第十三章 核医学成像理论
核医学成像-完全版
第七章核医学成像第一节概述第二节核医学成像的基本原理和技术第三节γ照相机第四节单光子发射计算机体层仪第五节正电子发射计算机体层设备第一节概述一、核医学成像原理核医学成像的过程是先把某种放射性同位素标记在药物上，形成放射性药物并引入人体内，当它被人体的脏器和组织吸收后，就在体内形成了辐射源。
用γ射线检测装置可以从体外检测体内放射性核素在衰变过程中放出的γ射线，从而构成放射性同位素在体内分布密度的图像。
核医学成像的特点⑴核医学成像是以脏器内、外，或脏器内各部分之间的放射性浓度差别为基础，显示的静态和动态图像。
图像不仅能反映人体组织、脏器和病变的位置、形态和大小，而且还提供了包括整体或局部组织功能，以及脏器功能的每个微小局部变化的差别。
⑵核医学成像具有多种动态成像方式。
由于脏器对放射性药物的摄取、吸收、排泄等作用，使脏器、病变的血流和功能情况得以动态且定量的显示出来。
⑶一些放射性核素具有向脏器或病变的特异性聚集，由此而获得的核素成像具有较高的特异性，可显示不同组织类型的肿瘤、各种神经受体、炎症、转移灶等组织器官的影像。
而这些单靠形态学检查常常难以实现。
二、核医学成像的发展1、20世纪30年代后期，人们借助131I开始研究甲状腺病症；2、50年代，核医学设备开始问世。
1951年，美国加州大学的卡森（Cassen）研制出第一台自动γ闪烁扫描机，通过逐点打印获得器官的放射性分布图像，促进了显像的发展，1952年纽厄尔(Newell )等设计出扫描机的聚焦型准直器。
但这些早期的成像设备只能对放射源逐点扫描，成像速度很慢；3、1957年，安格（Hal O. Anger）研制出第一台γ照相机，称安格照相机，使得核医学的显像由单纯的静态步入动态阶段，并于60年代应用于临床。
1959年，他又研制了双探头的扫描机进行断层扫描，并首先提出了发射式断层的技术，从而为日后发射式计算机断层扫描机—ECT的研制奠定了基础；4、70年代后期，研制出正电子发射型计算机体层成像设备（Positron emission Computed tomography，PET），和单光子发射型计算机体层成像设备（Single photon emission Computed tomography，SPECT），总称为发射型计算机体层（Emission Computed tomopraphy，ECT）。
临床医学核医学成像医学影像技术课件
应用范围有限
核医学成像技术的适用范围相对较小 ，主要适用于某些特定的疾病诊断和 监测。
示踪剂限制
核医学成像技术需要使用示踪剂，而 这些示踪剂可能会对身体产生影响， 如过敏反应等。
05
核医学成像技术的未来发展
技术创新与改进
新型探测器材料
利用新型材料如超导材料、高分子材料等，提高成像的敏感度和 分辨率。
THANKS
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21世纪初
随着计算机技术和分子生物学的发 展，核医学成像技术在肿瘤、心血 管、神经等领域的应用逐渐广泛。
核医学成像技术的分类
单光子发射计算机断层成像（SPECT）
利用放射性药物标记的示踪剂在体内发射的单光子进行成像。
正电子发射断层成像（PET）
利用放射性药物标记的示踪剂在体内发射的正电子进行成像。
X线计算机断层成像（CT）
利用X线束对人体某一部位进行扫描，并通过计算机重建图像。
磁共振成像（MRI）
利用磁场和射频脉冲对人体内部组织进行成像。
02
核医学成像技术的原理
放射性示踪剂
放射性示踪剂是核医学成像技术的核 心，通过引入放射性物质，使目标组 织或器官在放射性衰变过程中产生可 探测的信号。
示踪剂的合成与标记技术是关键，需 确保其安全、稳定、有效，并能够实 现快速体内清除，以减少对其他正常 组织的辐射暴露。
多模式成像
核医学成像技术可以与其他医 学影像技术（如X射线、CT、 MRI等）结合使用，提供更全
面的诊断信息。
缺点
辐射暴露
核医学成像技术涉及放射性物质的使 用，存在一定的辐射暴露风险，需要 严格控制剂量和操作规范。
成本高
核医学成像技术需要专业的设备和操 作人员，因此成本较高，通常只在大 型医疗机构中得到应用。
核医学成像原理及设备课件
多模态成像技术
总结词
多模态成像技术是核医学成像的另一个重要 发展趋势，通过结合多种成像模式，能够提 供更全面的医学信息，有助于医生更全面地 了解患者的病情。
详细描述
多模态成像技术是利用多种成像模式进行医 学影像获取的方法。这种技术能够结合不同 模式的成像特点，提供更全面的医学信息， 有助于医生更全面地了解患者的病情，提高
