PET可以從體外對(duì)人體內(nèi)的代謝物或藥物的變化進(jìn)行定量、動(dòng)態(tài)檢測(cè),成為診斷和指導(dǎo)治療各類腫瘤疾病、冠心病和腦部疾病的最佳方法。PET的發(fā)展及其成功的臨床應(yīng)用是當(dāng)代高科技醫(yī)療診斷技術(shù)的主要標(biāo)志之一

13、。PET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)、腫瘤三大領(lǐng)域。但PET價(jià)格昂貴，需配置小型醫(yī)用回旋加速器，日常管理費(fèi)用高，難以普遍推廣。 作為一種無創(chuàng)傷檢查手段,PET可以從體外對(duì)人體內(nèi)的代謝物或藥PET的優(yōu)點(diǎn)不需要準(zhǔn)直器檢測(cè)靈敏度高本底小，分辨力好易于吸收校正可正確定量PET的優(yōu)點(diǎn)不需要準(zhǔn)直器核醫(yī)學(xué)成像原理及設(shè)備全身三維定位(肺癌轉(zhuǎn)移) wholeboay Triangulation全身三維定位(肺癌轉(zhuǎn)移) wholeboay Triangu肺癌治療后評(píng)價(jià)肺腺鱗癌術(shù)后2年，放療及化療后，出現(xiàn)喝水后嗆咳等癥狀1、為胸部CT無異常病灶出現(xiàn)，2、為同期PET見縱隔處高濃集病灶3、為三月后C

14、T發(fā)現(xiàn)病灶 肺癌治療后評(píng)價(jià)肺腺鱗癌術(shù)后2年，放療及化療后，出現(xiàn)喝水后嗆PET-CT融合設(shè)備將PET與螺旋CT整合成一臺(tái)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立掃描并重建，最后進(jìn)行圖像融合。PET-CT融合設(shè)備將PET與螺旋CT整合成一臺(tái)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)獨(dú)P E T / C T為 P E T和 C T儀器及其圖像融為一體的最先進(jìn)設(shè)備, 其開創(chuàng)了分子影像和解剖圖像兩者融合的先河, 可為臨床提供更多信息。C T在 P E T / C T的作用有： 圖像的衰減校正, 校正后的圖像可真實(shí)反映臟器的放射性分布,用 X線進(jìn)行衰減校正,較以往的固體源有掃描速度明顯提高、 患者流通量明顯增加的優(yōu)點(diǎn)；功能性分子影像與 C T的解剖影像相融合,使

15、病灶在臟器內(nèi)的部位得以精確定位；P E T和 C T兩者相互補(bǔ)充提高診斷的準(zhǔn)確性。P E T / C T為 P E T和 C T儀器及其圖像融P E T / C T的問世, 為腫瘤診斷、 良惡性病變的鑒別診斷提供了極重要的信息, P E T / C T已成腫瘤診斷和鑒別診斷不可缺少的方法, 經(jīng)多年應(yīng)用, 已為腫瘤學(xué)家、 放療學(xué)家和內(nèi)外科各類專家共識(shí)。P E T / C T的機(jī)型主要為 G E 、 S i e m e n s和 P h i l i p s公 司 的 D I S C O V E R Y 、 B I O G R A P H Y和G E ME N I , 分別占 5 9 %、 3 2 %和 9%P E T / C T的問世, 為腫瘤診斷、 良惡性病變的鑒補(bǔ)充：生產(chǎn)正電子藥物的加速器擁有加速器的 P E T / C T單位,并能就地生產(chǎn)除 1 8 F以外的其他正電子藥物, 如 1 1 C 、 1 3 N甚至 1 5 O等, 則能進(jìn)一步開展 1 1 C等顯像, 對(duì)腫瘤的鑒別診斷更有幫助 。補(bǔ)充：生產(chǎn)正電子藥物的加速器核醫(yī)學(xué)成像原理及設(shè)備1檢查前的準(zhǔn)備：大多數(shù)的核醫(yī)學(xué)檢查不需要特殊的準(zhǔn)備。2注射顯像劑：注射之前醫(yī)生會(huì)讓您口服一種膠囊，這是為了保護(hù)正常的器官，注射之后根據(jù)不同的檢查，病人等候的時(shí)間也不相同，有的只需數(shù)分