【學習】第三章核醫(yī)學常用儀器

1、.第三章第三章 核醫(yī)學儀器核醫(yī)學儀器 n一一.原理原理 在眾多的在眾多的放射性探測儀器放射性探測儀器中，中，其探測的基本原理都是建立在核射線其探測的基本原理都是建立在核射線與物質的相互作用的基礎上。具體分與物質的相互作用的基礎上。具體分為以下幾種類型：為以下幾種類型： 1.電離作用電離作用 2.熒光現象熒光現象 3.感光作用感光作用 .二、探測器分類（二、探測器分類（依據能量轉化依據能量轉化） n（一）氣體電離探測器（一）氣體電離探測器（gas ionization detector ） 如正比計數管、電流電離室、如正比計數管、電流電離室、 G-M計數管計數管n（二）固體探測器（二）固體探測器

2、（solid scintillation detector ） n 放免儀放免儀Radioimmunoassay detectorn（三）液體閃爍探測器（三）液體閃爍探測器（liduid scintillation detector）n（四）半導體探測器（四）半導體探測器（semiconductor detector）用于活化分析用于活化分析activation analysis.三、儀器的組成n射線探測器射線探測器 （探頭探頭）感受射線n后續(xù)電子學線路及計算機輸出系統(tǒng)：后續(xù)電子學線路及計算機輸出系統(tǒng)：分析記錄脈沖信號并輸出測量結果n以測量射線的閃爍計數器閃爍計數器為例： .（一）探頭（閃爍探

3、測器 ）n1.閃爍體：將輻射能轉化為光能的閃爍體：將輻射能轉化為光能的介質如探測介質如探測射線的射線的NaI(Tl)NaI(Tl)晶體晶體n2.光電倍增管光電倍增管:光電轉換器件光電轉換器件n3.工作原理工作原理n4.井型閃爍探測器井型閃爍探測器n備注：備注：射線作用于晶體產生熒光的射線作用于晶體產生熒光的過程稱過程稱閃爍，閃爍，此類晶體稱此類晶體稱閃爍體閃爍體.(二二)后續(xù)電子學線路后續(xù)電子學線路1.前置放大器前置放大器2.主放大器主放大器3.脈沖高度分析器脈沖高度分析器(甄別器甄別器)4.定標器數據處理和定時系統(tǒng)等定標器數據處理和定時系統(tǒng)等5、計算機輸出系統(tǒng)、計算機輸出系統(tǒng) . 液體閃爍探

4、測器液體閃爍探測器 （liduid scintillation detector）.n探測效率（探測效率（E） 經測量得到的放射源的計數率（經測量得到的放射源的計數率（cps）與）與該放射源在單位時間內的衰變數（該放射源在單位時間內的衰變數（dps）的比值的比值.影響探測效率的因素影響探測效率的因素 1.幾何位置幾何位置 2.吸收吸收 3.核衰變方式核衰變方式 4.儀器分辨時間儀器分辨時間 5.散射和反散射散射和反散射 6.本底等其它因素本底等其它因素.四、常用放射性測量儀器四、常用放射性測量儀器n（一）放射性活度測量儀器（一）放射性活度測量儀器 如：如：閃爍計數器、閃爍計數器、液體閃爍測量儀

5、液體閃爍測量儀n （二）診斷用儀器（二）診斷用儀器 如：臟器功能測定儀（如：臟器功能測定儀（甲甲狀腺功能測定儀、腎圖儀狀腺功能測定儀、腎圖儀） 、臟器顯像儀器如、臟器顯像儀器如SPECT、PETn（三）防護用儀器（三）防護用儀器 如：場所劑量監(jiān)測儀、表面如：場所劑量監(jiān)測儀、表面污染監(jiān)測儀、個人劑量監(jiān)測儀污染監(jiān)測儀、個人劑量監(jiān)測儀n（四（四 ）活度計）活度計 測量核素及其標記物活度測量核素及其標記物活度 .常用核醫(yī)學儀器常用核醫(yī)學儀器1、閃爍探測器閃爍探測器 2、照相機照相機3、單光子發(fā)射斷層掃描儀單光子發(fā)射斷層掃描儀4、正電子發(fā)射斷層掃描儀正電子發(fā)射斷層掃描儀5、甲狀腺功能測定儀、腎圖儀甲狀腺