和医学影像技术的不断发展，分子成像技术在核医学成像中的应用将越来越广泛。
06 核医学成像设备安全与防 护
辐射防护原则
辐射防护三原则
防护、隔离、减量。
辐射防护最优化
在满足诊断和治疗效果的前提下，尽量减少患者 和医务人员的辐射剂量。
剂量限值
根据不同人群和不同照射情况，设定合理的剂量 限值，确保辐射安全。
肿瘤治疗
核医学成像设备还可以用于肿瘤 的治疗，如放射性碘治疗甲状腺 癌、骨转移瘤的放射性核素治疗 等。
心血管疾病诊断
冠心病诊断
核医学成像技术可以检测心肌缺血和 心肌梗死，通过心肌灌注显像和代谢 显像等方法，评估心脏功能和诊断冠 心病。
心功能评估
核医学成像设备可以评估心脏功能， 通过放射性核素心室造影等技术，测 定心脏射血分数等指标，了解心脏的 收缩和舒张功能。
规定。
个人剂量监测
为医务人员配备个人剂量计，实时 监测和记录个人辐射剂量，保障医 务人员健康。
环境辐射监测
对核医学成像设备周围的环境进行 辐射监测，确保环境安全。
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感谢您的观看
核医学成像的优点
无创、无痛、无辐射，能 够提供人体生理和病理过 程的详细信息。
核医学成像的应用
在肿瘤、心血管、神经系 统等领域具有广泛的应用 价值。
核医学成像课件
核磁共振成像（MRI）
总结词
一种无辐射的成像技术
详细描述
利用磁场和射频脉冲使人体内的氢原子发生共振，从而产生信号并形成图像，主要用于脑部、关节和软组织疾病 的诊断。
X射线计算机断层成像（CT）
总结词
一种结构成像技术
详细描述
通过X射线扫描人体并利用计算机重建断层图像，能够清晰显示人体内部结构，广泛应用于肿瘤、骨 折和肺部疾病的诊断。
成本高
核医学成像技术通常需要昂贵 的设备和专业的技术人员，导
致其成本相对较高。
时间延迟
由于放射性物质的半衰期较长 ，核医学成像可能需要等待一
段时间才能获取图像。
空间分辨率有限
相对于其他医学成像技术，如 MRI和CT，核医学成像的空间
分辨率可能较低。
05 核医学成像的未来发展
技术创新与进步
新型探测器技术
核医学成像的分类
单光子发射计算机断层成像（SPECT）
利用单光子发射的射线进行成像，常用于心血管和脑部显像。
正电子发射断层成像（PET）
利用正电子发射的射线进行成像，具有高灵敏度和特异性的优点，常用于肿瘤、神经系统 和心血管疾病的诊断。
核磁共振成像（MRI）
利用磁场和射频脉冲对组织进行检测，能够提供高分辨率和高对比度的图像，常用于脑部 、关节和肌肉等软组织的显像。
核医学成像技术利用放射性核素发出的射线与人体组织相互 作用，产生信号并被显像仪器接收，经过处理后形成图像。
核医学成像的原理
01
放射性核素发出的射线与人体组 织中的原子相互作用，产生散射 和吸收，这些相互作用导致能量 损失和方向改变。
02
显像仪器通过测量这些散射和吸 收的射线，并利用计算机技术重 建图像，显示出人体内部结构和 功能。
核医学成像
国内核医学还存在以下问题:
1.地区发展不平衡
2.人才素质尚不高,基础与临床研究以 仿造跟踪为主，缺乏创新性
3.核医学仪器国产化不足(如SPECT 国内350台全部进口)。
推荐资源
➢中国核医学专业网： /
➢书籍： 临床核医学，谭天秩 Physics in Nuclear Medicine, Sarenson JA Nuclear Medicine, Thrall JH
➢ 依靠放射性核素发射的射线杀死病变细胞
核医学治疗的优点
➢短射程的α 、β射线 ➢放射性核素局限在靶器官，对正常组织
损伤小
核医学治疗的一些项目
➢ 甲状腺疾病：131I ➢ 骨转移瘤：89Sr、153Sm、32P ➢ 肿瘤放射免疫治疗（RIT）：标记抗体
– α核素、β核素、俄歇电子及内转换电子核素
SPECT-- single photo emission computed
tomography
➢γ相机---发射，平面图像（透射X平片） ➢SPECT---发射，断层图像（透射CT）
– γ相机探头绕人体旋转
• 获得各个方向的投影（平面）像
– 图像重建---滤波反投影、迭代
• 获得断层图像
– 图像重建算法---使图像更接近真实
性质 解剖结构 解剖结构 解剖、功能
代谢功能 代谢功能 代谢功能 和解剖
SPECT、PET——ECT(emission computed tomography)
核医学内容
核医学发展的两大支柱
➢放射性药物---诊断、治疗
– 关键点是特异性 – 其次是稳定性
如： 11C-胸腺嘧啶 - DNA合成金标准，不稳定； 18F-FLT 氟标胸腺嘧啶。稳定，但由于3‘端
临床医学核医学成像医学影像技术课件
