医学核医学仪器专题知识讲座课件
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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
感谢观看
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
核医学仪器专题培训培训课件
•接着是第三次循环、第四次循环……。
核医学仪器专题培训
27
五、图像的衰减校正
为什么要进行衰减校正？
•显像用放射性核素γ射线的能量主要在80~500keV之间 •人体组织的衰减(Attenuation)对投影值有较大影响。 •SPECT断层重建算法忽略了组织对γ射线的衰减作用，使图
像定量不准，出现伪影。 •图像衰减校正(Attenuation Correction，AC)是解决人体衰减的主要方法。
衰减校正方法
•在探头的对侧设置放射源，利用放射源发射出的γ射线由患者体外穿透 人体，在SPECT探头上成像。 •在同一台SPECT上同时获得透射(transmission)图像和发射(emission)图 像，从透射图像求得被显像部位的三维衰减系数分布图，对发射型断层 图像进行衰减校正。
•目前，SPECT/CT可采用X线进行图像衰减校正。
主要功能为数据采集。
核医学仪器专题培训
33
（1）探测器环
若干个晶体排列而成，是决定PET性能的最重要部分。 探头晶体的材料不同，接收光子并转化为可见光的性能也有差异。 晶体主要有：
锗酸铋（bismuth germinate，BGO） 硅酸钆（gadolinium orthosillicate，GSO） 硅酸镥（lutetium oxyorthosillicate，LSO） LYSO等。 临床型PET（C-PET）采用NaI（Tl）晶体，但现在已经趋于淘汰。
5.井型计数器校准（well counter calibration）
核医学仪器专题培训
43
（七）PET的性能评价
评价标准
美国电器制造商协会（National Electric Manufacturers Association， NENA）于1994年制定了PET性能评价标准及测试方法NEMA NU 2-199 4，2001年对其进行了更新，更新后版本为NEMA NU 2-2001。
核医学仪器专题培训
27
五、图像的衰减校正
为什么要进行衰减校正？
•显像用放射性核素γ射线的能量主要在80~500keV之间 •人体组织的衰减(Attenuation)对投影值有较大影响。 •SPECT断层重建算法忽略了组织对γ射线的衰减作用，使图
像定量不准，出现伪影。 •图像衰减校正(Attenuation Correction，AC)是解决人体衰减的主要方法。
衰减校正方法
•在探头的对侧设置放射源，利用放射源发射出的γ射线由患者体外穿透 人体，在SPECT探头上成像。 •在同一台SPECT上同时获得透射(transmission)图像和发射(emission)图 像，从透射图像求得被显像部位的三维衰减系数分布图，对发射型断层 图像进行衰减校正。
•目前，SPECT/CT可采用X线进行图像衰减校正。
主要功能为数据采集。
核医学仪器专题培训
33
（1）探测器环
若干个晶体排列而成，是决定PET性能的最重要部分。 探头晶体的材料不同，接收光子并转化为可见光的性能也有差异。 晶体主要有：
锗酸铋（bismuth germinate，BGO） 硅酸钆（gadolinium orthosillicate，GSO） 硅酸镥（lutetium oxyorthosillicate，LSO） LYSO等。 临床型PET（C-PET）采用NaI（Tl）晶体，但现在已经趋于淘汰。
5.井型计数器校准（well counter calibration）
核医学仪器专题培训
43
（七）PET的性能评价
评价标准
美国电器制造商协会（National Electric Manufacturers Association， NENA）于1994年制定了PET性能评价标准及测试方法NEMA NU 2-199 4，2001年对其进行了更新，更新后版本为NEMA NU 2-2001。
