完整版核医学常用仪器知识普及
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核医学仪器-精品医学课件
γ闪烁探测器结构
高
前置
压
放大
电
器
源
晶体 光导
探
主放大器 低
测
PMT
压
器
PHA
电
自动换样
计算机系统
源
显示
打印
10
（1）探测器
由闪烁体、光电倍增管和前置放大器组成。
闪能烁转体化：为分光无子机。和有机晶铊体，作用是将辐射
如：ZnS（Ag）, NaI（Tl）, LiI（Eu）, Cs （ Tl ），蒽、芪等无机和有机物质 光电倍增管：将光子转化为电脉冲。 前置放大器：将电脉冲放大。
69
（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。
应用
对上尿路通畅情况和肾功能作出判断。
70
三、SPECT成像特点
• (1)得到真正的三维立体信息，而γ 相机只能得到二维重叠图像;
• (2)反映机体功能与代谢。 • (3)提供全定量的分析手段;
53
四、SPECT数据采集和断层重建
• 滤波反投影技术
• 模拟图像（仪器获得的图像）——数字图 像（计算机贮存）——数字图像（输出）
54
五、符合探测
62
飞行时间示意图
63
二、PET/CT及图像融合
• 图像融合： 将来自相同或不同成像方式的图像
进行一定的变换处理，使其之间的空 间位置、空间坐标达到匹配的一种技 术。
功能影像与解剖影像融合； 同一受检者不同时间影像融合； 受检者与标准影像融合。
64
解剖学成像
65
核医学显像
核医学-第一篇 基础篇 第二章 核医学仪器
其作用是有效地把光传递给光电倍增管的光阴极，以减少全反射。 其作用是将微弱的光信号转换成可测量的电信号，是一种光电转换器件。 一般紧跟在光电倍增管的输出端，对信号进行跟踪放大。
5. 后续电子学线路 用于对探测器输出电脉冲信号进一步分析处理，包括主放大器、脉冲高度
分析器等单元。
6. 显示记录装置 主要有定标器、计数率仪、显像仪器等。
核医学仪器的分类
根据使用目的不同，核医学仪器可分为显像仪器（包括γ相机、SPECT、PET等）、脏器功 能测量仪器、放射性计数测量仪器，以及放射性药物合成与分装仪器等。
第一节
放射性探测仪器的基本原理
核医学（第9版）
一、放射性探测的基本原理
放射性探测是用探测仪器把射线能量转换成可记录和定量的光能、电能等，通过一定的电 子学线路分析计算，表示为放射性核素的活度、能量、分布的过程，其基本原理是建立在射线 与物质相互作用的基础上。
下面以实验核医学和临床核医学最常用的固体闪烁计数器为例，简要介绍放射性探测仪器 的基本构成和工作原理。
核医学（第9版）
二、放射性探测仪器的基本构成和工作原理
固体闪烁计数器主要由以下部件组成：
1. 晶体 其作用是将射线的辐射能转变为光能，最常用的晶体是碘化钠晶体。
2. 光学耦合剂 3. 光电倍增管 4. 前置放大器
核医学（第9版）
一、γ相机的基本结构
探头
− 准直器（collimator） − 闪烁晶体 − 光电倍增管（PMT）
电子学线路
− 定位电路和能量电路
显示记录装置 显像床
核医学（第9版）
一、γ相机的基本结构
1. 准直器（collimator）
准直器是安置于晶体前方、由铅 或铅钨合金制成的一种特殊装置，有 若干个小孔贯穿其中，称为准直孔。 准直器的作用是只允许与准直孔角度 相同的射线到达晶体并被探测，其他 方向的射线则被吸收或阻挡。
《核医学仪器》课件
对高辐射源进行严格管理，防止丢失或被盗。
定期进行辐射监测，确保仪器运行正常，辐射在安全范围内；
核医学仪器应安装在经过专门设计、符合安全标准的机房内；
核医学仪器使用后的处理及环保要求
对泄露的放射性物质应及时清除，防止扩散和污染环境。
对有潜在污染的场所和设备应进行去污处理，并经监测合格后方可重新使用；
核医学仪器的工作原理
01
核辐射衰减与核辐射探测的基本原理
介绍原子核、核素、同位素等基本概念，以及核辐射的衰减规律和探测原理。
02
γ闪烁照相机的工作原理
介绍γ闪烁照相机的结构、工作原理及其在核医学中的应用。
探测效率与能量分辨率
空间分辨率与灵敏度
图像质量与伪影
核医学仪器的主要技术参数及意义
