正电子发射型计算机断层显像-PET
正电子发射计算机断层显像在中枢神经系统药物研发中的应用
◇综述与讲座◇摘要正电子发射型计算机断层显像技术（posi-tron emission tomography ，PET ）在中枢神经系统（CNS ）药物研发中发挥重要作用。
PET 可以定量研究CNS 药物在脑组织体液中的生物分布，药代动力学，与靶点相互作用，提供药物浓度与受体占有率的定量关系。
本综述总结了PET 在CNS 药物研发中的定量分析手段，包括药代动力学分析以及受体占有率分析中常用的方法与数学公式。
同时，本综述也总结了PET 在CNS 新药研发中的应用，为后续CNS 的新药研发提供新的思路与方向。
关键词正电子发射型计算机断层扫描；中枢神经系统；新药研发；药代动力学；受体占有率中图分类号：R971文献标志码：A文章编号：1009-2501(2024)03-0316-12doi ：10.12092/j.issn.1009-2501.2024.03.0101背景正电子发射型计算机断层显像（positronemission tomography ，PET ）的基本原理是将正电子（β+）放射性核素（如11C 、13N 、15O 、18F 等）标记的药物，靶向到靶器官或者靶组织，参与人体生理、生化代谢过程。
这些核素在衰变的过程中产生正电子，正电子行进1～2mm 以内，与电子发生湮灭辐射，产生一对飞行方向相反、能量相同的光子［1-2］。
PET 就是通过探测这一对光子来表征衰变的发生。
通过图像重建，获得标记的化合物在体内的分布情况。
PET 灵敏度高，可以追踪到比ED 50值低的药物浓度产生的药理反应，并且由于PET 分析中使用的放射性标记配体的化学量通常为皮摩尔级别，患者受到的辐射暴露也很低［3］。
然而，PET 的不足之处是不能提供某些病灶的精细解剖定位诊断。
而电子计算机断层扫描技术（computed tomography ，CT ）和磁共振成像技术（magnetic resonance imaging ，MRI ）则可以用于人体内部解剖结构的精密成像，因此PET 可与其他分子成像方式相结合以弥补自身不足，如PET-CT 和PET-MRI ，从而可以同时提供详细的解剖学以及功能性方面的数据。
正电子发射型计算机断层扫描仪PETCT性能参数
正电子发射型计算机断层扫描仪（PET/CT）性能参数一、货物用途设备用于全身各脏器的功能代谢显像，尤其是肿瘤、心脑疾病的精准诊断及研究二、主要部件及性能参数提供最新最高端PET/CT设备三、基本结构1.PET系统1.1PET探测器：环数、晶体1.2 光电倍增管：数量、类型1.3采用CT衰减矫正1.4提供日常原厂质控、校准源：类型、数量、活度/根1.5TOF重建技术(包含软、硬件)2.提供128层以上CT2.1探测器：材料、最大层数、2.2球管：球管最低保用次数(万秒)3提供闭合式一体化机架：内置激光定位系统、交互式应答系统、孔径、驱动方式、冷却方式、开放门控接口4.扫描床:最大水平移动范围（cm）提供安全绑带、碰撞报警装置、承重量（kg）5计算机系统5.1 工作站：采集工作站、处理工作站2套5.2 采集工作站硬件配置：主频内存（GB）、硬盘容量（TB）数据外存方式、医学影像专用显示器（LCD）5.3 处理工作站硬件配置：主频、内存（GB）、硬盘容量（TB）、数据外存方式、客户端、医学影像专用显示器（LCD）5.4 网络要求：DICOM 3.0、DICOM RT5.辅助设备:头托、质控模型、PET NEMA质控模型、CT质控模型、PET-CT融合质控模型四、应用软件1 PET应用软件1.1 图像采集软件（包含静态, 动态, 门控, 3D,List mode, 脑，心脏专用等）1.2 图像处理（重建）软件1.3 图像显示软件1.4 定量分析软件（SUV，VOI)1.5 校正软件1.6 质量控制软件1.7 NEMA测试软件1.8 3D迭代重建软件1.9 肿瘤疗效评估软件1.10 其他软件2 CT应用软件2.1 图像采集软件2.2 图像处理（重建）软件2.3 图像显示软件2.4 图像分析软件2.5 校正软件2.6 质量控制软件2.7 辐射剂量计算软件2.8 低剂量软件2.9 放疗模拟定位和放疗计划2.10 自动剂量调节软件2.11 其他软件3 PET/CT应用软件3.1 同机图像融合软件3.2 异机图像融合软件3.3 图像处理软件3.4 图像显示软件3.5 图像分析软件3.6 校正软件3.7 质量控制软件3.8 图像传输软件3.9 其他软件五、辅助配件1.高压注射器2台2.中文报告系统1套3.激光打印机1套4.放疗定位灯1台5.PET入墙注射防护台6.自动注射系统7.辐射防护用品7.1 钨合金药物分装翻转防护罐1个（30ml）7.2 注射器钨合金防护套（3cc和5cc规格）各1套7.3药物转运防护罐7.4正电子药物使用废物桶7.5个人防护：铅眼镜（平光、近视300、近视500度）、柔软性铅背心、铅帽、铅围脖四件为1套、共3套（0.5mmPb）7.6 数字化辐射剂量监测系统（需涵盖整个PET/CT楼放射工作场所及周边环境）1套8.阅片电脑+竖屏6套。