《核医学仪器与方法》课件
《核医学仪器与方法》 PPT课件
核医学仪器与方法是一门重要的医学领域，通过使用各种仪器和方法，可以 诊断和治疗多种疾病。本课件将介绍核医学仪器的概述和应用，以及核医学 的重要性和前景。
仪器概述
核医学技术概述
核医学技术是一种利用放射性同位素和仪器设 备进行医学诊断和治疗的方法。
仪器基本原理
核医学仪器的工作原理涉及射线探测、信息采 集和图像重建等过程。
核素探针的探测阈值和灵敏度 可以调整，以适应不同疾病的 诊断和治疗需求。
核素成像技术
1
单光子发射计算机体层显像
利用放射性同位素的发射的单个光子进
正电子发射断层扫描
2
行体层显像，以观察人体内部的活动。
通过正电子的发射和探测，实现对人体
组织和器官的断层扫描和成像。
3
同步辐射计算机体层扫描
同步辐射计算机体层扫描结根据功能和用途可分为放射性同位 素探针、探测器和成像仪器等。
仪器检定与质控
为确保核医学仪器的准确性和可靠性，需要进 行定期的检定和质量控制。
放射性同位素
1 应用广泛的同位素
放射性同位素在核医学中 有着广泛的应用，包括诊 断、治疗和研究等方面。
2 同位素的基本性质
放射性同位素具有不稳定 性和放射性衰变的特性， 可以通过放射性衰变发出 射线。
3 同位素探针的原理
同位素探针是一种利用放 射性同位素标记的特定物 质，用于诊断和治疗疾病。
核素探针与传感器
探测及测量原理
核素探针通过射线的探测和测 量，实现对特定区域的诊断或 治疗。
探测器种类与特点
核素探针使用不同种类的探测 器，例如闪烁探测器和计数器 等，具有各自的特点。
探测阈值与灵敏度控 制
核医学仪器与方法是一门重要的医学领域，通过使用各种仪器和方法，可以 诊断和治疗多种疾病。本课件将介绍核医学仪器的概述和应用，以及核医学 的重要性和前景。
仪器概述
核医学技术概述
核医学技术是一种利用放射性同位素和仪器设 备进行医学诊断和治疗的方法。
仪器基本原理
核医学仪器的工作原理涉及射线探测、信息采 集和图像重建等过程。
核素探针的探测阈值和灵敏度 可以调整，以适应不同疾病的 诊断和治疗需求。
核素成像技术
1
单光子发射计算机体层显像
利用放射性同位素的发射的单个光子进
正电子发射断层扫描
2
行体层显像，以观察人体内部的活动。
通过正电子的发射和探测，实现对人体
组织和器官的断层扫描和成像。
3
同步辐射计算机体层扫描
同步辐射计算机体层扫描结根据功能和用途可分为放射性同位 素探针、探测器和成像仪器等。
仪器检定与质控
为确保核医学仪器的准确性和可靠性，需要进 行定期的检定和质量控制。
放射性同位素
1 应用广泛的同位素
放射性同位素在核医学中 有着广泛的应用，包括诊 断、治疗和研究等方面。
2 同位素的基本性质
放射性同位素具有不稳定 性和放射性衰变的特性， 可以通过放射性衰变发出 射线。
3 同位素探针的原理
同位素探针是一种利用放 射性同位素标记的特定物 质，用于诊断和治疗疾病。
核素探针与传感器
探测及测量原理
核素探针通过射线的探测和测 量，实现对特定区域的诊断或 治疗。
探测器种类与特点
核素探针使用不同种类的探测 器，例如闪烁探测器和计数器 等，具有各自的特点。
探测阈值与灵敏度控 制
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
《核医学仪器》课件
放射性粒子植入治疗可用于肿瘤的近距离放射治疗，而放射免疫疗法则利用抗体与 肿瘤抗原的结合，将放射性药物定向作用于肿瘤组织。
这些治疗方法具有创伤小、副作用少等优点，为患者提供了更加安全有效的治疗选 择。
在药物研发中的应用
核医学仪器在药物研发中发挥着关键作用，通过放射性标记技术可以对 药物进行追踪和监测，了解其在体内的分布、代谢和排泄情况。
医学治疗案例
案例二：神经性疼痛治疗
神经性疼痛是一种常见的慢性疼痛，核医学治疗可以提供有效的缓解。医生可以使用放射性药物来破 坏引起疼痛的神经纤维，从而减轻患者的痛苦。核医学仪器在监测治疗效果和调整治疗方案方面具有 重要作用。
药物研发案例
案例一：靶向抗癌药物研发
VS