介绍物理因素（如散射、本底、猝发等）、技术因素（如扫描时间、扫描层厚、重建算法等）和临床因素（如患者体位、器官运动等）对核医学仪器性能的影响。
核医学仪器在神经科学研究中的应用
甲状腺疾病诊断
核医学仪器可以利用放射性碘元素检测甲状腺的功能和状态，对甲状腺疾病的诊断具有重要意义。
肾上腺疾病诊断
核医学仪器可以检测肾上腺皮质醇、醛固酮等激素的分泌情况，对肾上腺疾病的诊断具有重要意义。
核医学仪器在内分泌疾病诊断中的应用
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全身显像仪器
用于全身检查，可发现肿瘤、炎症等异常病变；
pet
用于正电子显像，可得到人体各部位放射性分布情况；
γ相机
用于平面显像，可得到人体各部位放射性分布情况；
spect
用于单光子显像，可得到人体各部位放射性分布情况；
核医学仪器的工作原理及技术参数
03
核医学仪器设备PPT课件
? （1）、准直器：目前常用的是平行孔准直器和针孔准直器。 ? （2）、晶体：目前常用的晶体是NaI(Tl)晶体。 ? （3）、光电倍增管 ? 2、电路 ? 3、扫描床 ? 4、计算机
7
? 二、工作原理概述
? SPECT的基本本成像原理是：首先病人需要摄入含有半衰期适当的放射性同位素 药物，在药物到达所需要成像的断层位置后，由于放射性衰变，将从断层处发 出γ光子，位于外层的γ照相机探头的每个灵敏点探测沿一条投影线(Ray)进来的γ 光子，通过闪烁体将探测到的高能γ射线转化为能量较低但数量很大的光信号， 通过光电倍增管将光信号转化为电信号并进行放大，得到的测量值代表人体在 该投影线上的放射性之和。在同一条直线上的灵敏点可探测人体一个断层上的 放射性药物，它们的输出称作该断层的一维投影(Projection)。图中各条投影线都 垂直于探测器并互相平行，故称之为平行束，探测器的法线与X轴的交角θ称为 观测角(View)。γ照相机是二维探测器，安装了平行孔准直器后，可以同时获取 多个断层的平行束投影，这就是平片。平片表现不出投影线上各点的前后关系。 要想知道人体在纵深方向上的结构，就需要从不同角度进行观测。可以证明， 知道了某个断层在所有观测角的一维投影，就能计算出该断层的图像。从投影 求解断层图像的过程称作重建(Reconstruction)。这种断层成像术离不开计算机， 所以称作计算机断层成像术(Computed Tomography ，CT)。CT设备的主要功能是 获取投影数据和重建断层图像。
8
? 三、断层图像的重建 ? SPECT常用的是 ? 1、滤波反投影法 ? 2、迭代法：核医学图像重建的首选方法。
9Leabharlann ? 四、仪器性能指标 ? 1、γ相机性能指标：5点 ? 2、SPECT断层性能指标：3点
7
? 二、工作原理概述
? SPECT的基本本成像原理是：首先病人需要摄入含有半衰期适当的放射性同位素 药物，在药物到达所需要成像的断层位置后，由于放射性衰变，将从断层处发 出γ光子，位于外层的γ照相机探头的每个灵敏点探测沿一条投影线(Ray)进来的γ 光子，通过闪烁体将探测到的高能γ射线转化为能量较低但数量很大的光信号， 通过光电倍增管将光信号转化为电信号并进行放大，得到的测量值代表人体在 该投影线上的放射性之和。在同一条直线上的灵敏点可探测人体一个断层上的 放射性药物，它们的输出称作该断层的一维投影(Projection)。图中各条投影线都 垂直于探测器并互相平行，故称之为平行束，探测器的法线与X轴的交角θ称为 观测角(View)。γ照相机是二维探测器，安装了平行孔准直器后，可以同时获取 多个断层的平行束投影，这就是平片。平片表现不出投影线上各点的前后关系。 要想知道人体在纵深方向上的结构，就需要从不同角度进行观测。可以证明， 知道了某个断层在所有观测角的一维投影，就能计算出该断层的图像。从投影 求解断层图像的过程称作重建(Reconstruction)。这种断层成像术离不开计算机， 所以称作计算机断层成像术(Computed Tomography ，CT)。CT设备的主要功能是 获取投影数据和重建断层图像。
8
? 三、断层图像的重建 ? SPECT常用的是 ? 1、滤波反投影法 ? 2、迭代法：核医学图像重建的首选方法。
9Leabharlann ? 四、仪器性能指标 ? 1、γ相机性能指标：5点 ? 2、SPECT断层性能指标：3点