6、功能測定儀、腎圖儀（上尿路通否（上尿路通否？）. 閃爍探測器閃爍探測器 .照相機結構照相機結構-靜態(tài)動態(tài)顯像靜態(tài)動態(tài)顯像 準值器準值器collimator NaI（TlI）crystal 光導光導 photomultiplier tube matrix 位置電路位置電路 能量電路能量電路 成像及顯示裝置成像及顯示裝置探頭探頭.照相機探頭結構照相機探頭結構. 原理示意圖原理示意圖.顯示屏顯示屏探頭探頭.能量窗內，脈沖幅度分析器輸出脈沖，做顯示能量窗內，脈沖幅度分析器輸出脈沖，做顯示系統(tǒng)發(fā)光信號，選擇顯像光子能量。顯示系統(tǒng)系統(tǒng)發(fā)光信號，選擇顯像光子能量。顯示系統(tǒng)在位置信號和發(fā)光信號驅動下，顯在位置

7、信號和發(fā)光信號驅動下，顯閃爍光點閃爍光點，接著成像裝置記錄大量閃爍光點。接著成像裝置記錄大量閃爍光點。計算機采集計算機采集處理得到灰度不同的臟器放射性核素二惟分布處理得到灰度不同的臟器放射性核素二惟分布圖，依據放射性濃度差異定位圖，依據放射性濃度差異定位臟器和病變部位。臟器和病變部位。.電腦屏幕顯示屏探頭床單光子發(fā)射斷層掃描儀單光子發(fā)射斷層掃描儀.單光子發(fā)射斷層掃描儀（單光子發(fā)射斷層掃描儀（光子）光子）探頭（探頭（多個探頭多角度采集信號提高多個探頭多角度采集信號提高靈敏度、空間分辨率靈敏度、空間分辨率）機架、計算機機架、計算機光學照相、檢查床光學照相、檢查床圖象重建系統(tǒng)圖象重建系統(tǒng).SPECT

8、與與X-CT的比較的比較儀器種類儀器種類 SPECT（屬于發(fā)射型（屬于發(fā)射型CT） X-CT透射透射射線性質射線性質 射線，光子流射線，光子流 X射線，光子流射線，光子流 入射方式入射方式 體內發(fā)出射線體內發(fā)出射線 體外發(fā)出射線體外發(fā)出射線圖象圖象 粗糙，分辨率低粗糙，分辨率低 清晰，分辨率高清晰，分辨率高顯像特點顯像特點 動態(tài)動態(tài) 靜態(tài)靜態(tài).正電子核素正電子核素SPECT顯像顯像符合線路符合線路SPECT：利用互成：利用互成180。無準值器雙或三探頭無準值器雙或三探頭SPECT對正電子湮滅輻射產生的一對方向相反對正電子湮滅輻射產生的一對方向相反光子進光子進行符合探測成像。（行符合探測成像。（

9、coincidence circuit SPECT）結構結構 可變角可變角雙或三探頭雙或三探頭SPECT系統(tǒng)、符合探測系統(tǒng)、系統(tǒng)、符合探測系統(tǒng)、衰減校正系統(tǒng)衰減校正系統(tǒng) （attenuation correction system）電子準直：用湮滅輻射和相對探頭做符合測量對射線電子準直：用湮滅輻射和相對探頭做符合測量對射線進行限束技術（進行限束技術（electrical collimation）.正電子核素正電子核素SPECT顯像顯像核素發(fā)射正電子與物質作用，核素發(fā)射正電子與物質作用，湮滅輻射湮滅輻射產生方向相產生方向相反一對反一對光子在光子在15納秒（納秒（nanosecond，ns）被方）