核医学仪器在靶向抗癌药物的研发过 程中发挥了关键作用。通过放射性标 记技术，研究人员可以追踪药物在体 内的分布和代谢，了解药物与肿瘤的 结合情况，为药物的进一步优化提供 依据。
药物研发案例
案例二：免疫疗法药物研发
免疫疗法是一种新兴的治疗方法，核医学仪器在免疫疗法的药物研发中具有重要 作用。研究人员可以使用核医学仪器来监测免疫细胞在体内的活化和分布，了解 免疫反应的强度和持久性，为药物的研发提供重要的实验依据。
THANKS
感谢观看
02
核医学仪器通过测量放射性物质 的发射、衰变和分布等特性，提 供有关人体生理、病理和药物代 谢等方面的信息。
核医学仪器的发展历程
核医学仪器的发展始于20世纪初， 随着科技的不断进步，核医学仪器经 历了从简单计数器到复杂成像系统的 演变。
近年来，随着计算机技术和数字化技 术的引入，核医学仪器在图像质量、 操作便捷性和智能化等方面取得了显 著进步。
02
核医学仪器的工作原理
这些治疗方法具有创伤小、副作用少等优点，为患者提供了更加安全有效的治疗选 择。
在药物研发中的应用
核医学仪器在药物研发中发挥着关键作用，通过放射性标记技术可以对 药物进行追踪和监测，了解其在体内的分布、代谢和排泄情况。
医学治疗案例
案例二：神经性疼痛治疗
神经性疼痛是一种常见的慢性疼痛，核医学治疗可以提供有效的缓解。医生可以使用放射性药物来破 坏引起疼痛的神经纤维，从而减轻患者的痛苦。核医学仪器在监测治疗效果和调整治疗方案方面具有 重要作用。
药物研发案例
案例一：靶向抗癌药物研发
VS
核医学仪器在靶向抗癌药物的研发过 程中发挥了关键作用。通过放射性标 记技术，研究人员可以追踪药物在体 内的分布和代谢，了解药物与肿瘤的 结合情况，为药物的进一步优化提供 依据。
药物研发案例
案例二：免疫疗法药物研发
免疫疗法是一种新兴的治疗方法，核医学仪器在免疫疗法的药物研发中具有重要 作用。研究人员可以使用核医学仪器来监测免疫细胞在体内的活化和分布，了解 免疫反应的强度和持久性，为药物的研发提供重要的实验依据。
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02
核医学仪器通过测量放射性物质 的发射、衰变和分布等特性，提 供有关人体生理、病理和药物代 谢等方面的信息。
核医学仪器的发展历程
核医学仪器的发展始于20世纪初， 随着科技的不断进步，核医学仪器经 历了从简单计数器到复杂成像系统的 演变。
近年来，随着计算机技术和数字化技 术的引入，核医学仪器在图像质量、 操作便捷性和智能化等方面取得了显 著进步。
02
核医学仪器的工作原理
《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
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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：
核医学仪器与方法课件
闪烁计数器利用闪烁物质在射线作用下发光的现象，测 量放射性物质的活度和能量。
常用的放射性测量仪器包括闪烁计数器、半导体探测器 等。
半导体探测器利用半导体材料对射线的高灵敏度特性， 测量放射性物质的活度和分布等参数。
03
核医学仪器应用方法
放射性核素显像技术
总结词
利用放射性核素标记的药物作为示踪剂，通过体外成像技术显示组织器官的生理和病理变化。
详细描述
放射性核素显像技术是核医学中应用最早、最广泛的技术之一。它利用放射性核素标记的药物作为示踪剂，通过 体外成像技术显示组织器官的生理和病理变化。该技术可用于诊断肿瘤、心血管疾病、神经系统疾病等多种疾病 。
正电子发射断层显像技术
总结词
利用正电子发射断层扫描技术，对体内正电子示踪剂进行成像，以获取分子和代谢水平的信息。
核医学仪器与超声成像的比较
超声成像利用高频声波显示脏器和组织的结构，而核医学仪器则利用放射性核素发出的 射线进行成像。两者原理和应用场景不同，但都是无创、无痛、无辐射的检查方法。
感谢您的观看
THANKS
如遇到无法解决的问题，应及时联系厂家或专业维修人员进 行维修，避免影响正常工作。同时，应建立完善的维修档案 ，记录故障现象、排除方法和维修结果等，以便日后参考和 总结。
