醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備演示文稿

醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備演示文稿當(dāng)前第1頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備當(dāng)前第2頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的基本部件準(zhǔn)直器、晶體的基本結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)SPECT的基本結(jié)構(gòu)及工作原理PET的基本結(jié)構(gòu)及工作原理雙模式分子影像技術(shù)和設(shè)備當(dāng)前第3頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第一節(jié)概述當(dāng)前第4頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)目錄一、發(fā)展簡史二、分類及應(yīng)用特點(diǎn)當(dāng)前第5頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)核醫(yī)學(xué)定義核醫(yī)學(xué)是研究核技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用及理論的學(xué)科。應(yīng)用放射性核素或核射線診斷疾病、治療疾病或進(jìn)行醫(yī)學(xué)研究的學(xué)科。核醫(yī)學(xué)是醫(yī)學(xué)與核物理學(xué)、核電子學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)以及計算機(jī)技術(shù)等學(xué)科相結(jié)合的產(chǎn)物。也是和平利用原子能的重要方面。第一節(jié)概述當(dāng)前第6頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)核醫(yī)學(xué)成像是一種以臟器內(nèi)外正常組織與病變組織之間的放射性濃度差別為基礎(chǔ)的臟器或病變的顯像方法。將放射性核素或其標(biāo)記化合物引入體內(nèi)，利用核醫(yī)學(xué)成像儀器在體外探測體內(nèi)放射性藥物的分布并成像。亦稱為功能成像或代謝成像，這是其他技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的。第一節(jié)概述當(dāng)前第7頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第一節(jié)概述一、發(fā)展簡史19501951井型晶體閃爍計數(shù)器閃爍掃描儀197619791957γ照相機(jī)PETSPECT2001PET/CTSPECT/CT2010PET/MR當(dāng)前第8頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)1951年，第一臺閃爍掃描儀（BenedictCassen）1957年，第一臺γ照相機(jī)（HalOAnger）1964年，商品化γ照相機(jī)1976年，第一臺商業(yè)化PET（ECAT）1979年，第一臺實(shí)用SPECT（

DavidKuhl和Edwards

）1998年，SPECT/CT（美國GE公司）2000年，PET/CT（美國CTI公司）2010年，全身一體化PET/MR（德國西門子公司）

Landmarkinthehistoryofradionuclideimaging第一節(jié)概述當(dāng)前第9頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)Cassenandscanner(掃描儀)1951年美國加州大學(xué)的Cassen研制出第一臺閃爍掃描儀（ScintillationScanner）；逐點(diǎn)打印方式獲得器官的圖像；促進(jìn)了顯像的發(fā)展；美國核醫(yī)學(xué)會專門設(shè)立了

“Cassenaward”。第一節(jié)概述當(dāng)前第10頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)DavidKuhl1952年美國Pennsylvania大學(xué)一年級醫(yī)學(xué)生DavidKuhl設(shè)計了掃描機(jī)光點(diǎn)打印法。1959年用雙探頭掃描機(jī)進(jìn)行斷層掃描，并進(jìn)一步研制和完善斷層顯像儀器，使得SPECT和PET成為核醫(yī)學(xué)顯像的主要方法。1996年獲得“Cassenaward”，被稱為

TheFatherofEmissionTomography可以認(rèn)為，沒有他的遠(yuǎn)見，核醫(yī)學(xué)有可能不會發(fā)展成為具有特色的專業(yè)。Thefatherofemissiontomography第一節(jié)概述當(dāng)前第11頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)RobertNewell1952年RobertNewell發(fā)明了聚焦多孔準(zhǔn)直器；提出了Nuclear

