核仪器-核探测仪器的基本原理
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对，产生的电子和空穴对的数量和入射光子的能 量成正比。 ❖ 带负电的电子和带正点的空穴分别向正负电极移 动，形成的电脉冲，其强度与入射光子的能量成 正比。 ❖用于心脏专用型SPECT 乳腺SPECT 小动物PET等。
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感光材料探测器
探测原理： 射线可使感光材料感光。根据感光材料产生黑影 的灰度及位置判断射线的量及部位。主要用于实 验核医学的放射自显影。
应用：各种脏器静 态显像，快速连续 动态显像，附有特 殊装置，可进行全 身显像。
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Gamma Scintillation Camera
The main instrument for nuclear medicine imaging is the large field of gamma camera. First developed in 1956 by Hal Anger this device has become the main imaging tool of nuclear medicine.
1979
PET/CT SPECT/CT
20Leabharlann Baidu1
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显像仪器
Scanner 机械移动配合逐点打印方式记录 γCamera 一次获得平面静态或动态影像 ECT：Emission computed tomography 发射式计算机断层
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准直器
由铅或铅钨合金从中央打孔或者是四周合拢形成的装置 ，放于病人与晶体之间。 保证γ照相机的分辨率和定位的准确
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晶体
❖ NaI（Tl）掺铊碘化钠。
❖ 作用是把经准直器进入的射线能量转换成 荧光光子。
❖ Tl元素在这里仍作激活剂用，减少信号失 真，增加探测效率。
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放射性核素扫描仪
Scanner
逐行扫描、探测、 打印记录放射性 信号
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甲状腺扫描
部分脏器的扫描 图象
肝扫描
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肺扫描
脑扫描
第二节 γ照相机
1957年，由Hal Anger研制成功，因此，也称为Anger型γ照相机(γ- Camera)
核医学显像仪器与X线显像仪器的区别
信号分析和数据处理系统
包括电子学线路和计 算机。
电子学线路除脉冲幅 度分析器外还有前置 放大器、主放大器及 均匀性校正电路、位 置线路等。
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γ照相机工作原理
❖ 探测到光子经电子学线路分析形成脉冲信号，经 计算机采集, 处理,最后以不同灰度或色阶显示二 维脏器显影或放射性分布。
电离探测器
❖原理：在密闭的装满空气的圆柱形管中， 射线使空气分子产生电离。在电场作用下， 正离子向阴极，电子向阳极。收集所形成 的电脉冲的次数和电量强弱信号，就可以 反映射线的活度和能量。
❖分类 电离室
正比计数器
盖革计数器
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半导体探测器
探测原理： ❖ 射线与CZT晶体作用时，晶体内部产生电子和空穴
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γ照相机结构
❖探测器（探头） 准直器：铅或铝钨合金 闪烁晶体：NaI（Tl） 光电倍增管 ❖电子学线路 前置放大器、主放大器、脉冲高度分析器等
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电子学线路
γ Camera
计算电路
准直器 PMT
晶体
光导
显示装置 PHA
照相机结构示意图
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闪烁探测器
闪烁探测器
实质上是能量转换器，将射线能转换为电脉 冲信号，即放射能 光能 电能
分为固体闪烁探测器和液体闪烁探测器
射线 激发闪烁体分子 受激闪烁体分子回 复基态时发出荧光 PMT接受光信号并转换为 电信号，电信号的数目与高度分别与射线的 活度和能量成正比
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核仪器
第一节 核探测仪器的基本原理
一、放射性探测的基本原理
电离作用
荧光现象
感光作用
二、放射性探测器的种类
（一）闪烁型探测器
1.闪烁体(scintillator)：
NaI（Tl），BGO，GSO，LSO
2.光导（lightguide）： 硅油，有机玻璃
3.光电倍增管
（photomultiplier tube，PMT）
核医学仪器
在医学中用于探测和记录放射性核素放 出射线的种类、能量、活度、随时间变 化的规律和空间分布的仪器，统称为核 医学仪器
常用探测仪器
❖体外样本测量仪器 γ 闪烁计数器 液体闪烁计数器 活度
计 ❖临床诊断仪器
SPECT PET 功能测定仪 ❖防护和剂量仪器
表面污染监测仪 场所剂量监测仪 个人剂 量监测仪
光电倍增管工作原理
（二）电离型探测器 电离室（ionization chamber）， 正比计数器（proportional counter） 盖革计数器（Geiger-Muller counter）
（三）半导体探测器 碲锌镉（Cadmium-Zinc-Telluride，CZT）
（四）感光材料探测器 感光材料
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核探测仪器的基本结构
❖ 辐射探测器（radiation detector ）
利用射线和物质相互作用产生的各种效应将 射线的辐射能转变为电子线路部分能处理的电信 号。
❖ 电子学单元
根据不同的测量要求和探测器的特点而设计 的分析和记录电信号的电子测量仪器。
❖ 数据处理系统
按不同的检测目的和需要而配备的计算机数 据处理系统、自动控制系统、显示系统和储存系 统等。
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核射线测量仪器的组成框图
光前
核 射 线
闪 烁 体
光 导
电 倍 增
置 放 大
管器
主 放 大 器
脉 冲 高 度 分 析
记 录 装 置
器
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工作电源
核医学仪器发展简史
井型晶体闪烁计数器
1950
闪烁扫描机
1951
1957 γ照相机
闪烁扫描机
PET
1974
SPECT
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NaI晶体柱
各种型号的光电倍增管
光电倍增管&脉冲幅度分析器
❖光电倍增管
❖ 为数众多的光电倍增管均匀地排列在晶体的后面，紧 贴着晶体。
❖ 数量多少与定位的准确性有关。
❖脉冲幅度分析器
❖ 有选择性地记录从晶体和光电倍增管输送来的电脉冲 信号。
❖ 排除本底及其他干扰信号。
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感光材料探测器
探测原理： 射线可使感光材料感光。根据感光材料产生黑影 的灰度及位置判断射线的量及部位。主要用于实 验核医学的放射自显影。
应用：各种脏器静 态显像，快速连续 动态显像，附有特 殊装置，可进行全 身显像。
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Gamma Scintillation Camera
The main instrument for nuclear medicine imaging is the large field of gamma camera. First developed in 1956 by Hal Anger this device has become the main imaging tool of nuclear medicine.