正电子发射计算机断层扫描
（3）全身显像。PET一次性全身显像检查便可获得全身各个区域的图像。
（4）安全性好。PET检查需要的核素有一定的放射性，但所用核素量很少，而且半衰期很短（短的在12分 钟左右，长的在120分钟左右），经过物理衰减和生物代谢两方面作用，在受检者体内存留时间很短。一次PET全 身检查的放射线照射剂量远远小于一个部位的常规CT检查，因而安全可靠。
适用人群
适用人群
（1）肿瘤病人。目前PET检查85%是用于肿瘤的检查 ，因为绝大部分恶性肿瘤葡萄糖代谢高，FDG作为与葡 萄糖结构相似的化合物，静脉注射后会在恶性肿瘤细胞内积聚起来，所以PET能够鉴别恶性肿瘤与良性肿瘤及正 常组织，同时也可对复发的肿瘤与周围坏死及瘢痕组织加以区分，现
多用于肺癌、乳腺癌、大肠癌、卵巢癌、淋巴瘤，黑色素瘤等的检查，其诊断准确率在90%以上。这种检查 对于恶性肿瘤病是否发生了转移，以及转移的部位一目了然，这对肿瘤诊断的分期，是否需要手术和手术切除的 范围起到重要的指导作用。据国外资料显示，肿瘤病人术前做PET检查后，有近三分之一需要更改原订手术方案。 在肿瘤化疗、放疗的早期，PET检查即可发现肿瘤治疗是否已经起效，并为确定下一步治疗方案提供帮助。有资 料表明，PET在肿瘤化疗、放疗后最早可在24小时发现肿瘤细胞的代谢变化。
正常范围PET特别适用于在没有形态学改变之前，早期诊断疾病，发现亚临床病变以及评价治疗效果。PET在 肿瘤、冠心病和脑部疾病这三大类疾病的诊疗中尤其显示出重要的价值。
名称含义
名称含义
全称为：正电子发射型计算机断层显像（Positron Emission Computed Tomography） ，是核医学领域 比较先进的临床检查影像技术。
petct的显像原理
petct的显像原理
PET-CT（正电子发射计算机断层诊断）是一种结合了正电子
发射断层扫描（PET）和计算机断层扫描（CT）两种影像技
术的组合技术。
它的显像原理如下：
1. PET技术：PET主要使用放射性同位素标记的生物活性分子（例如葡萄糖）作为示踪剂。
当放射性同位素分子进入体内后，它们会与体内特定的生物分子发生相互作用并释放出正电子。
正电子会迅速与体内的电子相碰撞，产生两个相互运动的伽马射线。
PET仪器可以检测到伽马射线，通过测量伽马射线的发射位置和强度，可以确定放射性同位素的分布情况。
2. CT技术：CT利用X射线对人体进行断层扫描。
在CT扫描时，X射线发射器会在不同的角度下对人体进行透射扫描，然后通过相应的探测器接收透射扫描的X射线信号。
计算机会
对接收到的信号进行处理，重构出人体各个断面的图像。
PET-CT技术的显像原理是将PET和CT的数据进行注册和融合。
首先进行CT扫描，获取高分辨率的解剖结构图像；然后
在相同的位置进行PET扫描，获取代谢或功能信息的图像。
最后，通过特定的软件将CT和PET的图像进行配准和融合，得到一张结合了解剖结构和代谢/功能信息的综合图像。
通过PET-CT技术，医生可以同时获得患者体内的解剖结构信
息和代谢/功能信息，从而更准确地诊断疾病、评估疾病的进展，并为治疗方案的制定提供指导。
pet ct 简介
时间分辨率定义为:对已知好事例相对的两个探测器响应的时间差分布的半宽高。时间分辨率[18]是时间窗的选定主要依据，时间窗选择应比时间分辨率稍大，一般以时间分布曲线的1/10高宽来定。
能量分辨率
能量甄别是排除散射事例的有力依据。因为散射事例中至少有一个光子经过了康普顿散射，能量部分损失，因而可以根据被测光子的能量大小决定好坏事例的取舍。系统能量分辨率的大小决定着能量窗的选择，好的能量分辨率可以选择较小的能量窗。
CT的基本原理
CT的全称是：计算机断层扫描显像（computedtomography，简称CT），利用人体各种组织对X线的吸收能力不等的特性，X线通过人体衰减，经重建计算获得图像矩阵。CT对组织的密度分辨率较高。
PET/ CT的工作原理
PET主要根据示踪剂来选择性地反映组织器官的代谢情况，从分子水平上反映人体组织的生理、病理、生化及代谢等改变，尤其适合人体生理功能方面的研究。但是图像解剖结构不清楚；CT功能有：采用X线对PET图像进行衰减校正，大大缩短了数据采集时间，提高了图像分辨率；利用CT图像对PET图像病变部位进行解剖定位和鉴别诊断。所以PET/ CT从根本上解决了核医学图像解剖结构不清楚的缺陷，同时又采用CT图像对核医学图像进行全能量衰减校正，使核医学图像真正达到定量的目的并且提高诊断的准确性，实现了功能图像和解剖图像信息的互补。
