核医学仪器(影像班)

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核医学仪器实验报告

一、实验名称核医学仪器原理与应用实验二、实验日期2023年11月10日三、实验目的1. 了解核医学仪器的基本原理和结构。

2. 掌握核医学仪器的主要应用领域。

3. 学习核医学仪器在临床诊断和治疗中的作用。

4. 培养实验操作技能和数据处理能力。

四、实验原理核医学仪器利用放射性同位素发出的射线（如γ射线、β射线等）对人体进行成像或测量，从而实现对疾病的诊断和治疗。

本实验主要涉及以下原理：1. 闪烁探测原理：利用闪烁晶体将γ射线转换为可见光，再由光电倍增管转换为电信号，最终进行计数和成像。

2. 计数器原理：通过测量放射性同位素发出的射线数量，计算放射性活度。

3. 核医学成像原理：利用γ相机或SPECT等设备，对放射性同位素在体内的分布进行成像。

五、主要仪器与试剂1. 仪器：核医学仪器、闪烁晶体、光电倍增管、计数器、γ相机、SPECT等。

2. 试剂：放射性同位素、闪烁液、NaI(Tl)晶体等。

六、实验步骤1. 准备阶段：- 熟悉实验原理和仪器操作方法。

- 检查仪器设备是否正常。

2. 实验操作：- 将放射性同位素溶液注入闪烁晶体中，观察闪烁现象。

- 将闪烁晶体与光电倍增管连接，进行计数实验，测量放射性活度。

- 利用γ相机或SPECT进行成像实验，观察放射性同位素在体内的分布。

3. 数据处理：- 记录实验数据，包括放射性活度、计数率等。

- 对实验数据进行统计分析，计算相关参数。

4. 实验报告撰写：- 总结实验结果，分析实验现象。

- 讨论实验过程中遇到的问题及解决方法。

- 提出实验改进建议。

七、实验结果1. 观察到闪烁晶体在放射性同位素的作用下产生闪烁现象。

2. 通过计数实验，测得放射性活度为X mCi。

3. 利用γ相机或SPECT进行成像实验，观察到放射性同位素在体内的分布情况。

八、讨论1. 本实验验证了核医学仪器的基本原理，证明了闪烁探测和计数器的有效性。

2. 实验过程中，观察到放射性同位素在体内的分布情况，为进一步的临床诊断和治疗提供了依据。

核医学仪器

第二章核医学仪器核医学仪器是指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等一大类仪器设备的统称，它是开展核医学工作的必备要素，也是核医学发展的重要标志。

根据使用目的不同，核医学常用仪器可分为脏器显像仪器、功能测定仪器、体外样本测量仪器以及辐射防护仪器等，其中以显像仪器最为复杂，发展最为迅速，在临床核医学中应用也最为广泛。

核医学显像仪器经历了从扫描机到γ照相机、单光子发射型计算机断层仪（single photon emission computed tomography，SPECT）、正电子发射型计算机断层仪（positron emission computed tomography，PET）、PET/CT、SPECT/CT及PET/MR的发展历程。

1948年Hofstadter开发了用于γ闪烁测量的碘化钠晶体；1951年美国加州大学Cassen成功研制第一台闪烁扫描机，并获得了第一幅人的甲状腺扫描图，奠定了影像核医学的基础。

1957年Hal Anger研制出第一台γ照相机，实现了核医学显像检查的一次成像，也使得核医学静态显像进入动态显像成为可能，是核医学显像技术的一次飞跃性发展。

1975年M. M. Ter-Pogossian等成功研制出第一台PET，1976年John Keyes和Ronald Jaszezak分别成功研制第一台通用型SPECT和第一台头部专用型SPECT，实现了核素断层显像。

PET由于价格昂贵等原因，直到20世纪90年代才广泛应用于临床。

近十几年来，随着PET/CT的逐渐普及，实现了功能影像与解剖影像的同机融合，使正电子显像技术迅猛发展。

同时，SPECT/CT及PET/MR的临床应用，也极大地推动了核医学显像技术的进展。

第一节核射线探测仪器的基本原理一、核射线探测的基本原理核射线探测仪器主要由射线探测器和电子学线路组成。

射线探测器实质上是一种能量转换装置，可将射线能转换为可以记录的电脉冲信号；电子学线路是记录和分析这些电脉冲信号的电子学仪器。

核医学影像诊断技术和其他影像学相比，优势在哪里？

核医学影像诊断技术和其他影像学相比，优势在哪里？核医学的成像取决于脏器或组织的血流、细胞功能、细胞数量、代谢活跃程度和排泄引流等因素，是一种功能代谢显像，引入的放射性示踪剂具有与人体内天然的新陈代谢物质相同的生理生化特征，借此可了解人体器官的功能、生理生化、代谢与基因表达等方面的变化。

而CT、MRI、B超等检查主要是通过显示脏器或组织的解剖形态学的变化，尽管分辨率很高，但核医学影像诊断技术在疾病诊断、治疗过程监测等方面具有独特的优势。

这些优势让核医学影像技术成为临床医学中必不可少的一种诊断方式。

下面我们就一起来了解下吧！1.什么是核医学影像诊断技术核医学影像诊断技术是将放射性核素标记的示踪剂引入体内，利用核医学仪器在体外对放射性核素发射的γ射线进行采集和处理后获得图像。