未来核医学成像技术将更加注重无创、无辐射的成像方法，提高患者的舒适度和安全性。
多模态融合成像
将不同模态的核医学成像与其他医学影像技术进行融合，以提高诊断的精确性和全面性。
05
结论与展望
核医诊断准确性提高
核医学成像技术能够提供更准确、敏感和特异的诊断信息，有助于早
核医学成像技术可以用于检测神经系统疾病，如脑梗塞、帕金森综合症等， 通过脑部血流速度和代谢水平的观察，判断是否存在神经系统疾病。
神经系统疾病诊断
根据神经系统疾病的类型、程度等因素，结合核医学成像技术，可以对神经 系统疾病进行诊断，确定疾病的类型和严重程度。
04
核医学成像技术的最新进展
技术创新与改进
期发现和准确诊断疾病。
02
个性化治疗决策
通过核医学成像技术，医生可以更准确地了解患者的病变情况和疾病
进展，制定更加个性化的治疗方案。
03
药物研发与评估
核医学成像技术可以用于药物研发和评估过程中，帮助科学家们更准
确地评估药物的疗效和副作用。
未来研究方向与挑战应对
新型技术的研发
未来需要继续研究和开发更先进、更便捷、更安全的核 医学成像技术，以满足临床医学的需求。
3
应用范围包括肿瘤诊断与分期、心血管疾病诊 断、神经系统疾病诊断等。
技术优缺点分析
优点
核医学成像技术具有高灵敏度、高特异性、无创性等优点，能够提供关于疾 病发生、发展和转归的丰富信息，有助于医生制定更加精准的治疗方案。
缺点
该技术也存在一些缺点，如放射性药物的辐射剂量较大，可能对医生和患者 造成一定的辐射损伤；此外，核医学成像技术的操作较为复杂，需要专业技 术人员和昂贵的设备支持。
核医学成像.
在光电倍增管的真空管内，打拿极依次排列， 电压逐次升高，入射的光子在阴极上打出光电 子。电子在任两个打拿极之间加速，击中打拿 极后产生出更多的电子，电子经过几个打拿极 放大后将达到可观测的电荷量，流过负载电阻 形成电压信号输出。
光电倍增管的参数
辐照灵敏度： – 标准频率和功率的光照射，电信号的输出 强度和入射光强度之比。辐照灵敏度定义 为安培／流明 电流放大： – 相同光强照射下阴极电流和阳极电流之比， 这个比值在光电倍增管工作时保持稳定。
脉冲幅度分析器
伽玛照相机和单光子发射型计算机断层
照相机是将人体内放射性核素分布快速、一次 性显像的设备。它不仅可以提供静态图像也可 以进行动态观测，既可提供局部组织脏器的图 像，也可以提供人体人身的照片。图像中功能 信息丰富，是诊断肿瘤及循环系统疾病的重要 装置。照相机的探头也就是发射型计算机断层 （ECT）中的单光子发射型计算机断层 （SPECT）的探头。
核技术成像概 述
若将一定量的放射核素引入人体，它将参与人 体的新陈代谢，或者在特定的脏器或组织中聚 集。RNI的本质就是体内放射活度分布的外部 测量，并将测量结果以图像的形式显示出来。 它含有丰富的人体内部功能性信息，因此， RNI以功能性显像为主。 放射性核素能自发地进行衰变，使原来的核素 的数量不断减少并产生出新的核素。衰变后的 新核有的是稳定的核素，有的仍是放射性核素 并继续进行衰变，核衰变方式有等多种，但所 有放射性核素在衰变时都遵循着共同的基本规 律。
3、显示和记录 位置信号和Z信号都由一 个延迟电路控制，使像点按时间顺序依次 形成，最后形成完整的画面。示波器是照 相机的基本显示装置。一般使用三台示波 器，一台是记忆示波器用于储存图像；另 外两台是与记忆示波器同步的普通显示器， 一台用于照相，另一台用于医生对图像的 观察。
最新核医学课件(本科教育第十三章神经系统ppt课件
横断层影像诊断的参考标准：
①在认识正常影像的基础上，大脑有一处或多处放射性减低 或缺损区，范围>1.5cm×1.5cm，累及层面数2个或2个以上；
②有一处或多处放射性异常增高区，范围>2cm×2cm或超出 正常结构之外，累及2个或2个以上层面；
(7)其他 偏头痛、精神分裂症、脑外伤后遗症、遗传性舞蹈 病患者rCBF显像均有异常改变。
二、脑代谢显像
1、原理：
葡萄糖代谢是脑细胞能量的最主要来源，脑皮质各 叶、各区和各神经核团的葡萄糖代谢率的改变与它们的 功能有直接的关系。
18F-FDG为葡萄糖类似物，具有与葡萄糖相同的细胞 转运及已糖激酶磷酸化过程，但转化为6-磷酸-18F-FDG后 就不再参与葡萄糖的进一步代谢而滞留于脑细胞内，观察 和测定18F-FDG在脑内的分布情况，就可以了解脑局部葡 萄糖代谢状态。
患者临床症状消失后rCBF可能仍未恢复到正常范围， 而处于慢性低灌注状态，这时神经系统检查及CT和MRI检 查结果多为阴性，而rCBF显像可发现近50%患者脑内存在 缺血性改变，病变部位表现为不同程度的放射性减低或缺 损区。