在1998～2001年间,在这台原型机上做了300余例肿瘤病人,并获得很好的效果。这一工作还获得一系列的荣誉:其中一幅图像被评为1999年美国核医学年会最佳图像。[
3成像原理编辑
PET的基本原理
PET/ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱT
PET其全称是：正电子发射型计算机断层扫描显像仪（positron emission tomography，简称PET）由探头、数据处理系统、图像显示及检查床组成。PET使用正电子示踪剂，核素衰变过程中正电子从原子核内放出后很快与自由电子碰撞湮灭,转化成一对方向相反、能量为511 keV的γ光子。在这光子飞行方向上对置一对探测器，便可以几乎在同时接受到这两个光子，并可推定正电子发射点在两探头间连线上，通过环绕360°排列的多组配对探头，得到探头对连线上的一维信息，将信号向中心点反投射并加以适当的数学处理，便可形成断层示踪剂分布图像。凡代谢率高的组织或病变，在PET上呈明确的高代谢亮信号，凡代谢率低的组织或病变在PET上呈低代谢暗信号。
PETCT简介简版
PET/CT简介Contents1.概述 (2)1.1 PET、CT、PET/CT概念 (2)1.2 PET/CT技术发展和应用过程简述 (3)2.PET原理及结构 (4)2.1 PET原理 (4)2.2 PET结构 (6)3.CT原理及结构 (7)3.1 CT原理 (7)3.2 CT结构 (8)4.PET/CT原理及结构 (9)5.PET/CT软件结构及功能 (12)6.PET/CT操作过程概述 (14)6.1 PET/CT扫描操作基本采集概述 (15)6.2 PET、CT图像融合操作概述 (15)7.PET/CT临床应用检查流程概述 (15)8.PET/CT图像质量注意事项 (18)9.PET/CT市场情况简介 (18)9.1 PET/CT市场保有量统计 (18)9.2 PET/CT市场保有量国别结构统计 (19)9.3 PET/CT市场保有量品牌结构统计 (20)1.概述1.1 PET、CT、PET/CT概念PET是正电子发射计算机断层显像（Positron Emission computed Tomography）的英文缩写。
将标有带正电子化合物的放射性核素注射到受检者体内，让受检者在ＰＥＴ的有效视野范围内进行ＰＥＴ扫描，放射核素发射出的正电子与组织中的负电子结合发生湮灭辐射，产生两个能量相等（511 ＫｅV）、方向相反的γ光子。
两个光子被两个探测器探测到并判断为一个符合事件，探测系统探测到大量的符合事件，对数据进行分类后，得出不同符合线方向上的事件量，通过电子计算机处理，重建出人体内正电子核素聚集分布的断层图像。
CT是电子计算机X射线断层成像系统（X-Ray computed tomography）的英文简称。
用X射线发生器发射的 X射线对人体投射，经探测器测定透射人体后的X放射量，对数据进行分类后，得出不同透射方向上的放射量，通过电子计算机处理，重建出人体组织密度和成分分布的断层图像。
正电子发射断层扫描
正电子发射断层扫描正电子发射断层扫描（PET）可以了解人体身体内部脏器的三维图像，而且图像可以清晰的显示我们重点关注的部位，包括不正常区域，并能显示在某一特定功能下组织器官的运行情况。
PET扫描通常与CT扫描相结合，从而提供更详细的图像信息，即我们熟知的PET－CT。
而PET扫描也可以与磁共振成像（MRI）相结合，被称为PET－MRI。
为什么使用PET扫描？PET扫描的优点是，它可以显示出身体某一部位的工作情况，而不是仅仅是该部位本身的外型。
尤其对于癌症确诊、癌症的远处转移对治疗的反应性方面PET扫描具有明显的优势。
对于冠脉搭桥手术和癫痫的脑部手术，PET扫描也能起到很好的辅助作用。
对于老年痴呆等影响大脑功能的疾病，PET扫描也可以协助其诊断。
PET扫描是如何运行工作的？PET扫描是通过检测辐射发出的物质（即放射性示踪剂分布在体内不同的部位）。
大部分的PET的放射性示踪剂为氟脱氧葡萄糖（FDG），这种糖与自然代谢产生的糖类似，以至于人体会按照同样的方式对FDG进行处理。
通过分析FDG在各个地方存在与否，从而分析出身体某个脏器的功能和识别出异常情况。
举个例子：FDG在身体某个组织高度聚集将有助于识别肿瘤细胞，因为肿瘤细胞对于糖的利用来说是高于正常细胞的。