不同的放射性核素标记的药物针对不同的疾病、不同的组织器官和不同的病变，具有很强的特异性。

通常采用的核医学影像诊断技术包括：单光子发射计算机断层成像(SPECT)、正电子发射计算机断层成像(PET)等。

这些技术可用于检测和评估许多疾病，如癌症、心血管疾病、神经系统疾病和骨骼系统疾病等，可以为临床治疗提供有用的信息，目前已经得到广泛应用，并不断优化，使其更加安全、可靠、精确和高效。

1.核医学影像诊断技术的常用检查方法（1）单光子发射计算机体层摄影（SPECT）及SPECT/CT单光子发射计算机体层摄影，简称SPECT（single photon emissioncomputed tomography），它是γ相机和计算机技术相结合，增加了断层显像的能力，通过将放射性同位素标记的药物注入患者体内，然后γ探测器记录该同位素的放射性粒子在体内的分布情况并转换为相应图像。

与传统的X线和CT等成像技术相比，SPECT可以提供更全面的组织信息和生物代谢活动信息，同时还具有较高的灵敏度和特异性，对诊断许多疾病和评估治疗效果具有重要意义。

（2）正电子发射断层扫描（PET）及PET/CTPET是正电子发射计算机断层显像（positron emission computed tomography）的缩写，是一种核医学影像诊断技术。

核医学课件：第二章核医学仪器

2020/11/2
碘化钠晶体探测器示意图
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（2）棒源（pin source）
将68锗（68Ge）均匀地封装在中空的小棒内；也有使用半衰期较长的137Cs。作用：对PET扫描仪进行质量控制
透射扫描进行图像衰减校正
（3）隔板（speta）
隔板包括2部分：一部分是探测器环两边的厚铅板，作用是屏蔽探测器外的射线；另一部分为厚度为1mm的环状钨板，位于探测器环与环之间，将轴向视野分隔成若干环，钨隔板的作用是屏蔽其他环视野如射的光子对，与准直器的作用相似； 3D采集时，将钨隔板撤出显像视野，取消屏蔽作用。目前，仅有3D采集模式的PET已经无隔板。
3.光电倍增管
（photomultiplier tube，PMT）
4.前置放大器
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5. 后续电子学线路
（主放大器、脉冲高度分析器）
6.显示记录装置
（定标器、计数率仪、显像仪器）
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晶体闪烁探测仪
• 过程射线----晶体-----光子----光电倍增管-
图象
---电子-----电脉冲信号曲线
照相机
PET/CT
PET
1970‘ SPECT 1990’ 1990‘
Dynamic
分子影像
Planner
2020/11/2
tomo
Functional Imaging
Molecular Functional imaging
4
核医学科常用仪器
• 脏器显像仪器：γ相机、SPECT、PET、SPECT/CT、PET/CT
检查仪器，在γ照相机平面显像的基础上，应用电子计算机技术增加了断层显像功能
主要提供组织器官的功能和代谢变化信息

核医学影像装置(NMI,包括SPECT,PET)技师_考试大纲(2013版)

全国医用设备使用人员业务能力考评核医学影像装置（NMI，包括SPECT，PET）技师专业考试大纲（2013年版）卫生部人才交流服务中心说明为更好地贯彻落实《大型医用设备管理办法》（卫规财发[2004]474号文）精神，中华医学会和卫生部人才交流服务中心自2004年开始分别组织对全国医用设备使用人员进行培训和专业技术知识统一考试。