一詞。第一節(jié)概述當(dāng)前第12頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)Angerandγcamera1957年Anger研制出第一臺γ照相機(jī)，稱之為Anger照相機(jī)。1963年在日內(nèi)瓦原子能和平會議上展出?？朔酥瘘c(diǎn)掃描打印的不足，使核醫(yī)學(xué)顯像走向現(xiàn)代化階段。第一節(jié)概述當(dāng)前第13頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)二、分類及應(yīng)用掃描機(jī)照相機(jī)SPECTPET分子影像？StaticDynamicPlannerTomoFunctionalImagingMolecularFunctionalimaging21世紀(jì)Fusionimage第一節(jié)概述當(dāng)前第14頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)CrucialproteinCellstructureDNA,RNA,Enzyme2CH1VLVHCkCH3HCReceptor,TransporterSPECT/CTPET/CTPET/MRFusionimage第一節(jié)概述當(dāng)前第15頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)（一）γ照相機(jī)結(jié)構(gòu)：閃爍探頭、電子線路、顯示記錄裝置以及一些附加設(shè)備。優(yōu)勢：通過連續(xù)顯像可進(jìn)行臟器動態(tài)研究；檢查時間相對較短，方便簡單，特別適合兒童和危重病人檢查；顯像迅速，便于多體位、多部位觀察；通過圖像處理，可獲得有助于診斷的數(shù)據(jù)或參數(shù)。已逐步被SPECT以及之后的SPECT/CT所替代。大視野一次快速成像第一節(jié)概述當(dāng)前第16頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)（二）SPECT結(jié)構(gòu)：在一臺高性能γ照相機(jī)的基礎(chǔ)上增加了探頭旋轉(zhuǎn)裝置和圖像重建的計算機(jī)軟件系統(tǒng)。優(yōu)勢：發(fā)現(xiàn)較小的病灶和深部病變，幫助定量分析。在心肌血流灌注、腦血流灌注、骨盆顯像、全身顯像等方面比γ相機(jī)具有明顯的優(yōu)勢。兼有多種顯像方式。提高靈敏度，縮短斷層采集的時間，提高圖像質(zhì)量。第一節(jié)概述當(dāng)前第17頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)（二）SPECT不足：靈敏度低。衰減及散射影響較大：體內(nèi)發(fā)射的光子碰到高密度物質(zhì)(例如骨、準(zhǔn)直孔邊緣等)發(fā)生的散射同樣也會使正常圖像疊加上一幅完全不均勻的偽像。這一直是發(fā)射顯像明顯存在的固有缺陷。重建圖像的空間分辨率低：固有空間分辨率為3～4mm半高寬度（fullwidthathalfmaximum，F(xiàn)WHM），重建圖像固有空間分辨率為6～8mm。第一節(jié)概述當(dāng)前第18頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)（三）雙探頭符合線路SPECT結(jié)構(gòu)：在常規(guī)雙探頭SPECT上通過改進(jìn)探頭設(shè)計、電子線路、圖像校正和圖像重建等方面，實(shí)現(xiàn)對正電子核素探測的影像設(shè)備。雙探頭SPECT符合探測外形圖及原理示意圖第一節(jié)概述當(dāng)前第19頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)優(yōu)勢：其在保證探測靈敏度和分辨率的前提下，兼顧常規(guī)低能核素顯像與正電子核素顯像（主要是18F-FDG），有效完成PET所具有的部分臨床診斷任務(wù)。不足：空間分辨率、靈敏度、圖像對比度和進(jìn)行動態(tài)顯像的能力顯然不如專用PET；進(jìn)行18F-FDG顯像的檢查時間較長，無法使用超短半衰期正電子核素（11C和15O等）。（三）雙探頭符合線路SPECT第一節(jié)概述當(dāng)前第20頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)（四）PET結(jié)構(gòu)：探測器和電子學(xué)線路、掃描機(jī)架和同步檢查床、計算機(jī)及其輔助設(shè)備。第一節(jié)概述當(dāng)前第21頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)（四）PET優(yōu)勢：所用正電子放射性核素（如11C、13N、15O等）可參與人體的生理、生化代謝過程；半衰期比較短。PET對射線的限束是電子準(zhǔn)直（ElectronicCollimator），其靈敏度比SPECT高10～100倍；改善了分辨率（可達(dá)4mm），圖像清晰，診斷準(zhǔn)確率高。衰減校正更準(zhǔn)確?？蛇M(jìn)行三維分布的“絕對”定量分析，遠(yuǎn)優(yōu)于SPECT。核醫(yī)學(xué)史上劃時代的里程碑第一節(jié)概述當(dāng)前第22頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)（五）動物核醫(yī)學(xué)顯像儀器分類：動物SPECT（micro-SPECT）和動物PET（micro-PET）。特點(diǎn)：設(shè)計及工作原理與臨床SPECT和PET設(shè)備一樣。應(yīng)用對象：實(shí)驗(yàn)動物。具有更高的靈敏度和空間分辨率。目前主要應(yīng)用于藥物研發(fā)和疾病研究等生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究。對動物進(jìn)行活體、定量檢查，獲得活體內(nèi)的動態(tài)信息，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可直接類推至臨床。第一節(jié)概述當(dāng)前第23頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第二節(jié)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的基本部件當(dāng)前第24頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)目錄一、基本結(jié)構(gòu)與工作原理二、準(zhǔn)直器三、閃爍晶體當(dāng)前第25頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第二節(jié)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的基本部件一、基本結(jié)構(gòu)與工作原理準(zhǔn)直器閃爍晶體光電倍增管