应用乙酰唑胺(diamox)负荷试验，可进一步提高检查 的灵敏度，有助于慢性低灌注状态病灶的检出。
减低）
(5)脑肿瘤手术及放疗后复发与坏死的鉴别诊断
恶性肿瘤的血供丰富，复发灶的rCBF常增高，影像表 现为放射性增浓区；而坏死区基本上没有血供，影像上呈放 射性减淡或缺损区。必要时可进一步进行肿瘤显像。
(6)脑功能研究
脑血流量与脑的功能活动之间存在着密切关系，应用 rCBF 显像结合各种生理负荷试验有助于研究脑局部功能活 动与各种生理刺激的应答关系。
医学影像成像原理——核医学
四、射线与物质的相互作用
一、原子核与核外电子
原子的结 构是由位于 原子中心的 原子核及按 一定轨道围 绕原子核运 行核外电子 组成。
原子的结构
neutrons
nucleon
+
electrons
protons
K LM
shell
-
Atom
图1
原子核由质子和中子组成。质子和中子统称为核子。
图2
Z
z AX
→z-1
AY
+
+ β
+ v + Q
经β+衰变后，子核质量数不变，原子 序数减1。
图10
3、电子俘获
（ 1 ）定义：放射性核素的原子核在 衰变时不放出粒子，由核外俘获一个 轨道电子而变成另一种原子核的放射 性转变过程称为电子俘获。
电子俘获是核内 中子数不足时从核 外靠内层的电子轨 道（即K层）上俘获 一电子，使核内一 个质子转化为中子， 同时放射出一个中 微子的过程。
1Bq表示:放射性核素在一秒内发生一次核衰变。 即 1Bq=1S -1 Bq衍生单位有MBq、GBq、TBq
（2）居里（Curie,符号Ci）
Ci是放射性活度的旧有单位。 1Ci表示：放射性核素在1秒内发生3.7×1010 次核衰变。 1Ci=103mCi=106μCi
居里与贝可的换算关系：
1Ci=3.7×1010Bq=37GBq
三核衰变的类型及规律?一核衰变的类型?二核衰变规律?三核射线及其性质?四放射性活度及其单位一核衰变的类型11衰变22衰变衰变衰变电子俘获33衰变和内转换放射性核素自发地释放出一种或一种以上的射线并转变为另一种核素的过程称为核衰变
医学影像成像原理
(初稿)核医学成像原理
四、核医学成像的特点
1、功能性图像 （1）显示组织或器官的形态 或动态图像。 （2）反映生理生化过程的图 像。 （3）反映组织或器官功能状 态的图像。
28
闪烁探测器是利用晶体使射 线能量转换成荧光光子，记 录荧光光子的产生数量，便 可反映射线的活度和能量， 这类仪器主要用于核医学显 像、功能测定和体外分析。
53
Siemens PET
54
3、 PET成像过程
（1）标记核素制备 （2）标记物引入体内积 聚 （3）γ光子对探测 （4）数据处理 （5）图像显示与储存
55
4、SPECT和 PET的比较
SPECT不必配备回旋加速器， 价格相对便宜，因此在临床中 广泛使用。 SPECT能进行放射性核素体 内分布相对比较显像，但进行 体内定量显像就比较困难，也 不太准确。
14
六、PET
PET是通过注入人体的放射性核素在衰变过程中 产生的正负电子湮没辐射实现断层成像的。它克服了 平面显影的缺点，促进了核医学影像学的发展，被认 为是核医学发展的一个重要的、划时代的里程碑。 PET可以用人体物质组成元素(150，11C，13N等) 来制造放射性药物，PET特别适合做人体器官功能和 生理变化等方面观察与研究，尤其是对脑神经功能的 研究具有独到之处，其图像的清晰性、真实性被称为 “生命体层”或“生化体层”，它也是目前唯一能够 提供神经活动信息的医学仪器设备。
56
SPECT与PET的共同点：
都能得到断层显像，显像 原理都是利用晶体转换γ光子 射线能量成荧光光子并被光电 倍增管探测和放大，得到与放 射性核素在体内分布、活性强 弱一致的图像。
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PET的应用特点
1、示踪剂具有生物学活性。 2、放射性损伤小。 3、灵敏度与分辨率比 SPECT要高。 4、系统复杂费用高。
核医学成像原理课件
从放射性核素的基础概念，到PET、CT和γ相机的成像原理，了解核医学成像 的应用和未来发展趋势。
什么是核医学成像原理
核医学成像是什么
核医学成像是一种利用放射 性核素进行诊断和治疗的医 学技术。
放射性同位素是什么
放射性同位素是指具有不稳 定原子核的同位素，可以发 射α、β、γ粒子的高能辐射。
PET
1
P E T 是什么
正电子发射断层成像（PET）是一种通过探测体内被贴上放射性标记的药物之后， 测量这些药物的分布和代谢情况建立图像的方法。
2
P E T 的成像原理