为使应试者了解考试范围，卫生部人才交流服务中心组织有关专家编写了《全国医用设备资格考试大纲》，作为应试者备考的依据。

考试大纲中用黑线标出的为重点内容，命题以考试大纲的重点内容为主。

核医学影像技师专业考试大纲第一章核医学总论1．核医学的定义与内容（1）定义（2）内容（3）发展简史2．放射性核素示踪技术（1）示踪剂的概念（2）示踪技术的原理（3）示踪技术的优点（4）示踪技术的缺点与局限性（5）示踪实验的设计（6）示踪技术的主要类型及应用第二章核物理基础1.原子核（1）原子结构（2）原子核结构（3）放射性与放射性核素2. 核的放射性衰变（1）α衰变（2）β衰变（3）β+衰变（4）电子俘获（5）γ衰变（6）内转换3. 放射性活度（1）放射性活度定义（2）活度单位（3）放射性浓度4.放射性核素的衰变规律（1）衰变规律（2）衰变常数（3）半衰期（4）递次衰变5.射线与物质的相互作用（1）电离和激发（2）α射线与物质的相互作用（3）β射线与物质的相互作用（4）γ（X）射线与物质的相互作用6.电离辐射量及其单位（1）照射量（2）吸收剂量（3）当量剂量（4）有效剂量第三章核医学设备1.核医学仪器设备分类（1）按用途分类（2）按探测原理分类2.活度计（1）活度计组成与工作原理（2）活度计性能3.放射防护仪器（1）个人剂量仪（2）表面沾污检测仪（3）环境辐射监测仪4.γ相机与SPECT（1）γ相机与SPECT结构（2）γ相机与SPECT原理概述（3）SPECT断层图像的重建（4）SPECT断层图像校正（5）γ相机与SPECT性能指标5.CT（1）CT的工作原理（2）CT的基本结构与技术（3）CT性能指标（4）CT图像采集与处理6.SPECT/CT（1）SPECT/CT特点（2）SPECT/CT中CT的作用（3）SPETCT/CT显像步骤7. PET（1）PET工作原理（2）PET设备结构（3）PET主要性能指标（4）PET图像的采集（5）PET图像的校正（6）PET图像重建8. PET/CT（1）PET/CT的原理、结构与性能（2）PET/CT图像的采集与处理（3）PET/CT图像与PET图像的区别9. 符合线路SPECT（1）基本构成和成像原理及方法（2）SPECT符合成像与PET成像的差异10.PET/MR（1）PET/MR的原理、结构与性能（2）PET/MR图像的采集与处理（3）PET/MR图像与PET图像的区别11.非显像测量仪器（1）非显像测量仪器概述（2）非显像测量仪器性能指标第四章图像采集1. 静态采集（1）原理与定义（2）临床应用范围（3）显像剂要求与给药方法（4）参数选取（5）注意事项（6）图像质量的评判标准2. 动态采集（1）原理与定义（2）临床应用范围（3）显像剂要求与给药方法（4）参数选取（5）注意事项（6）图像质量的评判标准3. 断层采集（1）原理与定义（2）临床应用范围（3）显像剂要求与给药方法（4）参数选取（5）注意事项（6）图像质量的评判标准4. 门控采集（1）原理与定义（2）临床应用范围（3）显像剂要求与给药方法（4）参数选取（5）注意事项（6）图像质量的评判标准5. 全身采集（1）原理与定义（2）临床应用范围（3）显像剂要求与给药方法（4）参数选取（5）注意事项（6）图像质量的评判标准第五章核医学仪器的质量控制与成像的质量保证1.成像参数选取原则（1）准直器①准直器的作用②准直器的类型③平行孔准直器④针孔准直器（2）采集参数①矩阵②动态采集③断层采集（3）图像的重建①滤波反投影②迭代法2. 常规质控与预防性质控（1）活度计的质量控制（2）γ相机与SPECT质量控制（3）CT设备的质量控制（4）PET的质量控制（5）PET/CT整体的质量控制3．性能指标测试（1）均匀性（2）分辨率4. 质控的频度第六章放射防护1.辐射的生物效应（1）随机效应（2）确定性效应2.放射防护的标准与原则（1）放射性防护的标准（2）放射防护的基本原则（3）个人剂量限值3.核医学工作场所（1）选址（2）分区（3）场所分级4.核医学工作职业危害与防护（1）核医学中的辐射危害因素及防护措施（2）核医学工作中的放射防护要求（3）核医学中患者的防护原则及措施（4）核医学工作职业危害（5）工作人员的健康管理（6）剂量监测5.放射性废物处理（1）固体废物的处理（2）液体废物的处理（3）气体废物的处理（4）放射性废物的处理流程第七章放射性药物1．放射性药物的制备（1）医用放射性核素的来源（2）99Mo-99m Tc发生器（3）放射性药物的标记2．放射性药物的质量控制（1）质量检测的内容（2）放射性核纯度的测定（3）放射化学纯度的测定3．放射性药物的正确使用（1）正确使用总原则（2）小儿应用原则（3）妊娠及哺乳期妇女应用原则4．临床诊断常用的放射性药物（1）99m Tc标记的放射性药物（2）碘的放射性药物（3）正电子药物（4）其它放射性药物第八章神经系统1．脑血流灌注显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）图像重建与分析（8）正常影像所见（9）注意事项2.18F-FDG PET/CT脑显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）图像重建（8）正常图像所见（9）注意事项第九章循环系统1．心肌血流灌注显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）图像重建与处理（8）注意事项2．负荷介入试验心肌灌注显像（1）原理（3）禁忌证（4）方法与目的（5）注意事项3．平衡法门控心血池显像（1）原理（2）适应证（3）显像剂（4）显像方法（5）正常图像及相关功能参数（6）异常图像及相关功能参数（7）临床应用4．首次通过心血池显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证5．18F-FDG心肌葡萄糖代谢显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）图像重建与处理（8）正常图像所见（9）注意事项第十章消化系统1．食道通过显像（1）原理（3）禁忌证（4）病人准备（5）显像剂（6）给药方法与途径（7）图像采集（8）图像重建（9）正常影像所见（10）注意事项2. 胃食道返流显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）图像重建（8）正常影像所见（9）注意事项3.胃排空显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）图像重建（8）正常影像所见（9）注意事项4.十二指肠-胃返流显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）图像处理（8）正常影像所见（9）注意事项5.小肠通过时间测定（1）原理（2）适应证（3）禁忌证6.消化道出血显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）正常影像所见（8）注意事项（9）99m Tc标记红细胞法与胶体法比较7.异位胃粘膜显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）正常影像所见（8）注意事项8.放射性核素肝胆动态显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）图像处理（8）正常影像所见（9）注意事项9.肝血流灌注和肝血池显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）图像处理（8）正常影像所见（9）注意事项10.肝胶体显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证11.门静脉分流显像（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径第十一章呼吸系统1．肺灌注显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）图像重建（8）正常影像所见（9）注意事项2．肺通气显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药途径与方法（6）图像采集（7）图像重建（8）正常影像所见（9）注意事项3. 放射性核素静脉显像（1）原理（2）适应证（4）显像剂（5）给药方法与途径第十二章泌尿生殖系统1．肾动态显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）图像处理（8）正常影像所见（9）注意事项2. 肾图（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）正常所见（8）注意事项3. 肾小球滤过率测定（GFR）（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）图像处理（8）正常影像所见（9）注意事项4. 肾有效血浆流量（ERPF）（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）图像处理（8）正常影像所见（9）注意事项5. 肾功能检查介入试验1）、利尿剂介入试验（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）采集条件和图像处理（8）正常影像所见（9）注意事项2）巯甲丙脯酸介入试验（1）原理（2）适应证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）采集条件和图像处理（8）正常影像所见（9）注意事项6. 肾静态显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）正常影像所见（8）注意事项第十三章内分泌系统1.甲状腺吸131I功能试验（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）示踪剂（5）给药方法与途径（6）数据采集（7）数据处理（8）正常值及判断标准（9）注意事项2.甲状腺激素抑制试验（2）适应证（3）禁忌证（4）示踪剂（5）给药方法与途径（6）数据采集与操作方法（7）数据处理（8）正常值及判断标准（9）注意事项3.甲状腺静态显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）正常影像所见（8）注意事项4.甲状腺血流显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）图像重建（8）正常影像所见（9）注意事项5.甲状旁腺显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）数据采集（7）数据处理（8）正常影像所见（9）注意事项6.甲状腺阳性显像7.寻找甲状腺癌转移灶1）131I显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药途径（6）图像采集（7）图像重建（8）注意事项2）201Tl、99m Tc-MIBI显像3）99m Tc（V）-DMSA显像8.肾上腺髓质显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）正常影像所见（8）注意事项9.肾上腺皮质显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）正常影像所见（8）注意事项第十四章造血与淋巴系统1．骨髓显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）正常影像所见（8）注意事项2.淋巴显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）正常影像所见（8）注意事项3.脾脏显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）正常影像所见（8）注意事项第十五章骨骼系统1.全身骨显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）图像重建（8）正常影像所见（9）注意事项2.骨断层显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）图像重建（8）正常影像所见（9）注意事项3.三相骨显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）正常影像所见（8）注意事项4.骨关节与骨局部显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）正常影像所见（8）注意事项第十六章肿瘤显像1.18F-FDG PET/CT肿瘤显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药方法与途径（6）图像采集（7）图像重建（8）正常影像所见（9）注意事项2.201Tl、99m Tc-MIBI亲肿瘤显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药途径（6）图像采集（7）图像重建（8）正常影像所见（9）注意事项3.99m Tc(V)–DMSA肿瘤阳性显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药途径（6）图像采集（7）图像重建（8）正常影像所见（9）注意事项4.131I-MIBG显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药途径（6）图像采集（7）图像重建（8）注意事项5.67Ga肿瘤显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药途径（6）图像采集（7）图像重建（8）正常影像所见（9）注意事项6.放射免疫显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药途径（6）图像采集（7）图像重建（8）正常影像所见（9）注意事项第十七章炎症显像1.放射性核素标记白细胞显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药途径（6）图像采集（7）正常影像所见（8）注意事项2.67Ga炎症显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药途径（6）图像采集（7）正常影像所见（8）注意事项3.标记人非特异性IgG显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药途径（6）图像采集（7）正常影像所见（8）注意事项4.抗人粒细胞单克隆抗体显像（1）原理（2）适应证（3）禁忌证（4）显像剂（5）给药途径（6）图像采集（7）正常影像所见（8）注意事项。