10、被方向相反的一對探頭向相反的一對探頭同時同時測到，電子線路將在測到，電子線路將在5-15ns內產生的兩脈沖信號送入顯像系統(tǒng)，計算機合成處內產生的兩脈沖信號送入顯像系統(tǒng)，計算機合成處理并成像。理并成像。不在不在5-15ns產生的脈沖信號就不能被電產生的脈沖信號就不能被電子線路送入顯像系統(tǒng)，不能成像。子線路送入顯像系統(tǒng)，不能成像。.PET 正電子發(fā)射斷層掃描儀正電子發(fā)射斷層掃描儀探頭，探頭，Detector防護罩防護罩 SHEILD床床. 正電子發(fā)射斷層掃描儀正電子發(fā)射斷層掃描儀- 動靜態(tài)斷層顯像動靜態(tài)斷層顯像/分子顯像分子顯像（positron emission computed tomogra

11、pher）結構：晶體（鍺酸鉍結構：晶體（鍺酸鉍 硅酸镥硅酸镥 硅酸釓硅酸釓Ga） 電子準直器電子準直器 符合線路符合線路 飛行時間測量裝置飛行時間測量裝置 計算機數據處理計算機數據處理 圖象顯示圖象顯示 斷層床斷層床 .PET顯像原理顯像原理11C13N15O18F 引入體內引入體內+ANIHHILATION方向相反方向相反光子光子互成互成180。探頭探頭不同角度分組不同角度分組多角度核素多角度核素分布投影分布投影空間位置信空間位置信號能量信號號能量信號 計算機重建計算機重建 多斷面影像多斷面影像功能代謝影像功能代謝影像各種生理參數各種生理參數分子顯像分子顯像.PET優(yōu)點（優(yōu)點（與與SPECT

12、相比相比）1、儀器空間分辨率高、儀器空間分辨率高2=采用電子準直符合線路，靈敏度提高采用電子準直符合線路，靈敏度提高10-20倍倍3、采用、采用11C13N15O18F均為人體構成元素，參與代謝，均為人體構成元素，參與代謝，使得顯像更符合生理狀況，反映機體生理、生化、代謝，使得顯像更符合生理狀況，反映機體生理、生化、代謝，準確顯示臟器核素濃度代謝顯像和各種生理參數準確顯示臟器核素濃度代謝顯像和各種生理參數4、更容易進行衰減校正和定量分析、更容易進行衰減校正和定量分析但但PET價格昂貴，要陪加速器、正電子核素標記價格昂貴，要陪加速器、正電子核素標記物貴物貴.PET應用范圍應用范圍1、腫瘤診斷、療

13、效評價：腫瘤診斷、療效評價：現多用于肺癌、乳腺癌、大腸癌、卵現多用于肺癌、乳腺癌、大腸癌、卵巢癌、淋巴瘤，黑色素瘤等的檢查，其診斷準確率在巢癌、淋巴瘤，黑色素瘤等的檢查，其診斷準確率在90以上。以上。在腫瘤化療、放療的早期，在腫瘤化療、放療的早期，PET檢查即可發(fā)現腫瘤治療是否已檢查即可發(fā)現腫瘤治療是否已經起效經起效 。2、神經系統(tǒng)疾病和精神病患者神經系統(tǒng)疾病和精神病患者：可用于癲癇灶定位、老年性癡：可用于癲癇灶定位、老年性癡呆早期診斷與鑒別、帕金森病病情評價以及腦梗塞后組織受損呆早期診斷與鑒別、帕金森病病情評價以及腦梗塞后組織受損和存活情況的判斷。和存活情況的判斷。3、心血管疾病患者心血管疾病患者：能檢查出冠心病心肌缺血的部位、范圍，能檢查出冠心病心肌缺血的部位、范圍，并對心肌活力準確評價，確定是否需要行溶栓治療、安放冠