05
核医学仪器发展趋势与展 望
核医学仪器的发展趋势
核医学仪器向高精度、高灵敏度方向发展
01
随着科技的不断进步，核医学仪器在探测器和成像技术方面取
核医学仪器的发展历程
20世纪50年代
核医学仪器开始应用于临床， 最初是用于检测体内放射性物
质的分布情况。
20世纪70年代
随着计算机技术的发展，核医 学仪器开始实现数字化和自动 化，提高了成像质量和效率。
常用的放射性测量仪器包括闪烁计数器、半导体探测器 等。
半导体探测器利用半导体材料对射线的高灵敏度特性， 测量放射性物质的活度和分布等参数。
03
核医学仪器应用方法
放射性核素显像技术
总结词
利用放射性核素标记的药物作为示踪剂，通过体外成像技术显示组织器官的生理和病理变化。
详细描述
放射性核素显像技术是核医学中应用最早、最广泛的技术之一。它利用放射性核素标记的药物作为示踪剂，通过 体外成像技术显示组织器官的生理和病理变化。该技术可用于诊断肿瘤、心血管疾病、神经系统疾病等多种疾病 。
正电子发射断层显像技术
总结词
利用正电子发射断层扫描技术，对体内正电子示踪剂进行成像，以获取分子和代谢水平的信息。
核医学仪器与超声成像的比较
超声成像利用高频声波显示脏器和组织的结构，而核医学仪器则利用放射性核素发出的 射线进行成像。两者原理和应用场景不同，但都是无创、无痛、无辐射的检查方法。
感谢您的观看
THANKS
如遇到无法解决的问题，应及时联系厂家或专业维修人员进 行维修，避免影响正常工作。同时，应建立完善的维修档案 ，记录故障现象、排除方法和维修结果等，以便日后参考和 总结。
05
核医学仪器发展趋势与展 望
核医学仪器的发展趋势
核医学仪器向高精度、高灵敏度方向发展
01
随着科技的不断进步，核医学仪器在探测器和成像技术方面取
核医学仪器的发展历程
20世纪50年代
核医学仪器开始应用于临床， 最初是用于检测体内放射性物
质的分布情况。
20世纪70年代
随着计算机技术的发展，核医 学仪器开始实现数字化和自动 化，提高了成像质量和效率。
核医学仪器与方法 ppt课件
ppt课件
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一、 基本结构
1.3 光电倍增管（PMT）
基本结构
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22
一、 基本结构
1.3 光电倍增管（PMT）
基本结构
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一、 基本结构
基本结构
1.4预放大器 预放大器对PMT输出脉冲作初步放大，同时匹配PMT
与后续电路之间阻抗，以便系统对该脉冲的进一步处理。 PMT与预放大器之间接有一只电容C，起到隔离高压作用。 由于PMT输出脉冲幅度很小，为了减小外界干扰，预放大 器通常安装在紧靠PMT管座的上方。经过预放大器后脉冲 有一定幅度，再通过线路送到线性放大器。
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14
一、 基本结构
基本结构
1.2 碘化钠（铊）（Nal(Tl)）晶体探测器 增加晶体厚度可增加γ 射线被完全吸收的概率，因此
提高探测灵敏度。然而也同时增加多次康普顿散射的概率， 导致γ 射线X-Y坐标作用点错位，降低成像分辨率。基于 这一原因， γ 相机采用较薄的Nal(Tl)晶体。但由于许多 γ 射线会穿透晶体，不能于晶体发生相互作用，降低了成 像灵敏度，这一问题在高能核素成像时，如18F，变得更 为突出。目前能够进行高能核素成像的γ 相机多采用5/8 英寸晶体，以获得较高的灵敏度，同时又保证低能核素成 像的分辨率。
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一、 基本结构
基本结构
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一、 基本结构
基本结构