用同位素制备的放射性药物称为放射性示踪剂（radiotracer）。放射性示踪剂被 注射到受试者的体内后，开始脱去正电子，进而发出β-射线从而与电子相遇，产 生正电子-电子对，而形成电离损失信号，探测器可以探测到这些信号，从而通 过计算机重建出三维图像。
CT
C T的介绍
CT，即计算机断层扫描，是通过计算机处理机器发 射在患者身上的X射线，以产生包括头部、肺、肝、 腹部等器官的显像方式，用于人体的无创性检查。
C T成像原理
将X光进行投射拍摄，同时在不同的位置上进行拍摄， 可以从各个方向获取患者胸腹部的交叉切片图像， 生成与器官形状一致的医学影像。
S PEC T
成像的原理
核医学成像原理是通过放射 性核素的衰变放射出的γ射线 进行成像的技术。
感应放射性பைடு நூலகம்变原理
γ射线
具有高能量、能深入物体并产生 成像效果的射线。
辐射衰变
放射性核素随时间衰变放射出的 α、β、γ射线。
放射性核素
有放射性的核素，在核药学中被 用于医学成像和放射性治疗中。
吸收放射性衰变原理
医学影像学的核医学成像
医学影像学的核医学成像一、概述医学影像学是一门应用现代物理学、生物学和医学知识，通过运用各种成像技术，如核医学成像、X射线成像等，对人体内部结构和功能进行非侵入性的观察和分析。
本文将详细介绍医学影像学中的核医学成像技术。
二、核医学成像的定义和原理核医学成像是利用放射性核素在体内的分布和代谢情况来对人体进行诊断的一种影像学技术。
核医学成像通过引入放射性核素，通过测量放射性核素在体内的分布的方式，可提供关于人体生理、病理和功能的信息。
核医学成像主要依据包括放射性核素的选择、标记，放射性核素的注射和追踪，以及探测器系统的测量和数据处理等过程来实现。
根据不同的应用需求，核医学成像技术可分为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）两种主要类型。
三、SPECT技术SPECT是核医学成像中常用的一种方法，可提供高灵敏度、高分辨率的图像。
该技术通过使用单光子发射放射性标记的药物（放射性示踪剂）来追踪和记录放射性核素在人体内部的分布。
这些放射性示踪剂会在体内与特定的生物分子结合，并通过探测器系统记录其放射性信号。
SPECT技术的优点在于可以提供详细的功能和代谢信息，并且能够处理小剂量的放射性示踪剂。
它被广泛应用于肿瘤、神经系统等疾病的诊断和治疗过程中。
四、PET技术与SPECT技术类似，PET技术也是利用放射性示踪剂来观察人体内部的生物代谢和功能情况。
不同于SPECT技术，PET技术使用正电子放射性核素作为示踪剂，通过探测正电子与电子相遇后产生的两个伽马光子进行测量和记录。
PET技术由于其高时空分辨率和较强的灵敏度，可提供更加详细和准确的图像信息。
它被广泛应用于神经系统疾病、心血管疾病和肿瘤的早期诊断、治疗效果评估等领域。
五、核医学成像的临床应用核医学成像技术在临床应用中具有广泛的应用前景。
以下是一些核医学成像的主要临床应用领域：1. 肿瘤诊断和治疗：核医学成像技术可以帮助医生确定肿瘤位置和大小，并评估其对周围组织的影响。
核医学成像课件
核医学成像的优势
1 非侵入性
核医学成像是一种非侵入性的影像技术，不需要进行手术或组织取样。
2 灵敏度高
核医学成像可以检测细微的生理和代谢变化，对疾病的早期诊断和疗效评估非常有帮助。
3 多种示踪物质
核医学成像使用多种放射性示踪物质，可以观察不同的生物过程和器官功能。
不同类型的核医学成像技术
正电子发射断层成像（PET）
核医学成像的原理
核医学成像利用放射性示踪物质或放射线技术，如正电子发射断层成像和单 光子发射计算机断层成像，通过测量放射性示踪物质在人体内的分布和代谢 来生成图像。不同的核医学成像技术有不同的原理和工作用于诊断和治疗多种疾病，如癌症、心血管疾病、神经系统疾病和骨骼疾病等。它可以提 供关键的生理和功能信息，帮助医生做出准确的诊断和治疗方案。
PET技术利用正电子放射性示踪剂测量脑活动、心血管功能和肿瘤代谢。
单光子发射计算机断层成像（SPECT）
SPECT技术通过使用放射性示踪剂观察器官功能、血液循环和骨骼活动。
核医学成像的风险和安全性
核医学成像使用放射性示踪物质或放射线技术，存在一定的风险。然而，现代核医学成像技术已经经过严格的 安全性评估和监测，确保最小化患者和医护人员的辐射暴露，并采取措施防止任何潜在的风险。
核医学成像的未来发展趋势
随着科学技术的不断进步，核医学成像将继续发展和改进。未来，我们可以 期待更高的分辨率、更准确的诊断和治疗方案，以及更安全、更便捷的成像 技术。
核医学成像课件
核医学成像是一种非侵入性的医学影像技术，通过使用放射性示踪剂或放射 线技术来观察人体内部的结构和功能。
什么是核医学成像?
