核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教培訓(xùn)課件

1、核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教放射性核素顯像 Radio nuclear imaging, RNI將放射性藥物通過(guò)注射或口服引入體內(nèi)，吸收后能在某一器官內(nèi)積聚而成為放射源。用核素成像儀器探測(cè)處理，顯示核素濃度分布，反映人體代謝（功能）動(dòng)態(tài)變化（物質(zhì)的輸運(yùn)、集聚、排泄、物質(zhì)代謝及其分布）RNI是四大醫(yī)學(xué)影像之一功能性顯像為主，形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)顯像為輔核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教2放射性核素顯像 將放射性藥物通過(guò)注射或口服引入體內(nèi)， 概 述一、放射性核素顯像的技術(shù)特點(diǎn)主要技術(shù)：相機(jī)；單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層（SPECT）；正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層（PET）； RNI技術(shù)特點(diǎn)：檢測(cè)靈敏度高； 10-1410-1

2、8g，一般化學(xué)方法難以測(cè)出；定性、定量、定位；測(cè)量簡(jiǎn)便：只對(duì)放射性核素示蹤物進(jìn)行測(cè)量；準(zhǔn)確性高：微量示蹤物，不干擾研究對(duì)象的正常生理、生化過(guò)程；功能性顯像；核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教3 概 述主要技術(shù)：核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教3二、核素示蹤 示蹤的基本根據(jù)：同一元素的同位素化學(xué)性質(zhì)相同，在生物體內(nèi)的化學(xué)變化和生物學(xué)過(guò)程相同，生物體不能區(qū)別，可以用放射性核素代替同位素中的穩(wěn)定性核素；放射性核素能放射出易被探測(cè)到的射線（示蹤原子），放射性測(cè)量?jī)x器可以對(duì)它標(biāo)記的物質(zhì)進(jìn)行定性、定量及定位測(cè)量。 放射性核素分布反映了體內(nèi)臟器的功能和代謝情況。 如：甲狀腺有攝取或濃集131I 的功能，131I 的攝取速度和攝取量與甲狀

3、腺功能狀態(tài)有關(guān)核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教4二、核素示蹤核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教4核醫(yī)學(xué)檢查項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)情況檢查項(xiàng)目 所占比例(%) 骨顯象 25 腦顯象 2 心肌血流灌注顯象 35 腫瘤定位顯象 15 肝膽/腎臟顯象 5 呼吸系統(tǒng)顯象 12 甲狀腺顯象 5 其他 1 注: 骨和心肌顯象占60%的總檢查核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教5核醫(yī)學(xué)檢查項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)情況核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教5 三、放射性制劑 放射性藥物是能夠安全用于診斷的放射性標(biāo)記化合物 標(biāo)記物放射性核素 被標(biāo)記物化合物（藥物）在特定組織內(nèi)選擇性積聚參與生理、生化代謝過(guò)程125I 125I-胰島素18F 18F-脫氧葡萄糖（FDG)例如：核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教6 三、放射性制劑

4、 核素要求 1.能量適中：100400KeV，一般臨床應(yīng)用50500KeV 太低易被機(jī)體吸收，探測(cè)效率低； 太高準(zhǔn)值效果差（屏蔽困難），空間分辨率低 2.半衰期適中： T1/2 盡可能短減少輻射劑量； 核素在靶器官有合適的存留時(shí)間，保障探測(cè)采集足夠的數(shù)據(jù)； 顯像后，放射性藥物應(yīng)盡快地從體內(nèi)清除掉，減少輻射危害。第一節(jié) 核醫(yī)學(xué)成像的物理基礎(chǔ)一、核醫(yī)學(xué)成像用放射性核素核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教7 核素要求 2.半衰期適中：第一節(jié) 核醫(yī)學(xué)成像的4.穩(wěn)定性好：化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易發(fā)生分解、氧化還原等化學(xué)反應(yīng)；核素與化合物結(jié)合穩(wěn)定，不因體內(nèi)介質(zhì)條件或生物活性物質(zhì)的改變（如酶作用）而發(fā)生分解、變性和脫落；對(duì)自身輻射

5、作用耐受能力高。5.無(wú)毒害：核素的衰變產(chǎn)物應(yīng)該是穩(wěn)定產(chǎn)物。3.易標(biāo)記：合適的化學(xué)價(jià)態(tài)和較強(qiáng)的化學(xué)活性。核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教84.穩(wěn)定性好：3.易標(biāo)記：合適的化學(xué)價(jià)態(tài)和較強(qiáng)的化學(xué)活性。核 2. 碘(I )： 98% ; 668KeV(伴有射線)； 能量 (偏高，探測(cè)效率低，分辨率差）； T 1/2 8.04h 。 適合于甲狀腺、腎、肝、腦、肺、膽顯像，功能測(cè)量和治療 常用于臨床的放射性核素 1.锝（Tc)： 90% ; 不伴有輻射； 能量 140KeV(適合探測(cè)）； T 1/2 6.02h適合所有器官顯像。核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教9 2. 碘(I )： 常用于臨床的放射性核素核醫(yī)學(xué)成像3. 正電子衰變類