8. 核医学成像设备

核医学成像内容：
利用γ射线作为探测手段，通过脏器内外或脏器内的正常与病变组织之间的放射性浓度差别揭示人体的代谢和功能信息。
1. 先让人体接受某种放射性药物，这些药物聚集在人体某个脏器中或参与体内某种代谢过程。
2. 对脏器组织中的放射性核素的浓度分布和代谢进行成像。
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飞利浦TruFlight: 实现卓越PET成像的解决方案新型探测器晶体-硅酸镥晶体技术（LSO）
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8.5.1 SPECT/CT设备 8.5.2 PET/CT设备 8.4.3 PET/MRI设备
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8.5.1 SPECT/CT设备
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7 8.1.2 分类及应用特点核医学成像设备的分类 γ照相机亦称闪烁照相机，是对体内脏器中的放射性核素分布进行一次成像，并可进行动态观察的核医学仪器。发射型计算机断层(emission computed tomography, ECT) 是在体外从不同角度来采集体内某脏器放射性分布的二维影像，而后经计算机数据处理重建，并显示出三维图像。可以分为SPECT和PET PET是目前成像最为精确的核医学设备。
1. γ相机（闪烁照相机）
γ照相机是记录和显示被拍照的物体中γ射线活度分布的一次成像照像系统。
2. SPECT γ照相机+探头旋转装置。
高性能、大视野、多功能的γ照相机和支架旋转装置、图像重建软件等组成，可进行多角度、多方位的采集数据。每采集一幅图像后，探头旋转一个角度继续采集下一幅图像，采集总角度为360度或180度。
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8.3.1 基本结构与工作原理
SPECT
γ照相机型，高性能、大视野、多功能的γ照相机和支架旋转装置、图像重建软件等组成，可进行多角度、多方位的采集数据，实现体层显像。