核医学成像是一种通过使用放射性示踪剂或放射线来观察人体内部结构和功能的医学影像技术。它可以提供有 关器官、脏器和细胞的信息，用于帮助诊断疾病、评估治疗效果和研究病理生理过程。
影像核医学第13章课件
γ相机
MRI
通过在体表放置多个探测器，检测放射性 示踪剂发射的光子，经过计算机处理后得 到平面图像。
利用强磁场和射频脉冲使体内氢原子核发 生共振，通过检测共振信号并经计算机处 理后得到图像。
核医学影像设备应用场景
PET
主要用于肿瘤、神经退行性疾 病等疾病的早期诊断和疗效评
估。
SPECT
主要用于心血管疾病的诊断和 疗效评估。
核医学影像在未来的应用前景
01
精准医疗
核医学影像技术将在精准医疗领域发挥重要作用，为个体化治疗提供依
据。通过对疾病的精准诊断和监测，能够为患者提供更加针对性的治疗
方案。
02
早期诊断
随着分子影像技术的发展，核医学影像在早期诊断中的应用将更加广泛。
通过观察生物分子在疾病早期的变化，有助于发现疾病的苗头，为早期
核医学影像设备发展趋势
设备小型化与便携化
随着医疗需求的增加和技术的进步， 核医学影像设备将趋向于小型化、便 携化，方便医生在各种环境下进行诊 疗。
高性能与高分辨率
多模态与多参数成像
未来核医学影像设备将融合多种成像 模式和参数，提供更全面的信息，满 足临床对复杂疾病诊断的需求。
为了满足临床对诊断精度和可靠性的 需求，核医学影像设备将不断提升性 能和分辨率，提高图像质量。
正电子发射断层扫描仪（PET）
用于检测体内分子代谢活动的设备，通过追踪示踪剂在体内的分布， 生成三维图像。
单光子发射计算机断层扫描仪（SPECT）
利用放射性示踪剂发射的单光子进行成像，常用于心血管和脑部成像。
γ相机
一种用于检测放射性示踪剂的平面成像设备，常用于甲状腺、骨等部 位成像。
核磁共振成像仪（MRI）
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（一）名词解释1.放射性核素2.同质异能素3.γ照相机4.静态采集5.电子准直6.衰减校正7.随机符合计数8.图像融合（二）填空题1.放射性核衰变方式有、、、、和。
2.放射性活度是描述的一个物理量，表示单位时间内放射性核素发生核衰变的。
国际单位： ,用符号表示,表示每秒内发生一次核衰变。
3.脏器和组织显像的基本原理是利用放射性核素的 ;不同的放射性核素显像剂在体内有其特殊的靶向分布和代谢规律，能够聚集在特定的脏器、靶组织，使其与邻近组织之间的放射性分布形成一定程度的浓度差，从而在体外显示出脏器、组织的形态、位置、大小和脏器功能及某些分子变化。
4.γ照相机是一种核医学最基本的成像设备，主要由、、及一些辅助设备组成。
是γ相机的核心，主要由准直器、晶体、光电倍增管构成，具有的功能。
5.Y照相机可以完成各种脏器的显像、显像和显像。
6.SPECT的图像采集模式包括、，完成计数率较高的静态采集或高剂量动态采集多采用。
7.SPECT扫描时，探头的旋转轨迹有、、、，个体差异的探头运动轨迹保证了SPECT系统具有良好的和。
8.PET心脏显像信息采集多使用,消除心脏运动对采集的影响。
9.图像融合由、和三个过程，其中关键是。
10.PET/CT是采用对PET图像进行衰减校正；PET/MRI采用的衰减校正包括和。
（三）单项选择题【A1型题】1.原子核是由以下哪些粒子组成的A.质子和核外负电子B.质子和正电子C.质子和中子D.中子和电子E.光子和电子2.在射线能量数值相同的情况下内照射危害最大的是A.α射线照射B.γ射线照射C.β射线照射D.γ和β射线混合照射E.γ和α射线混合照射3.原子核发生电子俘获后A.质子数减少2,质量数减少4,放出α射线B.质子数增加1,质量数不变，放出β-射线和反中微子C.质子数减少1,质量数不变，放出β+射线和中微子D.质子数减少1，质量数不变，放出中微子，同时释放出特征X射线和俄歇电子E.质子数和质量数不变，放出γ射线4.某放射性物质初始的放射性活度为A0,放置18小时后测得的放射性活度为A18,则该放射性物质的半衰期为A.1/2A0B.1/2A18C.181n2・ln(A0/A18)D.181n2/ln(A0/A18)E.181n2・ln(A18/A0)5.