如γ 相机原理框图， γ 相机通常由以下主要部分组成： 准直器，探测器（晶体），光电倍增管（PMT），预放 大器，放大器，脉冲高度分析器（PHA），X、Y位置 电路、总和电路，以及显示或记录器件。带有计算机的 γ 相机还有模/数（A/D）转换器和数字计算机。探测 器，PMT、放大器、X、Y位置电路和总和电路组装在 一个单元中，称为γ 相机探头。探头被安装在支架上， 通过开关控制上下移动和转动，以便对准患者的检查部 位。
核医学概论核医学仪器ppt课件
三、核医学仪器
• 探头（辐射探测器）：利用射线和物质相互 作用产生的各种效应将射线的辐射能转变为 电子线路部分能处理的电信号。
• 电子学单元：根据不同的测量要求和探测器 的特点而设计的分析和记录电信号的电子测 量仪器。
• 数据处理系统（附加部件）：按不同的检测 目的和需要而配备的计算机数据处理系统、 自动控制系统、显示系统和储存系统等。
三、核医学仪器
核探测仪器的种类
按照测量 原理分
• 电离探测仪（ionization detector）
• 闪烁探测仪（scintillation detector）
按用途分
• 显像仪器（γ 相机、SPECT、 SPECT/CT、PET、PET/CT、PET/MR）
• 功能测定仪器
• 体外样本测量仪器
核医学的发展历史与现状
SPECT/CT
PET/CT
（3） SPECT与γ 相机的机架、扫描 床与图像处理计算机系统
显示记录装置 由脉冲高度分析器输出的信号进入显示
记录系统，显示记录系统主要有： 定标仪、计数率仪、显像仪器组成。
2、SPECT与γ 相机工作原理
NaI晶体 光电倍增管（PMT） 前置放大器
经过放大到几伏至几十 伏，才能触发电子测量 仪器而被记录下来。
（2） SPECT与γ 相机的电路
定位电路和能量电路 在晶体中发生一个γ 闪烁事件，就会使排
列有序的光电倍增管阳极端输出众多幅度不等 的电脉冲信号，对这些信号经过一系列分析电 路的权重处理，就可以得到这一闪烁事件的位 置信号和能量信号，在显示屏的相应位置上出 现一个荧光信号，荧光的亮度与射线能量大小 成正比。
三、核医学仪器
1、SPECT与γ 相机结构 自1957年Anger研制出第一台γ 照相机以来，
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核医学仪器专题知识讲座
第一节 放射性探测仪器的基本原理 第二节 γ相机 第三节 SPECT与SPECT/CT 第四节 PET与PET/CT、PET/MR 第五节 脏器功能测定仪器 第六节 放射性计数测量仪器 第七节 放射性药物合成、分装仪
重点难点
掌握
1. 放射性探测仪器的基本构成和工作原理 2. γ相机的显像原理与动态显像 3. SPECT工作原理与显像特点 4. PET的显像原理 5. PET/CT和PET/MR的显像特点
核医学（第9版）
二、放射性探测仪器的基本构成和工作原理
用于放射性探测的仪器种类繁多，但其基本构成是一致的，通常都由两大部分组成：放射 性探测器和后续电子学单元。
放射性探测器通常被称为探头，其作用是使射线在其中发生电离或激发，再将产生的离子 或荧光光子收集并转变为可以记录的电信号，因此实质上它是一个将射线能量转变为电能的换 能器。后续电子学单元是由一系列电子学线路和外部显示装置构成，可以将放射性探测器输入 的电信号进行放大、运算、分析、选择等处理，并加以记录和显示，从而完成对射线的探测、 分析过程。
γ 相机的晶体基本上都采用大型NaI（Tl）晶体，晶体的直径可以从28.0cm到56.4cm，厚度从 6.35mm（1/4in）到15.9mm（5/8in）。
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 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。 3. 光电倍增管 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。 4. 前置放大器 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
核医学（第9版）
一、γ相机的基本结构