核医学仪器探测的基本原理(一)

核医学仪器探测的基本原理(一)核医学仪器探测的基本核医学仪器在现代医学诊断与治疗中发挥着重要的作用。

它可以利用不同核素的放射性衰变来实现对人体内部疾病的探测和诊断。

本文将从浅入深，介绍核医学仪器探测的基本原理。

1. 核医学仪器的分类核医学仪器可以按照其测量手段的不同进行分类。

主要分为放射性核素探测器和影像形成器。

1.1 放射性核素探测器放射性核素探测器用于检测和测量放射性核素发出的射线。

常见的放射性核素探测器有闪烁探测器、半导体探测器和气体探测器等。

1.2 影像形成器影像形成器是核医学仪器检测结果的可视化工具。

常见的影像形成器有闪烁摄影机、单光子发射计算机断层扫描（SPECT）和正电子发射断层扫描（PET）等。

2. 核医学仪器的工作原理核医学仪器的工作原理基于放射性核素的衰变特性和射线的相互作用规律。

2.1 放射性核素的衰变特性放射性核素具有不稳定的原子核，会自发地发出射线以转变为稳定的核或其他核素。

常见的射线有阿尔法（α）、贝塔（β）和伽马（γ）射线。

2.2 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用决定了仪器如何检测和测量放射性核素发出的射线。

主要的相互作用过程有闪烁、电离和散射等。

2.3 仪器的工作流程核医学仪器的工作流程一般包括以下步骤： - 放射性核素的制备和标记 - 患者的内部摄取或注射放射性核素 - 探测器的检测和测量- 数据的处理和图像的重建3. 核医学仪器的应用核医学仪器在医学领域有着广泛的应用。

3.1 肿瘤检测与诊断通过给患者注射放射性核素，核医学仪器可以检测到肿瘤的存在并进行定位，提供有关肿瘤的生物学特征和活动状态的信息。

3.2 心血管疾病诊断核医学仪器可以通过检测心肌血液灌注、心肌代谢和心功能等指标，帮助诊断心血管疾病，如冠心病、心肌梗死等。

3.3 神经系统疾病诊断核医学仪器可以通过检测脑代谢、脑血流和神经受体等指标，帮助诊断神经系统疾病，如脑肿瘤、帕金森病等。

3.4 其他应用领域核医学仪器还可应用于骨科、内分泌学、肾脏病等领域的诊断和疾病监测。

核医学诊断仪器及其所用闪烁晶体的简介

核医学诊断仪器及所用闪烁晶体简介核医学诊断仪器及所用闪烁晶体简介一核医学与核医疗诊断仪器1 核医学核医学，又称原子（核）医学，它是应用放射性同位素及其射线穿透人体或从人体中发射出来，再通过射线接收器件（探头等）形成影像来诊断、治疗和研究疾病的科学。

核医学虽只有五十多年发展史，但发展迅速、贡献非凡、是医学现代化的主要标志之一。

诊断方法按放射性核素标记药物是否引入人体内，分为体内检查法和体外检查法，前者按是否成像又分为显像和非显像两类方法。

而对放射线核素的探测，闪烁晶体显示出巨大的优越性。

利用闪烁晶体吸收辐射后闪光的特性，可探测辐射的能量和强度，并能通过电子设备显示成图象。

所以闪烁晶体和辐射探测一直就是相互结合的伴侣，应用在医学上是核技术、医学、材料学相结合的一门综合性边缘学科，称之为核医学成像技术。

放射性核素在诊断上应用的基本原理是示踪（放射性核素药物-示踪剂）原理，检查法的诊断原理和特点简述如下。

1.1 体外检查法的诊断原理和特点（放射性核素药物不引入人体内）体外检查法是以放射免疫分析（RIA）为代表的体外放射配体结合分析法。

其原理是：以放射性核素标记的抗原为示踪剂，以非标记抗原（标准抗原或被测抗原）为检测对象，共同与限量的特异性抗体进行竞争性免疫结合反应。

这类分析技术具有灵敏度高、特异性强、精密度和准确度高以及应用广泛等特点。

迄今可用本技术测定的体内微量生物活性物质，如激素、蛋白质、抗体、维生素、药物等可达300多种。

1.2 体内检查法的诊断原理和特点（放射性核素药物引入人体内）引入体内的放射性核素标记药物（示踪剂），或被某一脏器的某种细胞摄取、浓聚，或经由某一脏器清除、排出，或参予某一代谢过程，或仅简单地在某一生物区积存等等。

如ＰＥＴ，由于示踪剂能在人体内参与体内的生理代谢过程，利用它们发射的正电子与体内的负电子结合释放出一对伽玛光子穿透器官组织，再用放射性探测器可在体表定量探测到放射性药物在体内的吸收、分布和排出等代谢过程，然后通过计算机、显示器等，可将人体的生理、病理变化过程定量或定位以显像方式显示，从而对脏器的功能状态或形态变化作出诊断。