核医学仪器及放射防护课件
SPECT成像具有操作简便、价格相对较 低和能够反映血流灌注和代谢变化的优 点，因此在心血管、脑和骨关节疾病的
诊断中具有广泛应用。
SPECT成像的基本原理是利用单光子发 射示踪剂，在人体内产生γ射线，通过 探测器测量γ射线的能量和方向，重建
出人体内部的图像。
核磁共振成像技术
MRI成像具有高分辨率、无辐射损伤和非侵入性的优 点，因此在神经系统、骨骼肌肉系统和心血管疾病的 诊断中具有广泛应用。
Hale Waihona Puke 监测治疗效果通过核医学仪器监测治疗 效果，医生可以及时调整 治疗方案，提高治疗效果 。
科学研究
核医学仪器在生物学、医 学、药学等领域的研究中 发挥着重要作用，有助于 推动相关学科的发展。
核医学仪器的分类与特点
核磁共振成像仪
利用磁场和射频波激发原子核，通过测量和解析共振信号进行成像。
正电子发射断层扫描仪（PET）
利用正电子标记的示踪剂进行生物体功能成像。
单光子发射断层扫描仪（SPECT）
利用放射性示踪剂和γ相机进行生理功能成像。
X射线机
利用X射线穿透人体组织，检测异常病变。
核医学仪器的发展历程与趋势
发展历程
从最早的X射线机到现代的核磁共振成像仪和PET、SPECT等 高端设备，核医学仪器经历了漫长的发展历程。
有力保障。
核医学仪器在食品安全检测中也 有广泛应用，如放射性同位素标 记的农药残留检测试剂盒等，有 助于保障食品安全和公众健康。
THANKS
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核医学仪器及放射 防护课件
contents
目录
• 核医学仪器概述 • 核医学仪器原理与技术 • 放射防护基础知识 • 核医学仪器操作与安全 • 核医学仪器在医疗领域的应用 • 未来核医学仪器的发展趋势与挑战
第二章 核医学仪器
第二章核医学仪器第二章核医学仪器核医学仪器是医学中用于检测和记录放射性核素辐射的类型、能量、活度、时变规律和空间分布的一大类仪器和设备的总称。
它不仅是核医学的必要元素，也是核医学发展的重要标志。
根据使用目的的不同，核医学中常用的仪器可分为器官成像仪器、功能测量仪器、体外样品测量仪器和辐射防护仪器。
其中，成像仪器是临床核医学中最复杂、发展最快、应用最广泛的仪器。
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；电子学线路是记记录和分析这些电脉冲信号的电子仪器。
射线探测的原理是基于射线与物质相互作用产生的各种效应，主要包括以下三种。
1．电离作用射线能引起物质电离，产生相应的电信号，电信号的强度与射线的种类、能量及射线的量存在一定关系，记录并分析这些电信号即可得知射线的种类及放射性活度。
如，电离室（ionizationchamber）、盖革计数器（geiger-müll ercounter）等。
2.荧光现象带电粒子能使闪烁物质发出荧光。
γ光子通过在闪烁体中产生光电子、康普顿电子和电子向受激闪烁体发射荧光。
荧光光子通过光电倍增管转换成电信号并放大，随后的电子装置对其进行分析和记录。
例如，闪烁计数器等。
3．感光作用射线可使感光材料中的卤化银形成潜影，在进行显影处理时，将潜影中的感光银离子还原为黑色的金属银颗粒，感光材料形成黑色颗粒的数量与射线的量成正比。
根据感光材料产生黑影的灰度及位置判断放射性存在的量及部位。
如，放射自显影等。
二、核射线探测器的类型核射线探测仪器根据探测原理主要分为闪烁型探测器（scintillationdetector）、电离型探测器（ionizationdetector）、半导体探测器和感光材料探测器。
闪烁型探测器主要用于核医学显像仪器、功能测定仪器，体外β、?射线测量仪器等；电离型探测器主要用于测定放射源活度和辐射防护仪器。
核医学PPT课件 核医学仪器和药物
可测性
– 放射性核素在体内发出射线
示踪原理基于示踪剂以上两个性质
用量足够小：注入的量要足够小，体内不会因 “示踪剂+被示踪物质”
过量而 干扰生物系统的正常状态
三、放射性核素显像
定义 将放射核素及其标记性化合物引入体内，实现脏器、组织、病变的
显像检查的方法。
– 放射性药物参与机体的代谢过程、核素发出合适的射线，显像仪器 探测并定位定量，了解核素标记物在体内的分布量变规律--诊断疾 病。