不是放射性核素示踪技术主要特点的是A.灵敏度高B.方法相对简便、准确性较好C.合乎生理条件D.定性、定量与定位研究相结合E.具有较大辐射效应6.放射性核素示踪技术所采用的示踪剂是A.糖B.蛋白质C.化合物D.多肽E.放射性核素或由其标记的化合物7.99m Tc-MDP骨显像中显像剂被脏器或组织选择性聚集的机制是A.薄晶体可提高γ照相机的探测效率B.薄晶体也可提高γ照相机的分辨率C.高能射线适合用薄晶体D.低能射线适合用厚晶体E.晶体的功能是光电转换8.关于γ照相机晶体，描述正确的是A.离子交换和化学吸附B.细胞吞噬C.合成代谢D.特异性结合E.通透弥散9.针孔准直器的特点是A.缩小准直器与器官的距离，图像可放大B.缩小准直器与器官的距离，图像可缩小C.增加准直器与器官的距离，图像可放大D.增加准直器与器官的距离，图像大小不变E.图像大小与准直器距离无关10.平行孔准直器与图像质量的关系A.孔径越大，灵敏度越差，而分辨率越好B.孔径越大，灵敏度越好，而分辨率越差C.孔径越小，灵敏度越好，而分辨率越差D.孔径越大，灵敏度越差，而分辨率越差E.孔径大小与灵敏度、分辨率无密切关系11.γ照相机最适宜的γ射线能量为A.40~80keVB.100~250keVC.300~400keVD.364keVE.511keV12.在动态采集时，选用较小矩阵的目的是A.提高采集速度B.提高图像分辨率C.使脏器放大D.增加放射性活度E.提高检测的敏感性13.固有能量分辨率A.半高宽与峰值处能量的和表示B.半高宽与峰值处能量的积表示C.半高宽与峰值处能量的平方和表示D.半高宽与峰值处能量的平方根表示E.半高宽与峰值处能量的百分比表示14.有关计数率特征的描述，不正确的是A.当视野中活度较低时，γ相机计数率随活度的增加而增加B.当活度增加到一定值时，计数率开始随活度的增加保持不变C.计数率特征是描述计数率随活度的变化特征D.由最大观察计数率、20%丢失时观察计数率及观察计数率随活度的变化曲线表示E.计数率特征分固有（无准直器，源在空气中）计数率特征和有散射系统（有准直器，源在水中）计数率特征两种情况15.有关系统平面灵敏度的描述，不正确的是A.描述探头对源的响应能力B.指某一探头对特定点源的灵敏度C.用单位活度在单位时间内的计数表示D.系统平面灵敏度也称灵敏度E.与准直器的类型、窗宽、源的种类及形状有关16.心肌灌注显像经计算机处理得到短轴、垂直长轴和水平长轴图像，称为哪种显像方式A.平面显像B.阳性显像C.全身显像D.断层显像E.动态显像17.有关探头屏蔽性能的描述，不正确的是A.描述探头对视野之外的蔽能力B.对患者本身FOV之外放射性的屏蔽：用于探头平面垂直距离为20cm 点源，在距探头FOV边缘前后10cm、20cm、30cm的最大屏蔽计数与在FOV中心处计数率的百分比表示C.对周围环境放射性的屏蔽：将点源置于距探头中心lm,距探头两侧及前后2m处。
用探头分别朝上、下、左、右时的计数率与FOV中心处计数率的百分比表示对周围环境放射性的屏蔽性能D.屏蔽泄漏=最大屏蔽计数率/FOV中心计数率ⅹlOO%E.探头屏蔽性能反映了患者本身FOV之外放射性和周围环境放射性这两种影响的程度18.降低PET图像噪声的有效图像重建方法是A.滤波反投影法B.有序子集最大期望值法C.飞行时间技术D.迭代法E.最大似然-最大期望值法19.为保证SPECT的图像质量进行的性能测试不包括A.最大计数率B.旋转中心C.符合计时校准D.探头均匀性E.空扫校准20.SPECT探头的均匀性降低会导致图像出现A.光电倍增管的老化B.脉冲高度分析器不稳定C.能量峰的漂移D.前置放大电路不匹配E.重建后产生“热区”“冷区”伪影21.PET显像常用的核素不包括A.11CB.13NC.15OD.l31IE.18F22.影响PET/CT图像采集融合并不包括A.CT对比剂导致的衰减校正伪影B.呼吸运动方式产生的空间非一致性C.使用CT数据进行衰减校正产生的伪影D.外磁场对探头光电倍增管的干扰E.高浓度的对比剂在图像中的阳性表现23.图像配准中进行空间定位的方法不包括A.外部立体框架标记B.皮肤标记C.解剖特征定位D.分辨率定位E.