1. 准直器（collimator）
目前使用的准直器主要有两类： 平行孔准直器和针孔准直器。
准直器按适用的γ射线的能量分 为低能、中能、高能和超高能准直器； 按灵敏度和分辨率又可分为三类：高 灵敏型、高分辨型和通用型。
核医学（第9版）
一、γ相机的基本结构
2. 闪烁晶体（scintillation crystal）
核医学（第9版）
二、放射性探测仪器的基本构成和工作原理
光前
核 射 线
闪 烁 体
光 导
电 倍 增
置 放 大
管器
主 放 大 器
脉 冲 高 度 分 析 器
显 示 记 录 装 置
放射性探测仪 器的组成框图
工作电源
第二节
γ相机
核医学（第9版）
肾脏扫描图
肾脏γ照相图 1957年Hal O. Anger 研制成功第一台γ照相机，一次成像可以同时获取视野内所有的γ射线，实现了 连续动态显像，把脏器显像与功能测定结合起来观察，这在放射性核素显像技术上是一个质的飞跃。
在核医学领域，一般利用以下三种现象作为放射性探测的基础： 1. 电离 各种射线均可引起物质电离，产生相应的电荷数或电离电流。根据此原理制成的探测器 称为电离探测器，如电离室、盖革计数器等。 2. 激发 带电粒子能直接激发闪烁物质发出荧光，γ射线则是通过与物质相互作用产生的次级电 子激发闪烁物质发出荧光。根据该原理制成的探测器称为闪烁探测器，目前最常用的核医学仪 器都是采用该类探测器。 3. 感光 核射线与普通光线一样，可使X光胶片和核乳胶感光。依据这一原理，放射自显影技术 得以建立并发展。
核医学（第9版）
尽管X射线和γ 射线在本质上都属 于光子流，但两者的成像原理却 完全不同。X线成像基于射线穿 透人体时不同密度和厚度的组织 对射线的吸收不同，射线方向是 可控的，几乎所有射线均可用于 成像；核医学成像则基于组织脏 器的功能变化，使摄入的放射性 核素分布不同，射线方向是不可 控的，仅少量射线可用于成像。 因此成像设备结构有很大不同。
熟悉 1. 放射性探测的基本原理 2. 常用的脏器功能测定仪器和放射性计数测量仪器 3. 正电子放射性药物合成系统和分装仪
了解 1. 多模态生物医学成像系统及动物显像设备
核医学（第9版）
核医学仪器
核医学仪器的定义
核医学仪器是在医学中用于探测和记录放射性核素发出射线的种类、能量、活度，以及随 时间变化规律和空间分布的各种仪器的统称，是实现核医学工作必不可少的基本工具。
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。
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（第9版）
二、放射性探测仪器的基本构成和工作原理
晶体、耦合剂、光电倍增管、前置放大器等部件共同组成探测器的探头，是探测仪器最 重要的部分
核医学（第9版）
二、放射性探测仪器的基本构成和工作原理
单道脉冲高度分析器是最基 本的电子学分析电路，由上、 下两路甄别器和一个反符合 电路组成。只有当输入脉冲 的高度大于V同时小于V+∆V 时，才能触发反符合线路而 输出电脉冲信号，使之进入 计算机进行分析和记录。
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。
第一节 放射性探测仪器的基本原理 第二节 γ相机 第三节 SPECT与SPECT/CT 第四节 PET与PET/CT、PET/MR 第五节 脏器功能测定仪器 第六节 放射性计数测量仪器 第七节 放射性药物合成、分装仪
重点难点
掌握
1. 放射性探测仪器的基本构成和工作原理 2. γ相机的显像原理与动态显像 3. SPECT工作原理与显像特点 4. PET的显像原理 5. PET/CT和PET/MR的显像特点
核医学（第9版）
二、放射性探测仪器的基本构成和工作原理
用于放射性探测的仪器种类繁多，但其基本构成是一致的，通常都由两大部分组成：放射 性探测器和后续电子学单元。
放射性探测器通常被称为探头，其作用是使射线在其中发生电离或激发，再将产生的离子 或荧光光子收集并转变为可以记录的电信号，因此实质上它是一个将射线能量转变为电能的换 能器。后续电子学单元是由一系列电子学线路和外部显示装置构成，可以将放射性探测器输入 的电信号进行放大、运算、分析、选择等处理，并加以记录和显示，从而完成对射线的探测、 分析过程。