放射性探測器前置放大器定位電路顯示記錄裝置機(jī)械支架和床探測器結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)前第26頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)γ照相機(jī)的組成：準(zhǔn)直器（collimator）閃爍晶體光電倍增管（PMT）預(yù)放大器、放大器X、Y位置電路總和電路脈沖高度分析器（PHA）顯示或記錄器件等第二節(jié)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的基本部件當(dāng)前第27頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第二節(jié)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的基本部件核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備基本部件示意圖當(dāng)前第28頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)γ射線通過鉛準(zhǔn)直器孔道投射到晶體上；晶體產(chǎn)生的閃爍熒光可同時經(jīng)光導(dǎo)傳輸?shù)剿械墓怆姳对龉苌希拷鼰晒恻c(diǎn)的光電倍增管接收到的光子多，輸出的電脈沖幅度大；晶體中發(fā)生一個閃爍事件就會使排列有序的光電倍增管陽極輸出眾多的幅度不等的電脈沖信號，對這些信號經(jīng)過權(quán)重處理，就可得到這一閃爍事件的位置信號P。閃爍熒光傳輸?shù)礁鞴怆姳对龉艿氖疽鈭D第二節(jié)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的基本部件當(dāng)前第29頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)定位電路在每個光電倍增管的輸出端加一個與位置有關(guān)的權(quán)重電阻或權(quán)重延遲線，每個管輸出的信號進(jìn)行位置權(quán)重，再利用加法電路和減法電路將所有經(jīng)過的位置權(quán)重的信號總和，利用比分電路得出這一事件將有的位置信號P。第二節(jié)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的基本部件當(dāng)前第30頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)光電倍增管工作原理第二節(jié)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的基本部件當(dāng)前第31頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)每一個光電倍增管都與4個電阻相連接，各電阻的阻值根據(jù)管的位置不同而異。任何閃爍事件發(fā)生在晶體的某個部位，相對應(yīng)的光電倍增管通過位置權(quán)重電阻矩陣就會輸出特有的位置信號和能量信號。每一個管都輸出經(jīng)過位置權(quán)重的X+、X－、Y+和Y－值，最后需由加法電路將各管的輸出值按X+、X－、Y+和Y－分別總和起來而給出此事件的X、Y、Z信號。位置權(quán)重電阻矩陣示意圖第二節(jié)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的基本部件當(dāng)前第32頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)二、準(zhǔn)直器安置在晶體前方的一種特制屏蔽，使非規(guī)定范圍和非規(guī)定方向的γ射線不得入射晶體，起定位采集信息的作用。第二節(jié)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的基本部件當(dāng)前第33頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)（一）準(zhǔn)直器的主要性能參數(shù)1.幾何參數(shù)2.空間分辨率3.靈敏度4.適用能量范圍第二節(jié)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的基本部件當(dāng)前第34頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)1.幾何參數(shù)包括孔數(shù)、孔徑、孔長、孔間壁厚度，它們決定準(zhǔn)直器的空間分辨率、靈敏度和適用能量范圍等性能參數(shù)。準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)示意圖第二節(jié)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的基本部件當(dāng)前第35頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)2.空間分辨率對兩個鄰近點(diǎn)源加以區(qū)別的能力，通常以準(zhǔn)直器一個孔的線源響應(yīng)曲線的FWHM作為分辨率（R）的指標(biāo)，R越小表示空間分辨率越好?？臻g分辨率隨被測物與準(zhǔn)直器外口距離的增加而減低（因此，顯像時應(yīng)盡量將探頭貼近受檢者體表）。準(zhǔn)直器孔徑越小，分辨率越好。準(zhǔn)直器越厚，分辨率也越高。第二節(jié)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的基本部件當(dāng)前第36頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)3.靈敏度靈敏度（S）為配置該準(zhǔn)直器的探頭實(shí)測單位活度（如1MBq）的計數(shù)率（計數(shù)／s）S=106×f×e×Ef為所測γ射線的豐度e為光電子峰探測效率E為準(zhǔn)直器幾何效率此公式中未考慮射線在被檢物體內(nèi)的衰減。第二節(jié)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的基本部件當(dāng)前第37頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)4.適用能量范圍主要由孔長及孔間壁厚度決定。高能準(zhǔn)直器孔更長，孔間壁也更厚。厚度0.3mm左右者適用于低能（＜150keV）射線探測1.5mm左右者適用于中能（150keV～350keV）射線探測2.0mm左右者適用于高能（＞350keV）射線探測第二節(jié)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的基本部件當(dāng)前第38頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)（二）準(zhǔn)直器的類型1.按幾何形狀：針孔型、平行孔型、擴(kuò)散型、會聚型2.按適用的γ射線能量：低能、中能、高能準(zhǔn)直器3.按靈敏度和分辨率：高靈敏型、高分辨型、通用型準(zhǔn)直器類型第二節(jié)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的基本部件當(dāng)前第39頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第二節(jié)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的基本部件