6、（用于PET) 11C 20.3min; 13N 10min ; 15O 123 s ; 18F 110 min 優(yōu)點(diǎn)： 人體的基本元素，易于標(biāo)記各種生命所必需的化合物及其代謝產(chǎn)物，且易于參與人體生理、生化代謝過(guò)程；T 短，檢查時(shí)可給予較大的劑量，提高對(duì)比度和分辨率；反映人體生理、生化、病理和功能等方面的改變。反映精神情感、思維、行為等人腦的活動(dòng)。核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教103. 正電子衰變類（用于PET)核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教10二、 能譜光電效應(yīng)(PE) 全部能量光電峰（全能峰）。表征核素特征康普頓散射部分能量、散射角脈沖幅度低、范圍分布寬光電峰意義：計(jì)數(shù)率測(cè)定時(shí)，避免其他能量射線的干擾；鑒定放射性

7、同位素種類和含量核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教11二、 能譜光電效應(yīng)(PE) 全部能量光電峰（全能峰） 1956年Anger發(fā)明了閃爍相機(jī) 同時(shí)紀(jì)錄各臟器核素的射線，成像時(shí)間短； 探頭靈活，可進(jìn)行多體位成像，使用方便； Polaroid相機(jī)一步顯、定影，定時(shí)相機(jī)連續(xù)拍攝， 反映代謝過(guò)程的動(dòng)態(tài)變化；The tumors are the dark areas5 - 2 相機(jī)核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教12 1956年Anger發(fā)明了閃爍相機(jī)The tumors探頭位置信號(hào)能量信號(hào)照相示波器XYZ射線源一、照相機(jī)的基本結(jié)構(gòu)核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教13探頭位置信號(hào)能量信號(hào)照相XYZ射線源一、照相機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1、準(zhǔn)直器 空間定位作

8、用：允許特定方向光子進(jìn)入探測(cè)器， 屏蔽與孔角不符的散射光子。材料：鉛或鉛合金； 屏蔽效果好； 易加工（一）探頭裝置核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教141、準(zhǔn)直器 空間定位作用：允許特定方向光子進(jìn)入探測(cè)器類型 特點(diǎn) 臨床應(yīng)用 備注 針孔準(zhǔn)直器 對(duì)小臟器具有放大作用,計(jì)數(shù)率高 主要用于甲狀腺顯像 準(zhǔn)直器到臟器的距離影響臟器圖像的大小 平行孔準(zhǔn)直器 準(zhǔn)直器到臟器的距離影響圖像質(zhì)量,但不影響臟器大小. 臨床上最常用的準(zhǔn)直器,適用于各臟器 扇型準(zhǔn)直器 明顯提高計(jì)數(shù)率,圖像分辨率不受影響 常用于腦顯像 使用扇型準(zhǔn)直器時(shí),不能同時(shí)使用實(shí)時(shí)人體輪廓技術(shù) 不同類型準(zhǔn)值器臨床應(yīng)用核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教15類型 特點(diǎn) 臨床應(yīng)用 備注

9、 針孔準(zhǔn)直器 對(duì)小臟器具有放大作用準(zhǔn)直器類型 孔徑mm 孔數(shù) （個(gè)） 長(zhǎng)度(mm) 壁厚(mm) 系統(tǒng)靈敏度kps/m Ci 系統(tǒng)分辨率(mm) 低能通用準(zhǔn)直器 1.9 32900 35 0.2 270 8.7 低能高分辨準(zhǔn)直器 1.5 18100 35 0.2 160 7.9 中能通用準(zhǔn)直器 2.3 10000 33 1.5 190 10.7 高能通用準(zhǔn)直器 2.6 5400 36 2.6 140 10.4 不同準(zhǔn)值器的物理性能核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教16準(zhǔn)直器類型 孔徑 孔數(shù)長(zhǎng)度壁厚系統(tǒng)靈敏度系統(tǒng)分辨率低能通2、閃爍晶體閃爍體：摻入約0.5%鉈 (Tl) 做激活劑的碘化鈉 (NaI) 透明晶體。