在PET扫描时会发生什么？PET扫描一般在门诊进行，这就意味着你不用在医院过夜。
很重要的是，你必须按时到达你检查的地方，因为放射性示踪剂的有效期很短，如果迟到，你就只能放弃检查了。
准备工作你的预约信里会提到在你准备扫描前的一切注意事项。
六小时前禁食，可食用流质，但最好只是饮水。
预约后24小时尽量避免剧烈运动。
扫描的时候最好穿着宽松舒适的衣服，有的时候医院会要求你更换成病员服再进行扫描。
尽量避免穿戴首饰和含有金属的衣物（比如：拉链），如果穿戴上诉衣物在PET扫描的时候应先脱去。
放射性示踪剂的注射在扫描前，放射性示踪剂会从你手臂或手的静脉内注入，大约一个小时后，它将会被你身体内的细胞所吸收。
PET-CT 正电子发射计算机断层显像
PET-CTPET全称为正电子发射计算机断层显像（positron emission tomography PET），是反映病变的基因、分子、代谢及功能状态的显像设备。
它是利用正电子核素标记葡萄糖等人体代谢物作为显像剂，通过病灶对显像剂的摄取来反映其代谢变化，从而为临床提供疾病的生物代谢信息。
PET采用正电子核素作为示踪剂，通过病灶部位对示踪剂的摄取了解病灶功能代谢状态，可以宏观的显示全身各脏器功能，代谢等病理生理特征，更容易发现病灶。
CT可以精确定位病灶及显示病灶细微结构变化；PET/CT融合图像可以全面发现病灶，精确定位及判断病灶良恶性，故能早期，快速，准确，全面发现病灶。
作用PET的独特作用是以代谢显像和定量分析为基础，应用组成人体主要元素的短命核素如11C、13N、15O、18F等正电子核素为示踪剂，不仅可快速获得多层面断层影象、三维定量结果以及三维全身扫描，而且还可以从分子水平动态观察到代谢物或药物在人体内的生理生化变化，用以研究人体生理、生化、化学递质、受体乃至基因改变。
近年来，PET在诊断和指导治疗肿瘤、冠心病和脑部疾病等方面均已显示出独特的优越性。
原理一、PET显像的基本原理PET是英文Positron Emission Tomography的缩写。
其临床显像过程为：将发射正电子的放射性核素（如F－18等）标记到能够参与人体组织血流或代谢过程的化合物上，将标有带正电子化合物的放射性核素注射到受检者体内。
让受检者在PET的有效视野范围内进行PET显像。
放射核素发射出的正电子在体内移动大约1mm后与组织中的负电子结合发生湮灭辐射。
产生两个能量相等（511 KeV）、方向相反的γ光子。
由于两个光子在体内的路径不同，到达两个探测器的时间也有一定差别，如果在规定的时间窗内（一般为0－15 us），探头系统探测到两个互成180度（士0．25度）的光子时。
即为一个符合事件，探测器便分别送出一个时间脉冲，脉冲处理器将脉冲变为方波，符合电路对其进行数据分类后，送人工作站进行图像重建。
petct简介
PET/CTPET/CT是一种将PET（功能代谢显像）和CT（解剖结构显像）两种影像技术有机地结合的新型影像设备，是将微量的正电子核素示踪剂注射到人体内，然后采用特殊的体外探测仪（PET）探测这些正电子核素人体各脏器的分布情况，通过计算机断层显像的方法显示人体的主要器官的生理代谢功能，同时应用CT技术为这些核素分布情况进行精确定位，使这台机器同时具有PET 和CT的优点，发挥出各自的最大优势。
中文名正电子发射断层显像/X 线计算机体层成像仪PET/CTPET/CT（positron emission tomography / computedtomography ）全称为正电子发射断层显像/X 线计算机体层成像仪，是一种将PET（功能代谢显像）和CT（解剖结构显像）两种先进的影像技术有机地结合在一起的新型的影像设备. 它是将微量的正电子核素示踪剂注射到人体内，然后采用特殊的体外探测仪（PET）探测这些正电子核素人体各脏器的分布情况，通过计算机断层显像的方法显示人体的主要器官的生理代谢功能，同时应用CT 技术为这些核素分布情况进行精确定位，使这台机器同时具有PET 和CT 的优点，发挥出各自的最大优势[1] 。
PET/CT是PET和CT的组合体，将PET和CT设计为一体，由一个工作站控制[2] 。
单PET进行核医学显像时，有其它诊断设备无法比拟的早期发现灵敏性等优越特性，但因药物及其原理所限，其定位精度不够好，有厂商后来将PET和CT设计为一体，扫描时根据需求同时进行PET显像和CT显像[3] ，并由工作站将两种图像融合到一起，以达到更好的鉴别和定位。
2 发展历史编辑PET/CT近年来，影像诊断学的一个重要进展，就是图像融合技术的发展与应用。
图像融合包括硬件与软件，是一个全自动图像配准及多种图像的解读技术，它不仅具有全自动的功能与解剖图像的融合，还可以让具有不同特征的影像在同一平台显示、解读，对比与分析，为临床诊断与治疗之间架起了一座高速、流畅的桥梁。