孔數(shù)（x1000個）準(zhǔn)直器厚度(mm)孔壁厚度(mm)孔徑(mm)距10厘米處靈敏度(cpm/uCi)幾何分辨率，10厘米處(mm)系統(tǒng)分辨率，10厘米處(mm)透射率低能高分辨準(zhǔn)直器(LEHR)14824.050.161.112026.47.51.5%低能通用準(zhǔn)直器(LEAP)9024.050.21.453308.39.41.9%

低能超高分辨準(zhǔn)直器(LEUHR)14635.80.131.161004.66.00.8%低能扇形準(zhǔn)直器(LEFB)64350.161.532806.37.31.0%中能準(zhǔn)直器(ME)1440.641.142.9427510.812.51.2%高能準(zhǔn)直器(HE)859.7

2413513.213.43.5%心臟專用機(jī)準(zhǔn)直器4840.250.2-0.41.9285（@10cm）810(@28cm)6.957.4N/A某型準(zhǔn)直器參數(shù)當(dāng)前第40頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第二節(jié)核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的基本部件三、閃爍晶體閃爍晶體是將γ射線或X射線轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽獾奈镔|(zhì)。射入NaI:Tl

閃爍晶體的γ射線在閃爍晶體內(nèi)與NaI:Tl晶體發(fā)生光電效應(yīng)和康普頓散射，這時γ射線失去能量，發(fā)出近似紫色的閃爍光。NaI:Tl閃爍晶體是在NaI中摻入微量的Tl而形成的晶體；原子量大，對γ射線吸收效率高，能制成大型晶體。NaI:Tl閃爍晶體不耐急劇變化的溫度，1小時內(nèi)3℃的環(huán)境溫度變化即可使其破損（將此稱為潮解性）。NaI:Tl晶體的厚度一旦增加，其吸收γ射線的靈敏度也會升高，但分辨率會下降。當(dāng)前第41頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第三節(jié)單光子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀SinglePhotonEmissionComputedTomography當(dāng)前第42頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)目錄一、基本結(jié)構(gòu)與工作原理二、探測器三、機(jī)架四、檢查床五、控制臺和計算機(jī)六、外圍設(shè)備當(dāng)前第43頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第三節(jié)單光子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀一、基本結(jié)構(gòu)與工作原理（一）基本結(jié)構(gòu)探測器（探頭）、旋轉(zhuǎn)機(jī)架、檢查床、圖像采集控制臺和圖像處理的計算機(jī)工作站以及外圍輔助設(shè)備。（二）工作原理