10、 NaI(Tl)晶體優(yōu)點(diǎn)：射線阻滯本領(lǐng)高（探測(cè)效率高）；熒光閃爍時(shí)間短（時(shí)間分辨力高）；熒光光子數(shù)與射線能量的線性關(guān)系好核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教172、閃爍晶體閃爍體：摻入約0.5%鉈 (Tl) 做激活劑的光學(xué)收集系統(tǒng) 提高光電轉(zhuǎn)換傳輸效率（減少反射） 反射層（氧化鎂）和光耦合劑（硅油、甘油等）組成光收集系統(tǒng) 光導(dǎo)：非直接耦合 材料：聚乙烯基甲苯、有機(jī)玻璃、光導(dǎo)纖維等3、光電倍增管光電轉(zhuǎn)換：光敏陰極受激產(chǎn)生光電子光電倍增：（106108）電信號(hào)放大；光子的數(shù)目越多，相應(yīng)的脈沖數(shù)目也越多。核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教18光學(xué)收集系統(tǒng) 光導(dǎo)：非直接耦合3、光電倍增管光電轉(zhuǎn)換：核（二）電子學(xué)系統(tǒng)位置信號(hào)和 Z 信號(hào)

11、位置通道能量通道示波器、照相機(jī)Z 輝度X、y位置將光電倍增管輸出的電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為確定晶體閃爍點(diǎn)位置的X、Y信號(hào)和確定入射 射線的能量信號(hào)脈沖高度分析器電阻矩陣核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教19（二）電子學(xué)系統(tǒng)位置信號(hào)和 Z 信號(hào)位置通道能量通道示波（三）顯示和記錄基本顯示裝置示波器記憶示波器儲(chǔ)存圖像；普通示波器照相；普通示波器圖像觀察功能測(cè)定裝置計(jì)數(shù)率儀將計(jì)數(shù)率轉(zhuǎn)化為直流電信號(hào)，繪制放射性活度隨時(shí)間變化曲線，顯示臟器功能狀況核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教20（三）顯示和記錄基本顯示裝置示波器功能測(cè)定裝置計(jì)數(shù)率二、照相機(jī)的性能指標(biāo)及質(zhì)量控制測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：美國(guó)電器制造商會(huì)(NEMA)標(biāo)準(zhǔn) National Electric

12、al Manufacturers Association空間分辨力：兩個(gè)點(diǎn)（線）源的分辨距離；半高寬度FWHM；調(diào)制傳遞函數(shù)MTF核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教21二、照相機(jī)的性能指標(biāo)及質(zhì)量控制測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：美國(guó)電器制造商會(huì)(圖像質(zhì)量控制： 探測(cè)靈敏度和圖像的線性 幅度分析器窗位全能峰探測(cè)靈敏度對(duì)比度、均勻性等 準(zhǔn)直器、X、Y位置線路圖像線性圖像與實(shí)物比例、對(duì)稱性核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教22圖像質(zhì)量控制： 幅度分析器窗位全能峰探測(cè)靈敏度對(duì)5 - 3 單光子 ECTECT類型： ECT利用相機(jī)原理，加入計(jì)算機(jī)信息處理功能，可對(duì)某一斷層進(jìn)行成像。據(jù)射線源性質(zhì)的不同，ECT可分為兩類。 SPECT(Single Phot

13、on ECT):探測(cè)的示蹤核素為放射出 射線（單光子）的核素； PECT(Positron ECT)：探測(cè)的核素為放射出正電子（+）的核素。核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教235 - 3 單光子 ECTECT類型：核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣1、SPECT成像的本質(zhì)與方法探頭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 經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，將圖像疊加，利用濾波反投影方法，從一系列投影像重建橫斷層影像。由橫斷層影像的三維信息再經(jīng)影像重新組合可以得到矢狀、冠狀斷層和任意斜位方向的斷層影像。SPECT斷層厚度： 采集全部數(shù)據(jù)并處理后任意選定SPECT成像原理：核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教241、SPECT

14、成像的本質(zhì)與方法探頭圍繞病人某一臟器進(jìn)行3602、數(shù)據(jù)的衰減校正取決于人體衰減系數(shù)圖( map)的獲取和衰減校正的算法。 量化精度 25%50%平均衰減校正：設(shè)人體等密度，衰減只與光子路經(jīng)有關(guān)；人體或臟器假定為橢圓；據(jù)指數(shù)衰減公式建立斷層衰減圖；據(jù)圖給出的光子通量與路徑的關(guān)系對(duì)斷層圖像上各像素進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度補(bǔ)償SPECT是通過(guò)射線的體外技術(shù)來(lái)標(biāo)定體內(nèi)放射性活度，無(wú)衰減時(shí)計(jì)數(shù)率正比于放射性活度斷層中射線的衰減與路經(jīng)和組織成分等因素有關(guān)核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教252、數(shù)據(jù)的衰減校正取決于人體衰減系數(shù)圖( map)的獲取3、旋轉(zhuǎn)中心偏移檢查 斷層時(shí)加以校正 SPECT掃描時(shí)間: PETSPECT核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教46SPECT與PET的區(qū)別放射性核素核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教46PET/CT的發(fā)明是醫(yī)學(xué)影像學(xué)的又一次革命PETPET/CT的主體CT的作用：為PET提供衰減校正為PET提供解剖位置信息提供診斷信息核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)