影像核医学的定义

影像核医学的定义影像核医学是一门结合核技术和医学影像学的学科，它通过应用放射性同位素和其他核素标记的药物，利用核技术手段对人体进行非侵入性的诊断和治疗。

影像核医学主要包括核素扫描、单光子发射计算机断层扫描（SPECT）和正电子发射计算机断层扫描（PET）等技术。

核素扫描是影像核医学中常见的一种技术。

该技术通过给患者注射放射性同位素标记的药物，使其在体内发出特定的放射性信号，再通过专用的探测器进行检测和记录。

通过分析这些信号，医生可以获得关于患者内部器官和组织的信息，以便进行疾病的诊断和治疗。

核素扫描可以用于检测骨骼系统、心血管系统、呼吸系统、消化系统、泌尿系统等多个方面的疾病，具有非常重要的临床价值。

SPECT是影像核医学中的一种重要技术。

它通过使用放射性同位素标记的药物，结合专用的SPECT仪器，可以获取到目标器官或组织的三维影像。

相比于传统的核素扫描，SPECT可以提供更为准确和详细的信息，有助于医生对疾病的诊断和治疗。

SPECT在心脏病、癌症、神经系统疾病等方面具有广泛的应用。

PET是影像核医学中的又一重要技术。

它通过使用放射性同位素标记的药物，结合专用的PET仪器，可以观察到人体内部的代谢过程。

PET可以提供关于疾病发生和发展的生物学信息，对于早期诊断、疾病分期和治疗效果评估等方面具有重要价值。

PET在肿瘤学、神经学、心脏病学等领域的应用广泛，成为影像核医学的重要组成部分。

除了核素扫描、SPECT和PET，影像核医学还包括其他一些技术，如放射治疗和介入核医学等。

放射治疗利用放射性同位素的辐射效应杀灭肿瘤细胞，是肿瘤治疗中的重要手段之一。

介入核医学则是通过在患者体内引入放射性同位素标记的药物，结合影像引导技术，对病变部位进行精确的诊断和治疗。

总结起来，影像核医学是一门利用核技术手段对人体进行非侵入性诊断和治疗的学科。

它包括核素扫描、SPECT、PET等多种技术，在医学临床中具有重要的应用价值。

《核医学仪器》课件

放射性粒子植入治疗可用于肿瘤的近距离放射治疗，而放射免疫疗法则利用抗体与肿瘤抗原的结合，将放射性药物定向作用于肿瘤组织。
这些治疗方法具有创伤小、副作用少等优点，为患者提供了更加安全有效的治疗选择。
在药物研发中的应用
核医学仪器在药物研发中发挥着关键作用，通过放射性标记技术可以对药物进行追踪和监测，了解其在体内的分布、代谢和排泄情况。
医学治疗案例
案例二：神经性疼痛治疗
神经性疼痛是一种常见的慢性疼痛，核医学治疗可以提供有效的缓解。医生可以使用放射性药物来破坏引起疼痛的神经纤维，从而减轻患者的痛苦。核医学仪器在监测治疗效果和调整治疗方案方面具有重要作用。
药物研发案例
案例一：靶向抗癌药物研发
VS
核医学仪器在靶向抗癌药物的研发过程中发挥了关键作用。通过放射性标记技术，研究人员可以追踪药物在体内的分布和代谢，了解药物与肿瘤的结合情况，为药物的进一步优化提供依据。
药物研发案例
案例二：免疫疗法药物研发
免疫疗法是一种新兴的治疗方法，核医学仪器在免疫疗法的药物研发中具有重要作用。研究人员可以使用核医学仪器来监测免疫细胞在体内的活化和分布，了解免疫反应的强度和持久性，为药物的研发提供重要的实验依据。
THANKS
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02
核医学仪器通过测量放射性物质的发射、衰变和分布等特性，提供有关人体生理、病理和药物代谢等方面的信息。
核医学仪器的发展历程
核医学仪器的发展始于20世纪初，随着科技的不断进步，核医学仪器经历了从简单计数器到复杂成像系统的演变。
近年来，随着计算机技术和数字化技术的引入，核医学仪器在图像质量、操作便捷性和智能化等方面取得了显著进步。
02
核医学仪器的工作原理

核医学的影像技术和诊疗方法

核医学的影像技术和诊疗方法核医学，是一门以核能为基础，应用核技术手段来研究人体结构、功能和代谢的专业学科。

核医学的应用范围非常广泛，不仅可以用于疾病的诊断和治疗，同时也可以用于疾病的预防和研究及药物开发等领域。

本文将就核医学的影像技术和诊疗方法进行探讨。

一、核医学影像技术核医学影像技术是指基于核素的特点，采用不同的物理探测技术，利用放射性核素与人体内的生物分子的相互作用，来获得人体内部生物分子的信息。

根据探测器的种类和探测技术的不同，常见的核医学影像技术主要有以下几种：1、正电子发射断层显像（PET）PET是一种以正电子放射性核素为探针，探测人体内的生物分子信号的核医学影像技术。