4、准直器 （1）、准直器的作用 （2）、准直器的技术参数
（1）、准直器的作用
准直器(collimator) 仅局限于某一空间单元的射线能进入闪烁计数器，
其他区域射线不得进入，排除干扰成像的射线,建立放射 性核素与图像的空间对应关系。
（2）、准直器的技术参数（了解）
1.灵敏度(sensitivity)
第二节 放射性核素显像
66
一、放射性核素示踪技术
• 放射性核素示踪技术
–利用放射性核素及其标记化合物作为示踪剂（tracer）来研究生物 体内各种物质的代谢规律及研究诊断疾病的一门技术。
–临床上脏器显像及脏器功能测定基本原理——放射性核素示踪技术
• PET、SPECT、γ相机、肾图仪等都是基于放射性核素示踪技术
32
单光子发射型计算机断层的技术优势
1.SPECT在空间分辨力、定位的精确度 计算病变部位的大小和体积等远优于照相机
2.图像受脏器大小、厚度影响大大低于照相机 3.对一些深度组织的探测能力显著提高 4.发现早期病变优于X-CT 和B超甚至MR
单光子发射型计算机断层的技术优势
99mTc-MIBI心肌血流灌注SPECT
二、正电子发射型计算机断层的技术优势
– 放射性核素在体内发出射线
示踪原理基于示踪剂以上两个性质
用量足够小：注入的量要足够小，体内不会因 “示踪剂+被示踪物质”
过量而 干扰生物系统的正常状态
三、放射性核素显像
定义 将放射核素及其标记性化合物引入体内，实现脏器、组织、病变的
显像检查的方法。
– 放射性药物参与机体的代谢过程、核素发出合适的射线，显像仪器 探测并定位定量，了解核素标记物在体内的分布量变规律--诊断疾 病。
4、准直器 （1）、准直器的作用 （2）、准直器的技术参数
（1）、准直器的作用
准直器(collimator) 仅局限于某一空间单元的射线能进入闪烁计数器，
其他区域射线不得进入，排除干扰成像的射线,建立放射 性核素与图像的空间对应关系。
（2）、准直器的技术参数（了解）
1.灵敏度(sensitivity)
第二节 放射性核素显像
66
一、放射性核素示踪技术
• 放射性核素示踪技术
–利用放射性核素及其标记化合物作为示踪剂（tracer）来研究生物 体内各种物质的代谢规律及研究诊断疾病的一门技术。
–临床上脏器显像及脏器功能测定基本原理——放射性核素示踪技术
• PET、SPECT、γ相机、肾图仪等都是基于放射性核素示踪技术
32
单光子发射型计算机断层的技术优势
1.SPECT在空间分辨力、定位的精确度 计算病变部位的大小和体积等远优于照相机
2.图像受脏器大小、厚度影响大大低于照相机 3.对一些深度组织的探测能力显著提高 4.发现早期病变优于X-CT 和B超甚至MR
单光子发射型计算机断层的技术优势
99mTc-MIBI心肌血流灌注SPECT
二、正电子发射型计算机断层的技术优势
(完整版)核医学常用仪器知识普及
PET/CT以PET特性为主，同时将PET影像叠加在CT图
像上，使得PET影像更加直观，解剖定位更加准确。
女性患者，50yr，非霍奇金病8年。CT (上):左腋下 腺病；PET-FDG (中):CT见病变部位呈明显局限性 异常FDG摄取增高；PET/CT(下):病变组织的功能代 谢状况和定位明确
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
一、相机
第二节 显像仪器
1957年Anger研制出第一台γ照相机，称之为 Anger照相机，1963年在日内瓦原子能和平会 议上展出。它克服了逐点扫描打印的不足， 使核医学显像走向现代化阶段
•David Kuhl1959年用双探 头的扫描机进行断层扫描， 并进一步研、层显像仪器， 使得SPECT和PET成为核医 学显像的主要方法
（一）结构与原理 组成：在高性能 相机上增加了支架旋转的机械部分、断层床、
图像重建软件
原理：探头围绕受检对象或部位呈180 和/或360旋转，
从多角度、多方位采集一系列平面投影像，经计算 机图像处理系统重建获 得横断层面、冠状面和 矢状面影像。
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、的特点，为不同的影像提供互补信息，增加图像质量、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]-FD、代谢断层显像。
