正电子发射成像pet简介

正电子发射断层扫描技术

PET

●正电子发射断层成像(positron emission tomography，PET)

是核医学的一项技术，利用人体生命元素诸如18Ｆ、11Ｃ、15Ｏ、13Ｎ等正电子核素标记的药物，从体外无创、定量、动态地观察这些物质进入人体后随时间变化的生理、生化变化。放射性药物在病人体内释出讯号，而被体外的PET扫瞄仪所接收，继而形成影像，可显现出器官或组织（如肿瘤）的化学变化，指出某部位的新陈代谢异于常态的程度。

●正电子（e+；又称β+粒子）

是与电子（负电子）相似的一种带电粒

子。正电子带一个正电荷，有一定质量和

能量。和物质中的自由电子（e-）结合，

正负电荷抵消，两个电子的静止质量转化

为2个能量相等（511keV）、方向相反的γ

光子而自身消失，即湮没辐射

（ annihilation ）。

●正电子的产生

正电子放射性核素通常为富质子的核

素,它们衰变时会发射正电子。原子核中的

质子释放正电子和中微子并衰变为中子：

P n + β+

+ ν

正电子在人体组织内行进1-3mm后发生湮灭，产生互成180度的511 keV 的伽玛光子。

●PET的数据采集

正电子湮灭产生的γ光子同时击中探测器环上对称位置上的两个探测器。

每个探测器接收到γ光子后产生一个定时脉冲，这些定时脉冲分别输入符合线路进行符合甄别，挑选真符合事件

符合线路设置了一个时间常数很小的时间窗（通常≤15ns），同时落入时间窗的定时脉冲被认为是同一个正电子湮灭事件中产生的γ光子对，从而被符合电路记录。排除了很多散射光子的进入。

●PET常用的正电子放射性核素选择

人体组织的基本元素

易于标记各种生命所必需的化合物及其代谢产物而不改变它们的生物活性，参与新陈代谢过程；

半衰期比较短

可给予较大剂量，提高了影像的对比度和空间分辨率;

来源

主要是通过医用回旋加速器得到，不便于长途运输，故一般都在医院内生产。

由于C 、N 、O 是人体组成的基本元素，而F 的生理行为类似于H ，故应用11C 、13N 、15O 、18F 等正电子核素标记人体的生理物质如糖、氨基酸和脂肪，可在不影响内环境平衡的生理条件下，获得某一正常组织或病灶的放射性分布(形态显示)、放射性标记药物浓集速率、局部葡萄糖氨基酸和脂肪代谢、血流灌注、受体的亲和常数、氧利用率以及其他许多活体生理参数等。

● 18F 标记的PET 药物

正电子核素

18Ｆ可通过取代有机化合物分子中的羟基、硝基或氢原子，实现药物的18Ｆ标记。

核素半衰期

18F 1.87 h 11C 20.4 min 13N 10 min 15O 122.5 s

• 18F-氟代脱氧葡萄糖 • 18F-硝基咪唑丙醇 • 18F-胸腺嘧啶核苷 • 18F-乙基胆碱 • 18F-L-多巴

18F-氟代脱氧葡萄糖

葡萄糖2位的羟基被放射性同位素18F取代。是葡萄糖类似物，可通过葡萄糖载体蛋白运输到细胞内部，被己糖激酶磷酸化，但之后的代谢过程因为毕竟还是和葡萄糖有区别，没法继续发生转化，所以通过磷酸化物的形式滞留在细胞内。

大脑、心脏，肿瘤这样非常消耗葡萄糖的部位对18F-FDG的摄取比其他地方多，18F-FDG的磷酸化物的滞留增加非常明显，衰变时产生的γ射线被PET扫描仪记录下来，可对癌细胞准确定位。

18

F衰变之后，转变为无害、非放射性的重氧；O19从环境当中获取一个H+之后，FDG的衰变产物就变成了葡萄糖-6-磷酸，可按照普通葡萄糖的方式进行代谢。

●PET影像

PET/CT 联用

18F-FDG PET 正常影像

肺鳞状细胞癌

PET

CT PET CT PET/CT