正电子发射型计算机断层显像-PET
PET简介
PET （ 正 电 子 发 射 断 层 扫 描 技 术 ,Positron Emission Tomography)是继CT技术出现以来的又一种脑功能成像断 层技术,它首先向被试的体内注射一定的放射性物质，然 后再通过断层扫描技术测量脑的各个部位的放射量来测 量各个部位对葡萄糖的利用和局部的血流量，从而推测 不同脑区的活动情况。PET技术的发展和成熟使我们能 够安全准确地对正常人做某一心理活动的脑的部位进行 定位和监视。
PET用途
4.胰腺 胰腺疾病的诊断在临床上比较困难尤其是癌
病人常无症状PET 的解剖分辨率虽然不如X-CT 但 功能的改变总是早于形态的变化临床证明PET 对 胰腺病变诊断的准确率高于X-CT。
PET用途
5.肿瘤 有人用 1 3 N 1 5 O 观察肿瘤的血流和代谢变化，如
用C 1 5 O 2 测量局部血流发现肿瘤组织比正常组织代 谢快而坏死组织的血流量明显低还有人用18F-DG 研究脑胶质瘤的病理分级发现肿瘤分级高的代谢 率高而分级低的代谢低肿瘤周围组织的代谢则受 抑制这种方法可用于研究肿瘤生长的变化早期诊 断肿瘤有无复发。
✓ 60年代末出现了第一代商品化PET扫描仪，可进行断层面显像
✓ 1976年由Dr. Phelps和Dr. Hoffman设计，由ORTEC公司组装生产了第 一台用于临床的商品化的PET20世纪80年代更多公司投入了PET研制 ，岛津（Shimadzu,1980）、CTI公司（1983）、西门子公司（Siemens ，1986）通用电气公司（GE，1989）、日立公司（Hitachi，1989）和 ADAC公司（1989）POSITRON
PET影像的设备
正电子核素制备 正电子示踪剂制备 PET影像获取
NEMANU2-2023正电子发射断层摄影术(PET)的性能测量
能量分辨率通常以全宽度半最大值(FWHM)表示，单位为千电子伏(keV)。FWHM值越小，能量分辨率越好。
5-10 keV
18F
FWHM
典型PET系统能量分辨率
同位素
常用PET示踪剂
PET时间分辨率测量
PET时间分辨率是指两个正电子湮灭事件在时间上被探测器识别的时间间隔。它对图像质量至关重要，直接影响了图像的信噪比和清晰度。 时间分辨率通常使用脉冲对分辨率(PRR)来描述，它表示两个事件的时间间隔，这个间隔能以一定的概率被探测器识别出来。更高的PRR表示更短的时间间隔，从而提高图像质量。
10
诊断准确性
提高病灶识别能力
PET散射辐射比测量
PET散射辐射比是指在PET扫描中，散射辐射占总计数的比例。散射辐射会降低图像质量，影响诊断准确性。 散射辐射比的测量通常采用散射辐射源，通过模拟人体组织的散射特性，测量不同能量范围的散射辐射量。
PET死时间特性测量
PET系统的死时间是指探测器在检测到一个事件后，需要一定时间才 能恢复到可以检测下一个事件的状态。
心血管疾病
PET扫描有助于诊断冠心病，评估心脏 功能，以及预测心脏病风险。
PET未来发展趋势展望
新型探测器
更高效的探测器，比如硅探测器，提供更 准确的成像结果。
人工智能
AI可以用于图像重建，分析和诊断，提高 效率和准确性。
分子影像学
PET与其他成像技术结合，更详细地了解 人体内部的生理过程。
个性化治疗
金属伪影
金属植入物会阻挡伽马射线 ，导致图像中出现空洞或变 形。
衰减伪影
人体组织对伽马射线的衰减 程度不同，会导致图像亮度 不均匀。
PET临床应用案例分享
PET与PET CT
PET是正电子发射计算机断层显像仪(Positron emission tomography)的简称,是核医学发展的一项新技术.它是将C、N、O、F的这些正电子放射性同位素标记的放射性药物注射到人体后，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。
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，藉此显示的形态和功能参数，以研究和诊断人体内的病理生理异常与疾病.由于疾病都会经历从基因突变→代谢异常→形态改变的发展过程，传统的CT检查密度分辨率高、定位准确，但只有当疾病发生到“形态改变”这一阶段才能被发现，因此不能达到“早期诊断”的目的；PET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常，较之传统的解剖结构显像可更深入更全面，更早期地发现病变,又称为生化显像或功能分子显像，是目前唯一可以在活体分子水平完成生物学显示的影像技术；因此，在一些情况下，特别是在观察存活心肌、区分癌症与良性组织，以及区分恶性或非恶性组织（如放射治疗后的疤痕），PET明显优于CT或MRI。