1979
PET/CT SPECT/CT
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显像仪器
Scanner 机械移动配合逐点打印方式记录 γCamera 一次获得平面静态或动态影像 ECT：Emission computed tomography 发射式计算机断层
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准直器
由铅或铅钨合金从中央打孔或者是四周合拢形成的装置 ，放于病人与晶体之间。 保证γ照相机的分辨率和定位的准确
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晶体
❖ NaI（Tl）掺铊碘化钠。
❖ 作用是把经准直器进入的射线能量转换成 荧光光子。
❖ Tl元素在这里仍作激活剂用，减少信号失 真，增加探测效率。
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放射性核素扫描仪
Scanner
逐行扫描、探测、 打印记录放射性 信号
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甲状腺扫描
部分脏器的扫描 图象
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肺扫描
脑扫描
第二节 γ照相机
1957年，由Hal Anger研制成功，因此，也称为Anger型γ照相机(γ- Camera)
核医学显像仪器与X线显像仪器的区别
信号分析和数据处理系统
包括电子学线路和计 算机。
电子学线路除脉冲幅 度分析器外还有前置 放大器、主放大器及 均匀性校正电路、位 置线路等。
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γ照相机工作原理
❖ 探测到光子经电子学线路分析形成脉冲信号，经 计算机采集, 处理,最后以不同灰度或色阶显示二 维脏器显影或放射性分布。
电离探测器
❖原理：在密闭的装满空气的圆柱形管中， 射线使空气分子产生电离。在电场作用下， 正离子向阴极，电子向阳极。收集所形成 的电脉冲的次数和电量强弱信号，就可以 反映射线的活度和能量。
❖分类 电离室
正比计数器
盖革计数器
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半导体探测器
探测原理： ❖ 射线与CZT晶体作用时，晶体内部产生电子和空穴
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γ照相机结构
❖探测器（探头） 准直器：铅或铝钨合金 闪烁晶体：NaI（Tl） 光电倍增管 ❖电子学线路 前置放大器、主放大器、脉冲高度分析器等
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电子学线路
γ Camera
计算电路
准直器 PMT
晶体
光导
显示装置 PHA
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闪烁探测器
实质上是能量转换器，将射线能转换为电脉 冲信号，即放射能 光能 电能
分为固体闪烁探测器和液体闪烁探测器
射线 激发闪烁体分子 受激闪烁体分子回 复基态时发出荧光 PMT接受光信号并转换为 电信号，电信号的数目与高度分别与射线的 活度和能量成正比
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第一节 核探测仪器的基本原理
一、放射性探测的基本原理
电离作用
荧光现象
感光作用
二、放射性探测器的种类
（一）闪烁型探测器
1.闪烁体(scintillator)：
NaI（Tl），BGO，GSO，LSO
2.光导（lightguide）： 硅油，有机玻璃
3.光电倍增管
（photomultiplier tube，PMT）
核医学仪器
在医学中用于探测和记录放射性核素放 出射线的种类、能量、活度、随时间变 化的规律和空间分布的仪器，统称为核 医学仪器
常用探测仪器
❖体外样本测量仪器 γ 闪烁计数器 液体闪烁计数器 活度
计 ❖临床诊断仪器
SPECT PET 功能测定仪 ❖防护和剂量仪器
表面污染监测仪 场所剂量监测仪 个人剂 量监测仪
光电倍增管工作原理
（二）电离型探测器 电离室（ionization chamber）， 正比计数器（proportional counter） 盖革计数器（Geiger-Muller counter）
（三）半导体探测器 碲锌镉（Cadmium-Zinc-Telluride，CZT）
（四）感光材料探测器 感光材料
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核探测仪器的基本结构
❖ 辐射探测器（radiation detector ）
利用射线和物质相互作用产生的各种效应将 射线的辐射能转变为电子线路部分能处理的电信 号。
❖ 电子学单元
根据不同的测量要求和探测器的特点而设计 的分析和记录电信号的电子测量仪器。
❖ 数据处理系统
按不同的检测目的和需要而配备的计算机数 据处理系统、自动控制系统、显示系统和储存系 统等。
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核射线测量仪器的组成框图
光前
核 射 线
闪 烁 体
光 导
电 倍 增
置 放 大
管器
主 放 大 器
脉 冲 高 度 分 析
记 录 装 置
器
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工作电源
核医学仪器发展简史
井型晶体闪烁计数器
1950
闪烁扫描机
1951
1957 γ照相机
闪烁扫描机
PET
1974
SPECT
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NaI晶体柱
各种型号的光电倍增管
光电倍增管&脉冲幅度分析器
❖光电倍增管
❖ 为数众多的光电倍增管均匀地排列在晶体的后面，紧 贴着晶体。
❖ 数量多少与定位的准确性有关。
❖脉冲幅度分析器
❖ 有选择性地记录从晶体和光电倍增管输送来的电脉冲 信号。
❖ 排除本底及其他干扰信号。
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