多探頭型（亦稱掃描機(jī)型）和γ照相機(jī)型。單探頭雙探頭三探頭當(dāng)前第44頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第三節(jié)單光子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀二、探測器（一）探測原理由準(zhǔn)直器、NaI（Tl）閃爍晶體、光電倍增管（PMT）、前置放大器和計算電路等組成。傳統(tǒng)SPECT實(shí)際上與γ相機(jī)的探測器相同。當(dāng)前第45頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第三節(jié)單光子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀二、探測器（二）技術(shù)進(jìn)展采用新型準(zhǔn)直器（PMT）。優(yōu)勢：降低探頭和SPECT機(jī)架整體的重量；提高了SPECT系統(tǒng)分辨率和圖像的信噪比；在SPECT探測器整體性能提高的基礎(chǔ)上，大幅提高分辨率：

如配置LEHR準(zhǔn)直器后SPECT系統(tǒng)分辨率可達(dá)到7.5mm（使用NEMA推薦的重建方法）。當(dāng)前第46頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第三節(jié)單光子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀二、探測器（二）技術(shù)進(jìn)展采用碲鋅鎘（CdZnTe，CZT）半導(dǎo)體探測器。原理：當(dāng)具有電離能力的射線和CZT晶體作用時，晶體內(nèi)部產(chǎn)生電子和空穴對，并且數(shù)量和入射光子的數(shù)量成正比。帶負(fù)電的電子和帶正電的空穴朝不同的電極運(yùn)動，形成的電荷脈沖經(jīng)過前置放大變成電壓脈沖，其強(qiáng)度與入射光子的能量呈正比。前置放大輸出的信號經(jīng)過后續(xù)電路處理，然后進(jìn)行圖像重建。當(dāng)前第47頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第三節(jié)單光子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀二、探測器（二）技術(shù)進(jìn)展

CZT半導(dǎo)體探測器的優(yōu)勢：對γ射線探測具有極高的系統(tǒng)靈敏度?？梢灾苯訉ⅵ蒙渚€轉(zhuǎn)化成電信號，具有更高的探測效率和能量分辨率（10keV～6MeV）。采用較厚的CZT晶體陣列（至少6mm）和小尺寸像素面元電極設(shè)計的面元陣列探測器，能同時得到好的能譜特性和高的空間分辨率，提高系統(tǒng)靈敏度從而減少放射性示蹤劑的用量，縮短掃描時間，提高圖像信噪比。高度集成化后可減輕整個SPECT設(shè)備探頭的重量。當(dāng)前第48頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第三節(jié)單光子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀二、探測器（二）技術(shù)進(jìn)展采用碲鋅鎘（CdZnTe，CZT）半導(dǎo)體探測器。物理量傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)（晶體+PMT）CZT半導(dǎo)體探測器有效原子數(shù)5049（平均）晶體密度/（g/cm3）3.675.78能量分辨率/（140keV）9%~12%5%~6%分辨率4~8mm2mm靈敏度高于傳統(tǒng)技術(shù)8~10倍

基于CZT探測器SPECT的性能當(dāng)前第49頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)心臟專用SPECT心臟專用SPECT探頭是采用半環(huán)狀（180°）排列的CZT半導(dǎo)體