PET/CT是正电子发射计算机断层显像仪和高分辨多排CT结合。
尽管PET与普通SPECT相比已经很大程度上提高了图像的分辨率，可以达到4-5mm，但是在临床的应用上，由于PET不能十分精准地进行解剖定位，部分影响到了它的应用效果。
因此通过PET 与CT的同机结合，达到了解剖图像与功能图像同机融合，弥补了PET本身在定位方面的不足。
PET能从分子水平上反映人体组织的生理、病理、生化、代谢改变，对于多种恶性肿瘤的诊断、分期、再分期、疗效评价、监测转移及复发是一种有效方法。
PET
PET/MR显像仪的原理及临床应用正电子发射计算机断层扫描（Positron Emission Tomography，PET）经过近半个世纪的发展，已取得了长足的进步，它是利用示踪原理和正电子符合探测技术，在组织细胞、亚细胞、分子水平显示人体组织器官的功能改变、细胞代谢、分子结合与信息传递等生物学特征和生化代谢过程[1]。
PET 显像仪与CT 或MR 组合，克服了自身图像解剖结构不清晰的缺陷，能理精确地提供被扫描组织或器官的解剖结构及功能数据，从而得出最有效的治疗方案。
1 PET基本原理目前，国内绝大多数PET 使用18F- 脱氧葡萄糖（18F-FDG）作为示踪剂，18F-FDG 是葡萄糖类似物，静脉注射18F-FDG 后，在葡萄糖转运蛋白的帮助下通过细胞膜进入细胞，并在己糖激酶作用下磷酸化，形成不能进一步代谢的物质，且滞留在细胞内数小时。
在核素衰变过程中，正电子从原子核内放出后很快与自由电子碰撞湮灭，转化成一对方向相反，能量为511KeV 的γ光子。
如果在这对光子飞行方向上对置一对探测器，便可以几乎在同时接收到这两个光子，并可推定正电子发射点在两个探测器之间的连线上。
如果环绕360°排列多组配对探测器，便可以得到多对探测器连线上的一维信息，将这些信号向中心点反投影，便可得到某个断层面示踪剂分布图像。
实际应用中，常采用多层排列的配对探测器，便于探测并重建多层面图像。
2 PET/MR工作原理及特点PET 图像揭示人体内部的分子代谢活动，但是图像解剖结构不清楚。
而MR（特别是高分辨的MR）可清晰显示人体组织的解剖结构，当PET 图像与MR 图像进行融合后，可以从根本上解决PET 图像显示解剖结构不清楚的缺陷，将检测部位的生化信息、功能信息和解剖结构信息同时显示在一张图像上对比诊断，大大提升了PET 显像的临床应用效果。
PET/MR 显像仪解决的主要临床问题是PET/CT 的有害放射损伤，并提供高质量的分子影像图像，以及与组织分子结构、分子代谢和功能代谢相关的图像，如T1、T2、DWI （弥散成像）和正电子发射图像。
正电子发射型计算机断层显像PET
全称为：正电子发射型计算机断层显像（Positron Emission Computed Tomography），是核医学领域比较先进的临床检查影像技术。
其大致方法是，将某种物质，一般是生物生命代谢中必须的物质，如：葡萄糖、蛋白质、核酸、脂肪酸，标记上短寿命的放射性核素（如F18，碳11等），注入人体后，通过对于该物质在代谢中的聚集，来反映生命代谢活动的情况，从而达到诊断的目的。
最近各医院主要使用的物质是氟代脱氧葡萄糖，简称FDG。
其机制是，人体不同组织的代谢状态不同，在高代谢的恶性肿瘤组织中葡萄糖代谢旺盛，聚集较多，这些特点能通过图像反映出来，从而可对病变进行诊断和分析。
编辑本段2.1 PET检查仪的原理一些短寿命的物质，在衰变过程中释放出正电子，一个正电子在行进十分之几毫米到几毫米后遇到一个电子后发生湮灭，从而产生方向相反（180度）的一对能量为511KeV的光子（based on pair production）。
这对光子，通过高度灵敏的照相机捕捉，并经计算机进行散射和随机信息的校正。
经过对不同的正电子进行相同的分析处理，我们可以得到在生物体内聚集情况的三维图像。
编辑本段2.2 PET检查的优点PET是目前惟一可在活体上显示生物分子代谢、受体及神经介质活动的新型影像技术，现已广泛用于多种疾病的诊断与鉴别诊断、病情判断、疗效评价、脏器功能研究和新药开发等方面。
（1）灵敏度高。
PET是一种反映分子代谢的显像，当疾病早期处于分子水平变化阶段，病变区的形态结构尚未呈现异常，MRI、CT检查还不能明确诊断时，PET检查即可发现病灶所在，并可获得三维影像，还能进行定量分析，达到早期诊断，这是目前其它影像检查所无法比拟的。
（2）特异性高。
MRI、CT检查发现脏器有肿瘤时，是良性还是恶性很难做出判断，但PET检查可以根据恶性肿瘤高代谢的特点而做出诊断。