在PET成像过程中，病人被静脉注射含有放射性核素的药物，然后通过特殊的PET仪器，测量体内放射性核素的分布情况。

PET仪器通过探测放射性核素所衰变出的正电子，测量正电子的出现和消失，从而获得病人体内生物分子的定量信息。

由于PET成像具有无创性、定量性、高灵敏度和高特异性等优点，因此广泛应用于肿瘤、神经学、心血管以及其他内科领域。

2、单光子发射计算机断层扫描（SPECT）SPECT是一种以单光子放射性核素为探测器，探测人体内生物分子的核医学影像技术。

在SPECT成像过程中，病人被静脉注射含有单光子放射性核素的药物，然后通过特殊的SPECT仪器，测量体内放射性核素的分布情况。

SPECT仪器通过探测放射性核素所衰变出的γ射线，测量γ射线的出现和消失，从而获得病人体内生物分子的图像信息。

由于SPECT成像具有非侵入性、高灵敏度和多样化的探测剂等优点，广泛应用于心血管、神经学、肝脏、骨骼及甲状腺等疾病的诊断。

3、放射性核素扫描（RS）RS是将含放射性核素的药物注射到病人体内，通过特殊的核医学成像仪器进行扫描成像的一种核医学影像技术。

由于不同组织对放射性核素的摄取和代谢不同，因此扫描成像时不同组织的辐射强度也不同，从而产生不同的图像。

核医学常用仪器

为能量转换器，将探测到的射线能量转换成可以记录的电脉冲信号
Basic principle of scintillation detector
闪烁荧光 photoelectric effect 电子数倍增电子流(电位降) 一个入射光子产生一个闪烁事件产生一个脉冲
二、应用
主要应用于血、尿等各类组织样品及体外分析标本的放射性测量
第三节功能测定仪
功能测定仪由一个或多个探头、电子线路、计算机和记录显示装置组成。其对射线的探测原理见上述闪烁探测器。
（一）甲状腺功能测定仪
采用带张角型准直器的闪烁探头和定标器组合的装置。
a：正常志愿者 b：甲亢 c：甲亢高峰前移 d：甲低
应用
甲状腺摄碘功能测定。
（二）肾图仪
肾图仪由带铅屏蔽壳和准直器的闪烁探头和计数率仪的微机组成。将检查时获得肾图曲线相应计数率和参数结果记录并打印在报告纸上。
图像融合是指不同图像(SPECT, PET, CT, MRI)之间的空
间配准或结合。利用各种成像方式的特点，为不同的影像提供互补信息，增加图像质量，以期对临床诊断和治疗的定位、观察提供有效的方法。
SPECT配置高能准直器
一种单光子探测方式。主要用于心肌锝[99mTc]-MIBI 心肌血流灌注和氟[18F]-FDG心肌代谢断层显像。
• • •
GE HawkEye
多探头接收电子准直符合窗时间
二、应用
SPECT功能和半衰期较长的正电子符合探测断层显像
符合线路SPECT AC方法
放射源技术（铯[137Cs]、钡[133Ba]） X-CT 技术 X-CT 技术可进行同机解剖结构与功能代谢图像融合，（fusion imaging）对病灶可做出精确定位诊断。

核医学仪器及放射防护PPT (精品)

正电子湮灭
两个光子沿着直线反方向飞行
几乎同时到达在这条直线上的两个探测器
符合探测
探测由电子对湮灭所产生的 γ光子对来反映正电子湮灭时的位置
符合事件(coincidence event)：一个计数
在符合窗时间内探测到的两个光子
PET/CT是一个全新的系统
不是简单的“PET+CT”
活度计
液体闪烁计数器
探针
表面污染检测仪
Radiation Protection
放射卫生防护
常用辐射剂量单位
照射量 (exposure dose)
表示射线空间分布的辐射剂量，即在离放射源一定距离的物质受照射线的多少，以X 射线或γ射线在空气中全部停留下来所产生的电荷量来表示。
国际单位为库仑/千克(C/kg），简写为 C·（kg）-1。传统的单位是伦琴(roentgen, R)。
核显像仪器
核显像仪器经历了四个发展阶段：线形扫描机、γ相机、单光子发射计算机断层（single photo emission computed tomography, SPECT）、正电子发射计算机断层仪(positron emission computed tomography, PET) ；由逐点线形扫描到一次成像；静态成像到动态成像；局部成像到全身成像；平面成像到断层成像。
是一台高性能的γ照相机的基础上增加 1.支架旋转的机械部分 2.断层床 3.图像重建（reconstruction）软件使探头能围绕躯体旋转360°或180°，从多角度、多方位采集一系列平面投影像，通过图像重建和处理，可获得
横断面（transverse section）冠状面（coronal section）矢状面（sagittal section）