探測器；心肌斷層顯像時，探頭無需旋轉(zhuǎn)，避免了運(yùn)動

偽影，提高了儀器的性能；空間分辨率明顯提高：固有空間分辨率由4～8mm提高到2.46mm；能量分辨率由9.5～12％提高到6.2％。第三節(jié)單光子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀當(dāng)前第50頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)乳腺專用顯像儀乳腺專用顯像儀探頭是采用兩個互成180°的平板CZT半導(dǎo)體探測器構(gòu)成；采用99mTc-MIBI等為顯像劑，對乳腺進(jìn)行顯像檢查。第三節(jié)單光子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀當(dāng)前第51頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第三節(jié)單光子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀三、機(jī)架由機(jī)械運(yùn)動組件、機(jī)架運(yùn)動控制電路、電源保障系統(tǒng)、機(jī)架手控盒及其運(yùn)動狀態(tài)顯示器、實(shí)時監(jiān)視器等組成。（一）旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)圓環(huán)型機(jī)架SPECT旋轉(zhuǎn)機(jī)架的主要形式。懸臂形機(jī)架。懸吊式機(jī)架。龍門型機(jī)架。當(dāng)前第52頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第三節(jié)單光子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀三、機(jī)架（二）運(yùn)動形式1.運(yùn)動方式：探頭及其懸臂以機(jī)架機(jī)械旋轉(zhuǎn)軸為中心，作順時針或逆時針的圓周或橢圓或人體輪廓的運(yùn)動，檢查床與導(dǎo)軌垂直，主要適用于斷層采集；探頭及其懸臂沿圓周運(yùn)動，半徑方向作向心或離心直線運(yùn)動，可以使探頭在采集數(shù)據(jù)時盡可能貼近病人，縮短旋轉(zhuǎn)半徑，提高空間分辨率，也稱身體輪廓紅外探測掃描；探頭沿自身中軸作順時針和逆時針傾斜或直立運(yùn)動，主要適用于雙探頭呈90o方式進(jìn)行180o心肌血流灌注斷層顯像或兼顧雙探頭時的質(zhì)量控制的數(shù)據(jù)采集中。2.控制方式：手動和自動?！拜喞櫦夹g(shù)”當(dāng)前第53頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第三節(jié)單光子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀三、機(jī)架（三）功能根據(jù)操作控制命令，完成不同采集條件所需要的機(jī)架的各種運(yùn)動；把心電R波觸發(fā)信號以及探頭的位置信號、角度信號等通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(analog-digitalconverter，ADC)傳輸給計算機(jī)，并接受計算機(jī)控制進(jìn)行各種動作；保障整個系統(tǒng)(探頭、機(jī)架、檢查床、采集計算機(jī)及其輔助設(shè)備等)的供電，提供穩(wěn)定的各種規(guī)格的高低壓電源。機(jī)架運(yùn)動的精確度和穩(wěn)定性是SPECT質(zhì)量控制的關(guān)鍵之一當(dāng)前第54頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第三節(jié)單光子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀三、機(jī)架（四）控制系統(tǒng)

受機(jī)架內(nèi)定位控制系統(tǒng)的控制。驅(qū)動馬達(dá)控制電路；位置信息存儲器；定位處理器：實(shí)際上是一個微型計算機(jī)，是控制探頭及機(jī)架轉(zhuǎn)動的角度、移動的距離及識別位置。其受主計算機(jī)的控制，并將各種定位數(shù)據(jù)傳輸給主計算機(jī)。當(dāng)前第55頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第三節(jié)單光子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀四、檢查床（一）普通功能床升降可以手動或自動完成，但前進(jìn)和后退必須手動完成。（二）多功能床（目前SPECT/CT多采用）可以一次進(jìn)行多床位的數(shù)據(jù)采集，而無需人工干預(yù)。為適應(yīng)旋轉(zhuǎn)斷層的需要，檢查床的床板多由碳纖維或鋁質(zhì)材料制成，具有重量輕、硬度大，韌性高，對γ射線的衰減少等特點(diǎn)（要求對γ射線的衰減<5%），可承擔(dān)200kg以上的重量。

當(dāng)前第56頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第三節(jié)單光子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀五、控制臺和計算機(jī)（一）采集工作站基本信息的錄入：數(shù)據(jù)采集：采集模式：①靜態(tài)模式采集（staticmodeacquisition）；②動態(tài)模式采集（dynamicmodeacquisition）；③門控模式采集（gatedmodeacquisition）；④斷層模式采集（tomographymodeacquisition）；⑤門控斷層模式采集（gatedtomographymodeacquisition）；⑥全身采集（wholebodyacquisition）。采集數(shù)據(jù)管理：SPECT的質(zhì)量控制和各種校正：能量、線性、均勻性和旋轉(zhuǎn)中心校正圖實(shí)時校正采集數(shù)據(jù)。