（3）全身显像。
PET一次性全身显像检查便可获得全身各个区域的图像。
正电子发射计算机断层扫描
To Be Continued…
PET显像的特点
应用光子准直和符合探测技术，提供了很好的空间定 位，大大提高了探测灵敏度。其灵敏度比MRI高，比 SPECT 10-100 SPECT高10-100倍；改善了分辨率(可达4mm)，可检 ( 4mm) 出1cm大小的病灶，图象清晰，诊断准确率高。 能从一定体积的组织快速获得35(或更多)层面的断层 图象(CT、MRI均无法办到)，且可获得全身各方向的 断层图象，使临床医生能一目了然地看到疾病全身状 况，它对肿瘤转移和复发的诊断尤为有利。
PET的历史
60年代末出现了第一代商品化PET扫描仪，可 进行断层面显像 1976年由Dr. Phelps和Dr. Hoffman设计，由 ORTEC公司组装生产了第一台用于临床的商品 化的PET
PET的历史
20世纪80年代更多公司投入了PET研制，岛津 （Shimadzu,1980）、CTI公司（1983）、西门子公 司（Siemens，1986）通用电气公司（GE，1989）、 日立公司（Hitachi，1989）和ADAC公司(1989) PET系统已日趋成熟，许多新技术用于PET产品，如： 采用了BGO和LSO晶体的探测器、引用了数字化正电 子符合技术、切割晶体的探测器模块等，使PET系统 的分辨率小于4mm。 90年代中期，在发达国家PET已成为重要的影像学诊 断工具
2001年 GE DISCOVERY-LS PET 1964年环状头部PET
脑部CT 脑部
头部MRI 头部MRI
PET ????
PET的物理基础
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：
正电子的质量与电子相等，电量与电子的电量相同，只是 符号相反。通常正电子（β＋）衰变都发生于人工放射性 核素。
正电子发射计算机断层仪PET性能测试
正电子发射计算机断层仪（PET）性能测试（本文译自Performance Measurements of Positron EmissionTomographs[NEMA]）李小华译1.定义，符号和参考文献∙ 1.1 定义）平行于PET长轴的最大长轴向FOV（轴向视野，Axial filed-of-view,FOVaxial度，在此范围内真实符合事件可以被探测。
测试模型是一个由纯聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）构成的正圆柱体，外部直径为203± 3mm，壁厚3± 1mm，内长190± 1mm。
两端盖板用PMMA材料，可注入水和放置内插件（见图1-1）。
测试模型柱体插件为三个正圆柱体模型，每个内长190mm+10/-5mm。
一个为直径50±3mm的实心体，由比重在2.13-2.19之间的材料（Polytrafluoroethylene）组成。
另外两个为外部直径50± 3mm的可灌注的空心体，壁厚3± 1mm，内长至少185mm。
在测试模型内，这三个直径50mm的插件放置在一起，它们位于距测试模型中心轴60± 3mm的半径处，相互间隔120︒± 10︒，并与测试模型中心轴平行。
对于不用测试模型的测试，有两种简单的测试源：可灌注点源是所有尺寸不大于2mm的液体源。
∙∙∙可灌注线源由不锈钢制作，长度至少等于轴向FOV，其它尺寸不超过 2mm。
测试模型线源插件为可灌注的空心体，内长至少185mm，其它尺寸不超过 2mm。
它可以放置在测试模型内的0、45、90mm（± 3mm）的半径位置，平行于断层长轴。
）是垂直于PET的物体横断FOV（横断视野，Transvers filed-of-view,FOVtrans成像长轴的最大圆形区域直径，∙ 1.2 标准符号量的描述符号被用于标准中。
符号通过它的下标字符xxx表示其在标准中所表示的基本量。
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PET的演变
1964年环状头部PET
2001年 GE DISCOVERY－LS
功能影像与解剖影像
功能影像
– 反映患者体内的功能代谢 – 与CT、MRI相比分辨率较差(~4-5mm 或更坏) – 核医学领域: NM/SPECT, PET – 其他领域：(MRS, fMRI), MEG (MSI), ... 解剖影像
– 反映患者解剖结构 – 通常可获得高分辨率影响 (1mm 或更高） – X线/CT, MRI, 超声
PET
PET的基本原理
