断层成像

断层成像复习资料

断层考试：

填空：2’*10=20分;

单选：2’*20 =40分;

简答题：2*15’+10*1=40分

时间：2010年7月5日星期一下午15:00-16:40

地点：B2-2

一、核医学成像：1、核医学成像的基本原理

2、γ相机、SPECT、PET的结构，工作原理、成像特点

二、CT成像：1、CT成像的基本原理

2、各个部分的结构、作用、原理

3、CT成像的特点

4、一到五代CT的特点

三、MR成像：1、MR 成像的基本原理

2、MR的结构（包括结构原理）

3、永磁MR跟超导MR的特点

四、核医学成像、CT成像、MR成像的区别（这应该是最后一道简答题）

五、课本和课件反复提到的

一、核医学成像

1、核医学成像的基本原理

把某种放射性同位素标志在药物上，形成放射性药物并引入人体内，当它被人体各组织器官吸收后，就在体内形成辐射源，再利用监测装置检测该信号。

2、γ照相机、SPECT、PET的结构，工作原理、成像特点

γ相机的结构：准直器、γ射线检测器的检测介质（闪烁晶体）、光电倍增管阵列、

前置放大器、位置计算电路、脉冲高度分析器、图像处理电路及相

应的显示装置构成。

γ相机的工作原理：人体吸收放射性药物后放射出γ光子，经准直器入射到闪烁晶

体上。闪烁晶体紧贴在准直器的后面，将入射的γ光子转换为光电

子。由于光电子的能量很低，不能用于照相，因此在检测介质后面

用光电倍增管阵列，他可以有效地将输入的光电子信号放大。光电

倍增管输出的电脉冲信号的幅度与入射的γ光子能量相对应，同时

带有与入射的γ射线位置的相关信息。光电倍增管输出的电脉冲信

号经前置放大器放大后分成两路,一路经“高精度坐标计算装置”