當(dāng)前第57頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)空間分辨率2空間線性4均勻性31平面源靈敏度33最大計數(shù)率5固有能量分辨率7其他：斷層均勻性、空間分辨率、斷層厚度、斷層靈敏度等9多窗空間位置重合性36旋轉(zhuǎn)中心38顯像系統(tǒng)的綜合評價10SPECT的質(zhì)量控制和性能評價第三節(jié)單光子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀當(dāng)前第58頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第三節(jié)單光子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀五、控制臺和計算機(jī)（二）處理工作站手工處理規(guī)程：感興趣區(qū)（regionofinterest，ROI）的勾畫等。臨床處理規(guī)程：心肌血流灌注斷層、肺通氣灌注、全身骨、腎動態(tài)顯像的常規(guī)處理軟件等。數(shù)據(jù)庫維護(hù)：數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、導(dǎo)出、查詢等。

在核醫(yī)學(xué)影像診斷中具有重要作用。當(dāng)前第59頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第三節(jié)單光子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀六、外圍設(shè)備（一）ECG觸發(fā)器（二）多功能運(yùn)動踏車功量儀（三）肺通氣專用霧化器（四）打印機(jī)（五）各種質(zhì)量控制模型

線性模型、四象限鉛柵模型、SLIT鉛柵模型、系統(tǒng)靈敏度測試面源以及PECT/PET斷層模型等。SPECT-PET斷層模型（Model76-823）四象限鉛柵模型當(dāng)前第60頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第四節(jié)正電子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀當(dāng)前第61頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)目錄一、基本結(jié)構(gòu)與工作原理二、探測器三、機(jī)架四、計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)當(dāng)前第62頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第四節(jié)正電子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀正電子發(fā)射體發(fā)射出的正電子（β＋）在極短時間內(nèi)與其臨近的電子（β－）發(fā)生碰撞而發(fā)生湮沒輻射，即在二者湮沒的同時，產(chǎn)生兩個方向相反的能量皆為511keV的γ光子。兩個相對的γ閃爍探頭加符合電路組成湮沒符合探測裝置。上述兩個方向相反的γ光子可以同時分別進(jìn)入這兩個探頭，通過符合電路形成一個Z信號，而被探測到。湮沒符合探測nb+b-~1-3mm511KeV511KeV當(dāng)前第63頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)RPMTPMTCOINCIDENCEPROCESSINGDETECTORRING符合探測裝置示意圖

ProcessingElectronics

ProcessingElectronicsCoincidenceProcessorDataSorting,HistogramImageReconComputerImages第四節(jié)正電子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀當(dāng)前第64頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第四節(jié)正電子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀PET與γ照相機(jī)和SPECT相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：不需要準(zhǔn)直器檢測靈敏度高本底小，分辨率好易于吸收校正可正確定量當(dāng)前第65頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第四節(jié)正電子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀二、探測器探測器是PET設(shè)備的核心部分，它由閃爍晶體、光電倍增管和高壓電源組成。探測器的性能優(yōu)劣直接影響PET的整體性能好壞。晶體是組成探測器的關(guān)鍵部件之一，其主要作用是能量轉(zhuǎn)換，即將高能γ光子轉(zhuǎn)換為可見光子，再由光電倍增管將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)一系列電子線路系統(tǒng)完成記錄。目前有鍺酸鉍（BGO）及硅酸镥（LSO）等晶體。當(dāng)前第66頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第四節(jié)正電子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀性能優(yōu)良的探測器需滿足以下幾點(diǎn)要求：高探測效率高的空間分辨率高可靠性和穩(wěn)定性短分辨時間當(dāng)前第67頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第四節(jié)正電子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀三、機(jī)架機(jī)架主要用來固定探測器及讓探測器在其上以某種方式運(yùn)動，根據(jù)探測器在機(jī)架上排列的陣列形狀，機(jī)架的中心孔可以是六角形或圓形的。按探測器在機(jī)架上的排列形狀和運(yùn)動方式，PET可分：固定型旋轉(zhuǎn)型旋轉(zhuǎn)—平移型擺動—旋轉(zhuǎn)型當(dāng)前第68頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)四、計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)計算機(jī)是PET的重要組件，它控制所有的硬件設(shè)備，采集和組織數(shù)據(jù)，執(zhí)行各種誤差校正，重建斷層圖像，對圖像進(jìn)行處理和分析，顯示圖像和有關(guān)信息。PET的核心軟件還包括數(shù)據(jù)庫管理及操作、圖像顯示、圖像硬拷貝及文件存檔、文件格式轉(zhuǎn)換及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?。第四?jié)正電子發(fā)射型計算機(jī)斷層掃描儀當(dāng)前第69頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)第五節(jié)雙模式分子影像技術(shù)和設(shè)備當(dāng)前第70頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)目錄一、SPECT/CT設(shè)備二、PET/CT設(shè)備三、PET/MRI設(shè)備當(dāng)前第71頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)早期發(fā)現(xiàn)病變生物特征可視化協(xié)助治療決策評估療效與轉(zhuǎn)歸提供在體分子診斷疾病相關(guān)蛋白細(xì)胞結(jié)構(gòu)DNA,RNA,酶2CH1VLVHCkCH3HC受體，轉(zhuǎn)運(yùn)體，抗體SPECT/CTPET/CTPET/MR多模式融合影像技術(shù)當(dāng)前第72頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)一、SPECT/CT設(shè)備（一）SPECT/CT的基本結(jié)構(gòu)（二）SPECT/CT的優(yōu)勢第五節(jié)雙模式分子影像技術(shù)和設(shè)備當(dāng)前第73頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)（一）SPECT/CT的基本結(jié)構(gòu)機(jī)架：SPECT/CT是將SPECT和CT兩種設(shè)備安裝在