历史 PET成像设备 正电子成像的物理基础 PET的结构 几个重要的性能参数
PET的历史
✓ 上世纪20年代物理学家就从理论上推断有带正电荷的正电子存在 ✓ 20世纪30年代开始对放射性核素的物理、化学性能进行了深入研究，
发现了它们在生物学和医学领域的应用价值
✓ 1953年Dr. Brownell和Dr. Sweet就已研制了用于脑正电子显像的PET 显像仪
正电子湮灭
• 正电子湮灭前在人体组织内 行进1-3mm
• 湮灭作用产生: – 能量（光子是511KeV） – 动量
• 同时产生互成180度的511 keV的伽玛光子。
PET的数据采集
• 正电子湮灭作用产生的湮灭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
功能影像与解剖影像
患者A 脑部MR：报告正常
患者A 脑部CT：报告正常
功能影像与解剖影像
监控测量懒人参试者大脑中多巴胺的活动的 脑部正电子发射断层扫描（PET）图
临床意义
传统的医学影像技术显示的是疾病引起的解剖和结构变化，而 PET显示的则是人体的功能变化。换言之，如果人体的解剖结构没 有发生改变，传统的影像技术对于疾病的诊断是无能为力的。实 际上，疾病的发生都伴随着生化过程的功能改变， 这些改变往往 要早于解剖结构的改变；还有一些疾病如早老性痴呆、帕金森氏 病等本身就没有明显的结构改变，传统的医学影像就无法显示这 些功能方面的变化了。PET能得天独厚地显示功能性的改变，因而 对疾病的更早期发现、诊断具有优势；此外，PET还能进行三维立 体动态及全身显像，可发现其它检查所不能发现的问题，防止了 “—叶障目，不见泰山”，弥补了传统医学影像的不足。
PET简介
PET （ 正 电 子 发 射 断 层 扫 描 技 术 ,Positron Emission Tomography)是继CT技术出现以来的又一种脑功能成像断 层技术,它首先向被试的体内注射一定的放射性物质，然 后再通过断层扫描技术测量脑的各个部位的放射量来测 量各个部位对葡萄糖的利用和局部的血流量，从而推测 不同脑区的活动情况。PET技术的发展和成熟使我们能 够安全准确地对正常人做某一心理活动的脑的部位进行 定位和监视。
利用符合探测技术可以进行正电子放射性核素示踪成像。
使用符合探测技术，起到电子准直作用，大大减少随机符合事件和本 底的同时提高了探测灵敏度。
PET显像的特点
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，藉此显示的形态和功能参数，以研究和诊断人 体内的病理生理异常与疾病，它较之传统的解剖结构现象更 深入更全面，可更早期地发现病变。
PET显像的特点
应用光子准直和符合探测技术，提供了很好的空间定位， 大大提高了探测灵敏度。其灵敏度比MRI高，比SPECT高10100倍；改善了分辨率(可达4mm)，可检出1cm大小的病灶， 图象清晰，诊断准确率高。
能从一定体积的组织快速获得35(或更多)层面的断层图象 (CT、MRI均无法办到)，且可获得全身各方向的断层图象，使 临床医生能一目了然地看到疾病全身状况，它对肿瘤转移和 复发的诊断尤为有利。
✓ 60年代末出现了第一代商品化PET扫描仪，可进行断层面显像
✓ 1976年由Dr. Phelps和Dr. Hoffman设计，由ORTEC公司组装生产了第 一台用于临床的商品化的PET20世纪80年代更多公司投入了PET研制 ，岛津（Shimadzu,1980）、CTI公司（1983）、西门子公司（Siemens ，1986）通用电气公司（GE，1989）、日立公司（Hitachi，1989）和 ADAC公司（1989）POSITRON
• 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。时间窗排除了很多散射光子 的进入。
符合探测原理
探测器1
脉冲处理器
符合
探测器2
脉冲处理器
符合探测技术能在符合电路的时间分辨范围内，检测同时发生的放射 性事件。
PET影像的设备
正电子核素制备 正电ET影像系统
PET的物理基础
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：
正电子的质量与电子相等，电量与电子的电量相同，只 是符号相反。通常正电子（β＋）衰变都发生于人工放射 性核素。
PET显像的特点
由于它采用两个互成180度角的探测器进行探测，以及γ 子光能量高，不易吸收，故湮没辐射的位置深度对测量结果 无明显影响，并可以得到极正确的衰减校正，它可用实测数 和经衰减校正后的真实数进行三维分布的“绝对”定量分析( 精度±10％)，远优于SPECT。