核醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)宣教課件

1、放射性核素顯像 Radio nuclear imaging, RNI將放射性藥物通過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處理，顯示核素濃度分布，反映人體代謝（功能）動態(tài)變化（物質(zhì)的輸運、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)顯像為輔放射性核素顯像 將放射性藥物通過注射或口服引入體內(nèi)， 概 述一、放射性核素顯像的技術(shù)特點主要技術(shù)：相機；單光子發(fā)射型計算機斷層（SPECT）；正電子發(fā)射型計算機斷層（PET）； RNI技術(shù)特點：檢測靈敏度高； 10-1410-18g，一般化學(xué)方法難以測出；定性、定量、定位；測量簡便：

2、只對放射性核素示蹤物進行測量；準(zhǔn)確性高：微量示蹤物，不干擾研究對象的正常生理、生化過程；功能性顯像； 概 述主要技術(shù)：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到的射線（示蹤原子），放射性測量儀器可以對它標(biāo)記的物質(zhì)進行定性、定量及定位測量。 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腺功能狀態(tài)有關(guān)二、核素示蹤核醫(yī)學(xué)檢查項目統(tǒng)計情況檢查項目 所占比例(%) 骨顯象 25 腦顯象

3、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)檢查項目統(tǒng)計情況 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、生化代謝過程125I 125I-胰島素18F 18F-脫氧葡萄糖（FDG)例如： 三、放射性制劑 核素要求 1.能量適中：100400KeV，一般臨床應(yīng)用50500KeV 太低易被機體吸收，探測效率低； 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

4、量； 核素在靶器官有合適的存留時間，保障探測采集足夠的數(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；對自身輻射作用耐受能力高。5.無毒害：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)價態(tài)和較強的化學(xué)活性。4.穩(wěn)定性好：3.易標(biāo)記：合適的化學(xué)價態(tài)和較強的化學(xué)活性。 2. 碘(I )： 98% ; 668KeV(伴有射線

5、)； 能量 (偏高，探測效率低，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）； T 1/2 6.02h適合所有器官顯像。 2. 碘(I )： 常用于臨床的放射性核素3. 正電子衰變類（用于PET) 11C 20.3min; 13N 10min ; 15O 123 s ; 18F 110 min 優(yōu)點： 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、生化代謝過程；T 短，檢查時可給予較大的劑量，提高對比度和分辨率；

6、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。3. 正電子衰變類（用于PET)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：計數(shù)率測定時，避免其他能量射線的干擾；鑒定放射性同位素種類和含量二、 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 同時紀(jì)錄各臟器核素的射線，成像時間短； 探頭靈活，可進行多體位成像，使用方便； Polaroid相機一步顯、定影，定時相機連續(xù)拍攝， 反映代謝過程的動態(tài)變化；The tumors are the dark

7、areas5 - 2 相機 1956年Anger發(fā)明了閃爍相機The tumors探頭位置信號能量信號照相示波器XYZ射線源一、照相機的基本結(jié)構(gòu)探頭位置信號能量信號照相XYZ射線源一、照相機的基本結(jié)構(gòu)1、準(zhǔn)直器 空間定位作用：允許特定方向光子進入探測器， 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1、準(zhǔn)直器 空間定位作用：允許特定方向光子進入探測器類型 特點 臨床應(yīng)用 備注 針孔準(zhǔn)直器 對小臟器具有放大作用,計數(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)

8、直器,適用于各臟器 扇型準(zhǔn)直器 明顯提高計數(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,不能同時使用實時人體輪廓技術(shù) 不同類型準(zhǔn)值器臨床應(yīng)用類型 特點 臨床應(yīng)用 備注 針孔準(zhǔn)直器 對小臟器具有放大作用準(zhǔn)直器類型 孔徑mm 孔數(shù) （個） 長度(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

9、器的物理性能準(zhǔn)直器類型 孔徑 孔數(shù)長度壁厚系統(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。 NaI(Tl)晶體優(yōu)點：射線阻滯本領(lǐng)高（探測效率高）；熒光閃爍時間短（時間分辨力高）；熒光光子數(shù)與射線能量的線性關(guān)系好2、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）電信號放大；光子的數(shù)目越多，相

10、應(yīng)的脈沖數(shù)目也越多。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：（二）電子學(xué)系統(tǒng)位置信號和 Z 信號位置通道能量通道示波器、照相機Z 輝度X、y位置將光電倍增管輸出的電脈沖信號轉(zhuǎn)換為確定晶體閃爍點位置的X、Y信號和確定入射 射線的能量信號脈沖高度分析器電阻矩陣（二）電子學(xué)系統(tǒng)位置信號和 Z 信號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存圖像；普通示波器照相；普通示波器圖像觀察功能測定裝置計數(shù)率儀將計數(shù)率轉(zhuǎn)化為直流電信號，繪制放射性活度隨時間變化曲線，顯示臟器功能狀況（三）顯示和記錄基本顯示裝置示波器功能測定裝置計數(shù)率二、照相機的性能指標(biāo)及質(zhì)量控制測試標(biāo)準(zhǔn)：美

11、國電器制造商會(NEMA)標(biāo)準(zhǔn) National Electrical Manufacturers Association空間分辨力：兩個點（線）源的分辨距離；半高寬度FWHM；調(diào)制傳遞函數(shù)MTF二、照相機的性能指標(biāo)及質(zhì)量控制測試標(biāo)準(zhǔn)：美國電器制造商會(圖像質(zhì)量控制： 探測靈敏度和圖像的線性 幅度分析器窗位全能峰探測靈敏度對比度、均勻性等 準(zhǔn)直器、X、Y位置線路圖像線性圖像與實物比例、對稱性圖像質(zhì)量控制： 幅度分析器窗位全能峰探測靈敏度對5 - 3 單光子 ECTECT類型： ECT利用相機原理，加入計算機信息處理功能，可對某一斷層進行成像。據(jù)射線源性質(zhì)的不同，ECT可分為兩類。 SPECT(

12、Single Photon ECT):探測的示蹤核素為放射出 射線（單光子）的核素； PECT(Positron ECT)：探測的核素為放射出正電子（+）的核素。5 - 3 單光子 ECTECT類型：1、SPECT成像的本質(zhì)與方法探頭圍繞病人某一臟器進行360旋轉(zhuǎn)的相機，在旋轉(zhuǎn)時每隔一定角度（3或6）采集一幀圖片 經(jīng)計算機處理，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：1、SPECT成像的本質(zhì)與方法探頭圍繞病人某一臟器進

13、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)系對斷層圖像上各像素進行信號強度補償SPECT是通過射線的體外技術(shù)來標(biāo)定體內(nèi)放射性活度，無衰減時計數(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)2、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 斷層時加以校正 SPECT掃描時間: PETSPECTSPECT與PET的區(qū)別放射性核素PET/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