进一步处理，可得到γ光子入射到闪烁晶体介质上的标准坐标；另

一路信号送入能量信号通道，脉冲总和电路输出的Z信号经过脉

冲高度分析器的处理，除去大部分的散射γ射线和天然本底，按预

先设定的能量范围对信号进行能量的加工处理、最后将能量信号与

位置坐标信号结合起来，X，Y的信号决定了闪烁点的位置，Z信

号决定了显像点的光的亮度。形成γ相机的图像信号、图像既可以

显示在监视器的屏幕上，又可以用光学照相机把显示图像记录在胶

片上。

准直器：空间定位，它使局限于某一空间单元的射线通过准直孔，进入检测器，而其他部分的射线被准直器屏蔽。

闪烁晶体：它把高能γ光子转换成低能的可见光（使用的晶体一般为NaI（T1）晶体）。

光电倍增管阵列：将可见光信号转换成电信号使之成2n 倍数增加（n是倍增管中倍增极的数目），最后由输出一放大的电脉冲信号。

位置计算电路：常用的方法有店主矩阵法和延迟线时间变换法。

前置放大器：不但把电信号的幅度放大，而且使输出的脉冲信号得到足够的功率，与后级输入端具有良好的匹配功能，然后再经过屏蔽电缆送到主放

大器。

脉冲高度分析器：设置上下两个幅度甄别阈值，对于输入的脉冲信号进行选定幅度范围内整形，幅值不符合设定范围的输入脉冲则不能输出。

图像处理电路及相应的显示装置构成：现代的数字式γ相继后继信号采用计算机处理。将γ探头输出的电脉冲信号进行数据采集、A/D转换，将模

拟信号转换为数字信号。

γ照相机成像特点：

1 γ照相机灵敏度高，空间分辨率可达到5~10mm，有效视野大，

成像速度快，能量测量范围在50~600kev，最大计数率容量

100~200kcps（20%视窗）。

2 γ照相机可用短半衰期或超短半衰期核素，可用来拍摄反应脏

器内放射性核素动态分布的连续照片，经数据处理后可用来诊

断甲状腺、脑、肺、肝、肾、心血管等病变及其动态功能。

3 γ照相机既是显示仪器，又是功能仪器。但由于γ照相机的成

像是二维投影图像，不同层次的放射性重叠的干扰，造成成像

器官组织的重叠，这是γ照相机的缺点。

SPECT的结构：通常由检测器，机架，体层床，控制台，计算机以及外围设备构成。图像重建的关键在检测器以及软件处理方面。

SPECT的成像原理：由人体发射的γ光子，通过横向断层扫描检测，再用滤波反投影法采集数据，经过预处理电路，吸收校正、衰减校正，然后

用迭代法重建图像，通过显示设备显示图像；

检测器：实际上与γ照相机的检测器相同，它包括准直器，闪烁晶体，光电倍增管，以及后继的综合电路。

旋转机构：SPECT的机架主要用来支撑检测器，并让检测器在其上平稳运动的机电结构。

控制台与计算机：SPECT的工作条件及所有的数据都由计算机统一控制和管理。外围设备：主要任务是将检查结果显示、记录和进行存储，它包括彩色显示器、激光打印机、多幅照相机等装置。此外还有生理信号检测设备、

检查床，以及用于仪器校正和质量检测的专用器材和模型等。

SPECT的成像特点：

1 SPECT成像设备是利用γ照相机围绕着诊断感兴趣的人体区

域，采集各种不同角度上放射出的γ光子并计数，然后利用X-CT

中所使用的图像重现方法，得到人体某一体层上的放射性药物浓度

的分布，即可得到多层面的各方位的体层图像或三维立体像。

2 目前SPECT的能量测量范围为50~600kev，固有空间（横向）

分辨率在6~11mm。

3 SPECT的诊断率比普通的γ照相机明显提高。

4 SPECT构成图像的变量即发射的γ射线不但同脏器的深度有

关，而且与组织内γ射线的衰减因素也有很大的关联，成像只用了

很少的一部分剂量，大部分被人体带走，因此，spect的图像比较

粗糙，空间分辨率比pet要差。

SPECT的性能指标及特点：SPECT成像系统的主要技术指标：系统灵敏度，空间分辨率，血斧对比度，能量分辨率，系统的线性，均匀性，旋转中

心，噪声等；

SPECT的伪影：spect同样存在伪影，而且伪影程度更为严重，因为spect的信息量比x线ct、超声和mri都低，所以噪声高，可能出现各种伪影。

课本只讨论spect的仪器性能造成的伪影。包括：同心环伪影和雾

状或蜂窝状伪影；

PET的基本结构：由扫描装置，机架，检查床，计算机接口及计算机系统组成；

扫描装置是PET的核心装置，包括检测器阵列，同步电路，甄别

电路。

PET的基本检测原理：PET扫描装置是一个圆形的检测器阵列，用于检测正电子湮灭过程中辐射出的γ光子对，当检测器阵列中的检测器在规定时

间间隔内，同时记录到γ光子，该检测器的连线与加正电子标记的

分子应相交。如果γ射线的位置能够精确测出，则发生湮灭的那条

线就确定，这条线对应于组织中正电子加标记的分子的浓度。利用

符合检测电路对所记录的γ射线判定是否真实符合，两路检测信号

之和反映光子的能量。把各个角度的射线组合起来得到的投影数

据，由甄别电路排除511kev以外的本底干扰，然后送入计算机进

行处理，图像重建等工作。

扫描装置：由检测器阵列以各种不同的形式排列组成，从排列方式上可分为单环，双环，多环；扫描器装置的基本单元器件是检测器，检测器是由闪

烁晶体，光电倍增管，前端电路及射线屏蔽装置组成，是PET中

湮灭光子符合检测的基本单元；

PET的成像特点：1 pet成像设备具有速度快，实时性强的优点，它采用的短半

衰期核素可在短时间内重复使用，而且图像的对比度和空间

分辨率都比spect有提高。

2现代的pet空间分辨率可达到4~5mm，最佳可达到3mm。

而且pet的灵敏度和分辨率与深度无关。

3Pet的检测效率高，而且均匀性好。这些都适合于数学重建

要求，因此pet的体层像比spect更清晰、更真实。使用的

放射性核素11 C、13 N、15O、18F等是已于标记各种生命必