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。
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。
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。
核仪器-检验核医学
3、仪器分辨能力的影响：放射性活度较高，超 过仪器分辨能力，则可能产生漏计，注意计数 不要过载（溢出）。
2020/5/9
4、样品的体积，取量，放射性分布， 样品容器的吸附的影响。
5、样品的散射与自吸收的影响。 6、污染的影响。 7、短半衰期核素，衰变因素的影响。
2020/5/9
三、测量的计数误差及 其控制方法
2020/5/9
四、工作点选择
• HV、A、E、△E构成仪器工作条件，测量 不同放射性核素，仪器选择的工作条件不 一样，应选择最佳工作条件。
• 放大倍数A，根据核素的γ射线能量确定 • 工作电压（HV）应在积分测量时，测定
光电倍增管坪曲线进行选择。 • E、△E应在微分测量时，测定所测核素γ
射线的能谱曲线再进行选择。
Minrte cpm）或计数·秒—1（ Counts Per Second cps）表示
2020/5/9
测量效率（Detection Efficiency）
• 仪器单位时间所测量的脉冲数（计 数率）与所测样品的实际衰变数（ 衰变率）的比率。
计数率
Eff=
×100%
衰变率
2020/5/9
本底（Background）
2020/5/9
1、测量的计数误差
• 由于衰变具有统计规律性，服从泊 松分布，通过单次或多次测量，即 可确定计数水平及其离散范围及离 散程度，此称之为放射性计数的统 计误差。
2020/5/9
据统计涨落的泊松分布规律， 计数误差 бN =±N1/2
例：
计数N=10000 计数误差 бN =±100 计数N=100 计数误差 бN =±10
• 在没有放射性样品情况下，仪器所 测的计数
• 本底的主要来源: 仪器自身：电子噪声 外界：环境辐射、宇宙射线
2020/5/9
4、样品的体积，取量，放射性分布， 样品容器的吸附的影响。
5、样品的散射与自吸收的影响。 6、污染的影响。 7、短半衰期核素，衰变因素的影响。
2020/5/9
三、测量的计数误差及 其控制方法
2020/5/9
四、工作点选择
• HV、A、E、△E构成仪器工作条件，测量 不同放射性核素，仪器选择的工作条件不 一样，应选择最佳工作条件。
• 放大倍数A，根据核素的γ射线能量确定 • 工作电压（HV）应在积分测量时，测定
光电倍增管坪曲线进行选择。 • E、△E应在微分测量时，测定所测核素γ
射线的能谱曲线再进行选择。
Minrte cpm）或计数·秒—1（ Counts Per Second cps）表示
2020/5/9
测量效率（Detection Efficiency）
• 仪器单位时间所测量的脉冲数（计 数率）与所测样品的实际衰变数（ 衰变率）的比率。
计数率
Eff=
×100%
衰变率
2020/5/9
本底（Background）
2020/5/9
1、测量的计数误差
• 由于衰变具有统计规律性，服从泊 松分布，通过单次或多次测量，即 可确定计数水平及其离散范围及离 散程度，此称之为放射性计数的统 计误差。
2020/5/9
据统计涨落的泊松分布规律， 计数误差 бN =±N1/2
例：
计数N=10000 计数误差 бN =±100 计数N=100 计数误差 бN =±10
• 在没有放射性样品情况下，仪器所 测的计数
• 本底的主要来源: 仪器自身：电子噪声 外界：环境辐射、宇宙射线
核医学常用仪器知识普及
目前已发展到双探头、三探头，且增加了新的功能。
（二）应用 各种脏器动静态断层显像及全身显像 。
为核医学最广泛应用的显像仪器，三级甲等医院必 备仪器。
符合线路SPECT
一、结构与原理
主要由可变角双或三探头SPECT系统、符合线路探测技术和 衰减校正装置，可以进行正电子显像
利用正电子湮灭辐射(annihilation radiation)时产生的两个方向相反 (180)、能量各为511 keV的光子在 瞬间被、朝向或多个探头的探测， 进行符合探测正电子成像。