坐标系定位24.目前解决PET/MR1成像数据干扰的方法不包括A.提高光电倍增管的分辨率B.采用硅酸镥晶体和雪崩光电二极管C.PET探头采用非磁性且具有“梯度场穿透”性质的材料D.PET检测装置对RF信号完全屏蔽E.MR射频体线圈采用PET信号穿透性质的材料【B型题】（25~26题共用备选答案）A.α粒子B.γ射线C.正电子D.反中微子E.X射线25.在β-衰变中，原子核发射出的粒子有26.在β+衰变中，原子核发射出的粒子有（27~28题共用备选答案）A.360~511keVB.0~170keVC.270~360keVD.170~300keVE.75~170keV27.低能高分辨率准直器适用的能量范围28.高能通用准直器适用的能量范围（29~30题共用备选答案）A.单个计数B.真符合计数C.随机符合计数D.散射符合计数E.吸收符合计数29.在飞行过程中已经产生康普顿效应的γ光子，与对应的另一个光子同时进入探头，记录下来的计数被称为30.两个探头同时探测到的来自同一次湮灭辐射的两个γ光子，记录下来的计数被称为（四）简答题1.放射性核素成像的基本原理及特点是什么？2.简述放射性核素示踪方法的原理。
3.简述脏器或组织选择性摄取排泄显像剂的机制，并举例说明。
4.简述Y照相机的工作原理及性能指标。
5.简述光电倍增管的结构和工作原理。
6.简述SPECT的基本成像原理。
7.简述PET的基本成像原理。
8.简述PET/CT的成像优势。
四、参考答案（一）名词解释1.放射性核素:指原子核不稳定，能够自发地从核内放射出α射线、β射线或γ射线等，从而使原子核发生转变的核素。
2.同质异能素：质子数和中子数都相同，核能级不同的核素互为同质异能素。
3.γ照相机：一种能对脏器中放射性核素的分布进行一次成像和连续动态成像的仪器。
4.静态采集：预置计数或预置时间采集，最后由存入众像素中的总信息量组成一帧影像。
5.电子准直：采用成对的互成180°排列并与符合线路相连的探头进行探测，湮灭辐射只有在两个探头所形成的有限视野里，才能被探测，这种利用湮灭辐射和两个对称探头来探测的方法称为电子准直。
6.衰减校正：在探头对侧设置放射源，利用放射源释放的γ射线经由被检者体外穿透人体，在SPECT探头上形成透射成像。
一台SPECT 同时获得体外γ射线的透射成像和体内核素Y射线的发射成像，从透射图像求得被显像部位的三维衰减系数分布图，从而对发射图像进行衰减校正。
7.随机符合计数：在符合线路限定的分辨时间范围内，两个探头探测到的任何无关的两个光子也会被记录下来，这种不是由于同一个湮灭辐射事件产生的两个Y光子出现的符合计数被称为随机符合计数。
8.图像融合：将不同的医学影像或同一类型的医学影像采用不同方法获得的图像进行空间匹配融合，使两个或多个图像数据有机地组合到一副图像上。
（二）填空题1.α衰变β-衰变β+衰变电子俘获γ衰变内转换2.放射性核素的放射性程度次数贝可勒尔 Bq 1Bq3.示踪作用选择性4.探头电子线路显示记录装置探头准直探测和定位射线5.静态动态全身6.字节模式字模式字模式7.直线形圆形椭圆形波浪形灵敏度空间分辨率8.门控采集9.转换配准融合空间位置配准10.CT数据设备相关衰减校正组织相关衰减校正（三）单项选择题【A1型题】1.C2.A3.D4.D5.E6.E7.A8.B9.A 10.B 11.B 12.E 13.E 14.B 15.B 16.D 17.C 18.C 19.C 20.E 21.D 22.D 23.D 24.A【B型题】25.D 26.C 27.E 28.C 29.D 30.B(四)简答题1.放射性核素成像的基本原理及特点是什么？就是利用放射性药物能选择性地分布于特定的器官或病变组织的特点，将放射性药物引入体内，使用核医学成像仪在人体外表测定γ射线的分布，通过核医学计算机处理成人体放射性浓度分布图。
特点：①早期的诊断价值；②成像的特异性；③定位、定性、定量和定期诊断；④细胞和分子水平的成像；⑤安全无创。
2.简述放射性核素示踪方法的原理。
①放射性核素及其标记化合物和相应的非标记化合物具有相同的化学及生物学性质，无差别地参与生物代谢，在生物体内所发生的化学变化、免疫学反应和生物学过程也都是完全相同的。