同一個機(jī)架衰減校正：CT圖像提供的解剖結(jié)構(gòu)信息可以用于對SPECT圖像進(jìn)行衰減校正兩種融合方式：一個是配置低劑量CT的SPECT/CT另一個發(fā)展方向是配置具有診斷價值CT的SPECT/DCT第五節(jié)雙模式分子影像技術(shù)和設(shè)備當(dāng)前第74頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)（二）SPECT/CT的優(yōu)勢提高了影像診斷的準(zhǔn)確性可以進(jìn)行半定量分析實(shí)現(xiàn)了個性化的診斷CT掃描，提升醫(yī)學(xué)影像檢查的效價比第五節(jié)雙模式分子影像技術(shù)和設(shè)備當(dāng)前第75頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)二、PET/CT設(shè)備（一）PET/CT的基本結(jié)構(gòu)（二）PET/CT優(yōu)勢第五節(jié)雙模式分子影像技術(shù)和設(shè)備當(dāng)前第76頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)（一）PET/CT的基本結(jié)構(gòu)探測器：PET/CT探頭還是由分離的PET探頭和CT探頭組成，CT探頭在前，PET探頭在后。掃描系統(tǒng)：將PET和螺旋CT整合在一臺機(jī)器中，通過一個較長的檢查床將兩個相對獨(dú)立的、共軸的設(shè)備單元相連接，兩個設(shè)備單元將保持一個合理的距離，以避免電磁干擾。兩套系統(tǒng)可各自獨(dú)立使用或聯(lián)合使用，一次掃描可獲得PET、CT及PET與CT的融合圖像，達(dá)到了取長補(bǔ)短、信息互補(bǔ)的目的。第五節(jié)雙模式分子影像技術(shù)和設(shè)備當(dāng)前第77頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)（二）PET/CT的優(yōu)勢優(yōu)勢融合：一次掃描過程中，實(shí)現(xiàn)功能與結(jié)構(gòu)圖像的同機(jī)融合?？梢燥@示病變部位的病理生理變化及形態(tài)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了1+1>2的效果，明顯提高了診斷的準(zhǔn)確性。第五節(jié)雙模式分子影像技術(shù)和設(shè)備當(dāng)前第78頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)圖像融合+PETCTPET/CT第五節(jié)

雙模式分子影像技術(shù)和設(shè)備當(dāng)前第79頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)三、PET/MRI設(shè)備（一）PET/MRI的基本結(jié)構(gòu)（二）PET/MRI臨床應(yīng)用（三）PET/MRI優(yōu)勢第五節(jié)雙模式分子影像技術(shù)和設(shè)備當(dāng)前第80頁\共有87頁\編于星期六\22點(diǎn)（一）PET/MRI的基本結(jié)構(gòu)1.

PET/M