影像核医学(核素诊断学)课程标准

《影像核医学》（核素诊断学）课程标准一、课程概述（一）课程性质、地位《影像核医学》（核素诊断学）是医学影像专业本科生必修临床医学课程。

核医学是利用放射性核素诊断与治疗疾病以及进行医学研究的学科。

近二十年来，核医学影像设备SPECT（单光子发射型计算机断层仪）引进国内以后，核医学作为一门临床学科，在临床疾病诊治中发挥着越来越重要的作用。

尤其是近十年来，PET（正电子发射型计算机断层仪）设备应用于临床，使影像医学进入分子水平。

本课程主要讲授核医学在临床疾病诊断与治疗中的应用，重点是使用核素显像剂在各系统、器官影像诊断中的原理、方法与临床意义。

核医学影像可做定位、定量和定性诊断，在临床疾病诊治中具有重要作用，是医学影像诊断的主要技术方法之一。

（二）课程基本理念本课程建设的基本理念是不断改进教学模式，完善教学方法，优化教学内容，以培养医学影像专科医师、加强素质教育为目标，对课程目标、课程内容、课程设施等方面进行整体优化建设。

（三）课程设计思路突出专科特点，有针对性进行课程内容的组织和实施方法的设计。

二、课程目标（一）总体目标通过本课程的学习，应掌握影像核医学的基础知识和相关临床技能，并对核医学的发展前景和最新进展有所了解。

经过理论学习和实践，了解核医学的工作流程，理解核医学影像诊断的原理，掌握主要临床适应证及典型异常图像特点，清楚影像核医学在临床疾病诊治中的作用。

培养学员临床思维能力、综合知识学习能力；培养学员团体合作能力和自主学习能力。

（二）分类目标1. 知识与技能(1) 能描述影像核医学特点，概括临床核医学的适用范围。

(2) 能清楚阐述核医学的显像原理，使用所学原理对图像作出正确判断。

(3) 能辨认各系统、器官的显像方式和种类，阐述主要系统显像的原理及方法。

(4) 能正确描述正常影像表现，对典型的异常影像做出正确判断，能够应用临床思维能力对典型病例进行鉴别诊断。

(5) 识别核医学各种仪器，基本操作方式和图像处理技术。

医学影像设备 ECT设备(SPECT)

CT:利用外来的X射线作为
放射源穿透人体，由于正常和病变组织的物理密度不同，构成一副反应人体组织密度差异的解剖图像。
X 射线
探测器
γ射线
SPECT：利用注入体内的放
射性药物发出的γ光子成像；放射药物可选择性聚集在特定的组织器官或病变部位中，使该脏器或病变与邻近组织之间有放射性浓度差，构成一副反应人体器官组织功能的解剖图像。
放射性核素显像
非影像检查法
放射性核素显像
SPECT
PET
SPECT(singe photon emission computed tomography) 单光子发射型计算机断层。
PET(positron emission tomography) 正电子发射型计算机断层。
PET PET/CT
SPECT SPECT/CT
PET
第一代PET/CT = PET + CT
BGO探测晶体 2D+3D采集，重建单排螺旋CT 前后孔径不一致融合后的图像不能进行再重建没有特殊设计的检查床
五、ECT发展障碍
1、光子通量限制 X-CT断层光子总数为ECT断层图的
103～104倍。 2、衰减校正.
衰减因素：组织的成分、脏器的大小、形状、放射性核素能量、时间等。
PE: 视, 触, 叩, 听 Blood work X-ray picture US XCT MRI ……
什么是核医学(Nuclear medicine)?
伽玛射线
g
核医学是将放射性核素用于医学诊断和治疗的一门学科!
核医学的分类
核医学
实验核医学
临床核医学
诊断核医学
治疗核医学
体外诊断核医学体内诊断核医学

核医学成像设备

灶的解剖位置
新发展
• 为了克服核医学设备分辨率不高的缺点，研究人员将SPECT、PET与CT结合在一起，解决核医学图像不清楚的缺陷,同时采取 X-CT图像进行全身能量衰减校正。
• 由于放射性药物的特异性成像，借助核素标记， PET可以在分子水平的微观研究和宏观的整体研究中建立起一座桥梁，被称为分子影像。
准直器
准直器的功能是将被拍物体中某一空间区域内，沿特定方向发射的γ射线投影到成像平面的相应面积元上，吸收其它方向的γ射线。
• 准直器常用钨铅合金制作，包含圆形、方形或者六角形的小孔，覆盖在整个NaI晶体表面。
• 准直器可以分为低能（小于150KeV）、中能（150300KeV）和高能（300-600KeV）三种，低能准直器孔径最小，空间分辨率最高；中能次之；高能最差
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设备的历史和分类
• 核医学的起源可以追溯到20世纪初，1948年Ansell和 Rotblat研制出了逐点扫描的核医学成像装置，并用于甲状腺的测量。Anger在50年代研制出了商业化的γ相机。70 年代Kuhl等人完成了SPECT的商业化。PET的思想在 1951年由Wrenn等人提出，60年代末期出现临床应用的设备。
光电倍增管
• 光电倍增管由光阴极、倍增极和阳极组成，这些电极被封装在真空的玻璃管中。
• 闪烁光子作用在光阴极上时由于光电效应可产生出电子 • 电子倍增是通过一系列
倍增极所构成的倍增系统完成 • 从阳极上得到的电子流与入射到光电倍增管光阴极上的闪烁光强度成正比
SPECT
单光子发射计算机断层成像术(Single-Photon Emission Computed Tomography，SPECT)
正电子发射型计算机断层扫描仪