•David Kuhl1959年用 双探头的扫描机进行 断层扫描，并进一步 研、层显像仪器，使 得SPECT和PET成为核 医学显像的主要方法
（一）结构与原理 组成：在高性能 相机上增加了支架旋转的机械部分、断层床、
图像重建软件
原理：探头围绕受检对象或部位呈180 和/或360旋转，
从多角度、多方位采集一系列平面投影像，经计算 机图像处理系统重建获 得横断层面、冠状面和 矢状面影像。
• 多探头接收 • 电子准直 • 符合窗时间
GE HawkEye
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）、可做出精确定位诊断。
SPECT配置1英寸晶体
技术
1 英寸厚碘化钠晶体 特殊切割小槽
优势
➢最大限度提高高能灵敏度 ➢提高中能灵敏度 ➢最大限度减少低能探测的散射作用
肺部肿物
前位
后位
1英寸切割晶体符合线路SPECT 1英寸切割晶体符合线路SPECT
（二）应用 各种脏器动静态断层显像及全身显像 。
为核医学最广泛应用的显像仪器，三级甲等医院必 备仪器。
符合线路SPECT
一、结构与原理
主要由可变角双或三探头SPECT系统、符合线路探测技术和 衰减校正装置，可以进行正电子显像
利用正电子湮灭辐射(annihilation radiation)时产生的两个方向相反 (180)、能量各为511 keV的光子在 瞬间被、朝向或多个探头的探测， 进行符合探测正电子成像。
•David Kuhl1959年用 双探头的扫描机进行 断层扫描，并进一步 研、层显像仪器，使 得SPECT和PET成为核 医学显像的主要方法
（一）结构与原理 组成：在高性能 相机上增加了支架旋转的机械部分、断层床、
图像重建软件
原理：探头围绕受检对象或部位呈180 和/或360旋转，
从多角度、多方位采集一系列平面投影像，经计算 机图像处理系统重建获 得横断层面、冠状面和 矢状面影像。
• 多探头接收 • 电子准直 • 符合窗时间
GE HawkEye
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）、可做出精确定位诊断。
SPECT配置1英寸晶体
技术
1 英寸厚碘化钠晶体 特殊切割小槽
优势
➢最大限度提高高能灵敏度 ➢提高中能灵敏度 ➢最大限度减少低能探测的散射作用
肺部肿物
前位
后位
1英寸切割晶体符合线路SPECT 1英寸切割晶体符合线路SPECT
《核医学仪器》PPT课件
SPECT的图像是反映放射性药物在体内的断层 分布图
放射性药物能够选择性聚集在特定脏器、组织 或病变部位，使其与邻近组织之间的放射性分 布形成一定程度浓度差
精品文档
（三）SPECT与CT的异同：
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四、正电子发射型计算机断层仪
(positron emission tomography，PET) （一）探测原理：
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（二）探测系统：
1、闪烁探头：将光子转换成可见光 锗酸铋(BGO)晶体 硅酸镥(LSO)晶体、硅酸钆(GSO)晶体
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2、脉冲处理：将探头传过来的电信号转换成时间信号， 经过数字化、常分鉴别器处理后的脉冲信号用于符合电 路信号处理。
低能鉴别器、高能鉴别器 3、符合电路系统：通过符合电路系统处理获得湮灭反应 产生的信号后，就能确定有无正负电子符合事件发生。
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PET/CT的特点：
CT与PET硬件、软件同机融合。 解剖图像与功能图像同机融合。 同一幅图像既有精细的解剖结构又有丰富生理、
生化分子功能信息。 可用于肿瘤诊断、治疗及预后随诊全过程。 高灵敏度，高特异性，高准确性。 PET、CT单独能实现的，PET/CT一定能实现；
PET/CT能实现的， PET或CT单独不一定能实现。
