医学影像设备学 核医学成像设备.ppt

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医学影像设备学
第八章
核医学影像设备
文档附赠有可编辑的3D小人素材
重点难点
核医学成像设备的基本部件
准直器、晶体的基本结构、特点
SPECT的基本结构及工作原理
P。
大视野
一次快速成像
第一节 概述
（二）SPECT
结构：
在一台高性能γ照相机的基础上增加了探头旋转装置和图像重建的计算机软件系统。
优势：
发现较小的病灶和深部病变，帮助定量分析。
在心肌血流灌注、脑血流灌注、骨盆显像、全身显像等方面比γ相机具有明显的优势。
兼有多种显像方式。
提高灵敏度，缩短断层采集的时间，提高图像质量。
第一节 概述
（二）SPECT
不足：
灵敏度低。
衰减及散射影响较大：体内发射的光子碰到高密度物质(例如骨、准直孔边缘等)发生的散射同样也会使正常图像叠加上一幅完全不均匀的伪像。这一直是发射显像明显存在的固有缺陷。
重建图像的空间分辨率低：固有空间分辨率为 3～4mm半高宽度（full width at half maximum，FWHM），重建图像固有空间分辨率为 6～8mm。
第一节 概述
（三）双探头符合线路SPECT
结构：
在常规双探头SPECT上通过改进探头设计、电子线路、图像校正和图像重建等方面，实现对正电子核素探测的影像设备。
双探头SPECT符合探测外形图及原理示意图
第一节 概述
优势：
其在保证探测灵敏度和分辨率的前提下，兼顾常规低能核素显像与正电子核素显像（主要是18F-FDG），有效完成PET所具有的部分临床诊断任务。
不足：
空间分辨率、灵敏度、图像对比度和进行动态显像的能力显然不如专用PET；
进行18F-FDG显像的检查时间较长，无法使用超短半衰期正电子核素（11C和15O等）。
（三）双探头符合线路SPECT
第一节 概述
（四）PET
结构：
探测器和电子学线路、扫描机架和同步检查床、计算机及其辅助设备。
第一节 概述
（四）PET
优势：
所用正电子放射性核素（如11C、13N、15O等）可参与人体的生理、生化代谢过程；半衰期比较短。
PET对射线的限束是电子准直（Electronic Collimator），其灵敏度比SPECT高10～100倍；改善了分辨率（可达4mm），图像清晰，诊断准确率高。
衰减校正更准确。
可进行三维分布的“绝对”定量分析，远优于SPECT。
核医学史上划时代的里程碑
第一节 概述
（五）动物核医学显像仪器
分类：
动物SPECT（micro-SPECT）和动物PET（micro-PET）。
特点：
设计及工作原理与临床SPECT和PET设备一样。
应用对象：实验动物。
具有更高的灵敏度和空间分辨率。
目前主要应用于药物研发和疾病研究等生物医学基础研究。对动物进行活体、定量检查，获得活体内的动态信息，实验结果可直接类推至临床。
第一节 概述
第二节
核医学成像设备
的基本部件
目录
一、基本结构与工作原理
二、准直器
三、闪烁晶体
第二节核医学成像设备的基本部件
一、基本结构与工作原理
准直器
闪烁晶体
光电倍增管 放射性探测器
前置放大器
定位电路
显示记录装置
机械支架和床
探测器结构示意图
γ照相机的组成：
准直器（collimator）
闪烁晶体
光电倍增管（PMT）
预放大器、放大器
X、Y位置电路
总和电路
脉冲高度分析器（PHA）
显示或记录器件等
第二节核医学成像设备的基本部件
第二节核医学成像设备的基本部件
核医学成像设备基本部件示意图
γ射线通过铅准直器孔道投射到晶体上；
晶体产生的闪烁荧光可同时经光导传输到所有的光电倍增管上，靠近荧光点的光电倍增管接收到的光子多，输出的电脉冲幅度大；
晶体中发生一个闪烁事件就会使排列有序的光电倍增管阳极输出众多的幅度不等的电脉冲信号，对这些信号经过权重处理，就可得到这一闪烁事件的位置信号P。
闪烁荧光传输到各光电倍增管的示意图
第二节核医学成像设备的基本部件
定位电路
在每个光电倍增管的输出端加一个与位置有关的权重电阻或权重延迟线，每个管输出的信号进行位置权重，再利用加法电路和减法电路将所有经过的位置权重的信号总和，利用比分电路得出这一事件将有的位置信号P。
第二节核医学成像设备的基本部件
光电倍增管工作原理
第二节核医学成像设备的基本部件
每一个光电倍增管都与4个电阻相连接，各电阻的阻值根据管的位置不同而异。任何闪烁事件发生在晶体的某个部位，相对应的光电倍增管通过位置权重电阻矩阵就会输出特有的位置信号和能量信号。
每一个管都输出经过位置权重的X+、X－、Y+和Y－值，最后需由加法电路将各管的输出值按X+、X－、Y