γ 相机的晶体基本上都采用大型NaI（Tl）晶体，晶体的直径可以从28.0cm到56.4cm，厚度从 6.35mm（1/4in）到15.9mm（5/8in）。
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 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。 3. 光电倍增管 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。 4. 前置放大器 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
核医学（第9版）
一、γ相机的基本结构
1. 准直器（collimator）
目前使用的准直器主要有两类： 平行孔准直器和针孔准直器。
准直器按适用的γ射线的能量分 为低能、中能、高能和超高能准直器； 按灵敏度和分辨率又可分为三类：高 灵敏型、高分辨型和通用型。
核医学（第9版）
一、γ相机的基本结构
2. 闪烁晶体（scintillation crystal）
核医学（第9版）
二、放射性探测仪器的基本构成和工作原理
光前
核 射 线
闪 烁 体
光 导
电 倍 增
置 放 大
管器
主 放 大 器
脉 冲 高 度 分 析 器
显 示 记 录 装 置
放射性探测仪 器的组成框图
工作电源
第二节
γ相机
核医学（第9版）
肾脏扫描图
肾脏γ照相图 1957年Hal O. Anger 研制成功第一台γ照相机，一次成像可以同时获取视野内所有的γ射线，实现了 连续动态显像，把脏器显像与功能测定结合起来观察，这在放射性核素显像技术上是一个质的飞跃。
在核医学领域，一般利用以下三种现象作为放射性探测的基础： 1. 电离 各种射线均可引起物质电离，产生相应的电荷数或电离电流。根据此原理制成的探测器 称为电离探测器，如电离室、盖革计数器等。 2. 激发 带电粒子能直接激发闪烁物质发出荧光，γ射线则是通过与物质相互作用产生的次级电 子激发闪烁物质发出荧光。根据该原理制成的探测器称为闪烁探测器，目前最常用的核医学仪 器都是采用该类探测器。 3. 感光 核射线与普通光线一样，可使X光胶片和核乳胶感光。依据这一原理，放射自显影技术 得以建立并发展。
核医学（第9版）
尽管X射线和γ 射线在本质上都属 于光子流，但两者的成像原理却 完全不同。X线成像基于射线穿 透人体时不同密度和厚度的组织 对射线的吸收不同，射线方向是 可控的，几乎所有射线均可用于 成像；核医学成像则基于组织脏 器的功能变化，使摄入的放射性 核素分布不同，射线方向是不可 控的，仅少量射线可用于成像。 因此成像设备结构有很大不同。
熟悉 1. 放射性探测的基本原理 2. 常用的脏器功能测定仪器和放射性计数测量仪器 3. 正电子放射性药物合成系统和分装仪
了解 1. 多模态生物医学成像系统及动物显像设备
核医学（第9版）
核医学仪器
核医学仪器的定义
核医学仪器是在医学中用于探测和记录放射性核素发出射线的种类、能量、活度，以及随 时间变化规律和空间分布的各种仪器的统称，是实现核医学工作必不可少的基本工具。
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。
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（第9版）
二、放射性探测仪器的基本构成和工作原理
晶体、耦合剂、光电倍增管、前置放大器等部件共同组成探测器的探头，是探测仪器最 重要的部分
核医学（第9版）
二、放射性探测仪器的基本构成和工作原理
单道脉冲高度分析器是最基 本的电子学分析电路，由上、 下两路甄别器和一个反符合 电路组成。只有当输入脉冲 的高度大于V同时小于V+∆V 时，才能触发反符合线路而 输出电脉冲信号，使之进入 计算机进行分析和记录。
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。