三维采集：取消环间隔，在所有的环内进行符合计算 计数率高，散射严重，分辨率低。
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PET系统流程图：
回旋加速器
产生同位素
化学合成同位素示踪剂
PET扫描器
注入人体
进行PET扫描
采集得到投影原始数据
重建获得浓度分布图像
动态建模及功能图像生成算法
计算机系统
获得功能图像
精临品文床档分析诊断
（四）校正技术：
放射性药物能够选择性聚集在特定脏器、组织 或病变部位，使其与邻近组织之间的放射性分 布形成一定程度浓度差
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（三）SPECT与CT的异同：
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四、正电子发射型计算机断层仪
(positron emission tomography，PET) （一）探测原理：
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（二）探测系统：
1、闪烁探头：将光子转换成可见光 锗酸铋(BGO)晶体 硅酸镥(LSO)晶体、硅酸钆(GSO)晶体
精品文档
2、脉冲处理：将探头传过来的电信号转换成时间信号， 经过数字化、常分鉴别器处理后的脉冲信号用于符合电 路信号处理。
低能鉴别器、高能鉴别器 3、符合电路系统：通过符合电路系统处理获得湮灭反应 产生的信号后，就能确定有无正负电子符合事件发生。
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PET/CT的特点：
CT与PET硬件、软件同机融合。 解剖图像与功能图像同机融合。 同一幅图像既有精细的解剖结构又有丰富生理、
生化分子功能信息。 可用于肿瘤诊断、治疗及预后随诊全过程。 高灵敏度，高特异性，高准确性。 PET、CT单独能实现的，PET/CT一定能实现；
PET/CT能实现的， PET或CT单独不一定能实现。
三维采集：取消环间隔，在所有的环内进行符合计算 计数率高，散射严重，分辨率低。
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PET系统流程图：
回旋加速器
产生同位素
化学合成同位素示踪剂
PET扫描器
注入人体
进行PET扫描
采集得到投影原始数据
重建获得浓度分布图像
动态建模及功能图像生成算法
计算机系统
获得功能图像
精临品文床档分析诊断
（四）校正技术：
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（一）结构与原理 组成：探头, 机架, 电子学线路, 计算机, 显示系统装置
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
（二）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
二、 SPECT
单光子计算机发射断层显像仪 single photon emission computed tomography
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、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。
应用
甲状腺摄碘功能测定。
a ：正常志愿者 b：甲亢 c的闪烁探头和计数率 仪的微机组成。
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、的特点，为不同的影像提供互补信息，增加图像质量、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]-FD 、代谢断层显像。
? 多探头接收 ? 电子准直 ? 符合窗时间
GE HawkEye
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 [137 Cs] 、钡[133 Ba] ）
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 ）、可做出精确定位诊断。
发展史
盖革弥勒计数器 扫描机 ?相机 发射型计算机断层显像仪(ECT) ECT+CT
第一节 ? 闪烁探测器
一、结构与原理
? scintillation detector
NaI(Tl) crystal, photomultiplier(PMT), pre-amplitier
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
PET/CT 以PET特性为主，同时将PET影像叠加在CT图
像上，使得PET影像更加直观，解剖定位更加准确。
女性患者， 50yr ，非霍奇金病 8年。CT (上):左腋下 腺病； PET-FDG (中):CT 见病变部位呈明显局限性 异常FDG 摄取增高；PET/CT( 下):病变组织的功能代 谢状况和定位明确
第三章
核医学常用仪器
Instruments of Nuclear Medicine
? ?闪烁探测器
? 显像仪器
? 功能测定仪 、
? 其他
、
概述
核医学仪器
核医学诊疗、防护需要的各种核辐射或射线 探测仪器,主要由、器、电子测量装置和计 算机等组成。
常用仪器
各种放射性探测仪器、显像仪器、剂量仪和 防护用仪器等。
同时提供功能血流灌注、代谢影像 和解剖形态结构影像，为临床提供 科学诊断依据
三、PET
正电子发射计算机断层显像仪， positron emission tomography （一）结构与原理
PET 主要由探测系统包括晶体、电子准直、符合线路和飞行 技 术，计算机数据处理系统，图像显示和断层床等组成。
?David Kuhl1959年用双探 头的扫描机进行断层扫描， 并进一步研、层显像仪器， 使得SPECT和PET成为核医 学显像的主要方法
（一）结构与原理 组成：在高性能? 相机上增加了支架旋转的机械部分、断层床、
图像重建软件
原理： 探头围绕受检对象或部位呈180? 和/或360?旋转，
从多角度、多方位采集一系列平面投影像，经计算 机图像处理系统重建获 得横断层面、冠状面和 矢状面影像。
发射? +正电子放射性核素在体内经湮灭辐射产生两个能量相同、方 向相反的511keV ?、同的角度分组，可获得放射性核素分布在各个角度
的投影。常用发射正电子核素主要有： 18F、碳[11C]、氧[15O]、氮[13N]、 嗅[ 76Br]等。
D
511 KeV
+- Gamma Ray
511 KeV Gamma Ray
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
一、 ?相机
第二节 显像仪器
1957年Anger研制出第一台γ照相机，称之为 Anger照相机，1963年在日内瓦原子能和平会 议上展出。它克服了逐点扫描打印的不足， 使核医学显像走向现代化阶段
D
（二）应用 动静态断层显像、定量分析，是肿瘤、神经和
心血管疾病诊断与临床医学研究应用的重要设备。
目前最先进的PET 是探头多环型、模块和3D结构。 探头晶体除外经典锗酸铋（ BGO ），已推出硅酸镥（LSO） 硅酸钆（GSO ）和混合型晶体，如LYSO 。 近年来，PET 与CT 合二为一的显像设备问世，称之 PET/CT
目前已发展到双探头、三探头，且增加了新的功能。
（二）应用 各种脏器动静态断层显像及全身显像 。
为核医学最广泛应用的显像仪器，三级甲等医院必 备仪器。
符合线路SPECT
一、结构与原理
主要由可变角双或三探头SPECT 系统、符合线路探测技术和 衰减校正装置，可以进行正电子显像
利用正电子湮灭辐射 (annihilation radiation) 时产生的两个方向相反(180?)、 能量各为511 keV的?光子在瞬间被、朝 向或多个探头的探测，进行符合探测正 电子成像。
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。
SPECT 配置1英寸晶体
技术
?1 英寸厚碘化钠晶体 ?特殊切割小槽
优势
?最大限度提高高能灵敏度 ?提高中能灵敏度 ?最大限度减少低能探测的散射作用
肺部肿物
前位
后位
1英寸切割晶体符合线路SPECT 1英寸切割晶体符合线路SPECT
18F-FDG 显像（冠状面）
99mTc-MDP 全身骨显像
SPECT/CT