医学成像技术第四章放射性核素成像系统PET
医学诊断中的分子影像技术
医学诊断中的分子影像技术分子影像技术是一种基于现代医学方法和技术的高级诊断技术，在疾病诊断和治疗中有着重要的应用。
它是基于对疾病发生和发展机制认识的深化，通过影像技术展现疾病分子层面变化的一种诊断手段。
其中有许多技术，包括单光子放射性计量计算机断层扫描（SPECT）、正电子发射断层扫描（PET）、功能性磁共振成像（fMRI）等。
这些技术的应用，不仅在临床医学领域中有广泛的应用，同时也成为了当今科技进步的重要体现。
一、 PET技术在分子影像技术中，PET技术是一种重要的检测手段，它能够检测体内放射性同位素发射的正电子，再通过计算机分析来绘制人体内组织和细胞之间的分子互动。
这一技术应用广泛，常被应用在治疗疾病方面，例如肿瘤和心脏疾病等。
在诊断过程中，医生将患者注射一种具有放射性的药物，然后使用一种术语PET-CT成像技术来检查身体内部的疾病情况。
PET技术的应用优点在于，它能够提供非常精确的疾病病变位置和程度信息，对于早期诊断和治疗疾病都有非常重要的作用。
二、 SPECT技术SPECT技术是一种基于放射性核素检测的单光子发射计算机成像技术，属于核医学诊断临床应用中的重要诊断手段之一。
SPECT技术通过测量患者内部的射线衰减来获取疾病分子层面的发生变化情况，并且，这种技术还可以通过使用不同的放射性标记物来检测不同类型的疾病，如癌症、心脏病、肝脏疾病、肺疾病等。
SPECT技术对于诊断化学和神经病理学上的疾病非常有效。
三、 fMRI技术fMRI技术，全称为功能性磁共振成像技术，是一种基于磁场特性扫描神经系统的成像技术，能够测量血液的供给和转运情况来反映脑区功能。
在脑部成像中，fMRI技术是最常用的一种技术，也是最为广泛的脑图像学研究方法之一。
fMRI技术能够提供用于疾病诊断和康复的非侵入性数据，可以突破传统医学领域的限制，给人体研究领域带来了无限的可能性。
四、分子影像学在肿瘤治疗中的应用分子影像学在肿瘤治疗中具有很好的应用前景。
peT医学是什么意思
peT医学是什么意思peT医学，全称正电子发射计算机断层扫描(PET)医学，是一门利用核医学技术对人体进行诊断和治疗的学科。
它结合了核医学、影像学、生物医学工程等多个学科的理论和方法，通过使用放射性同位素示踪剂，能够观察到人体内部生物化学和生理活动的变化，并通过图像技术进行准确的定位和分析。
在peT医学中，最常用的示踪剂是正电子放射性同位素，例如氟-18、碳-11等，这些同位素可以与人体内的特定分子结合。
通过将示踪剂注入人体，放射性同位素会释放出正电子，当这些正电子遇到负电子时会发生湮灭反应，产生两个相对运动的光子。
PET设备可以探测到这两个光子，通过计算机分析并重建成图像，展示人体内部的生物代谢和功能活动。
peT医学在临床中起着重要的作用。
它可以帮助医生诊断和区分多种疾病，如肿瘤、心脏病、神经系统疾病等。
通过扫描获得的图像，医生可以观察到组织器官的代谢活动、血液供应及血液循环等情况，从而帮助确定疾病的类型、严重程度和发展趋势，为治疗方案的选择提供依据。
与传统的影像学技术相比，peT医学具有明显的优势。
它能够提供更加全面和准确的信息，不仅可以显示组织和器官的结构，还可以观察到其功能活动的改变。
这对于一些病变早期阶段或仅在代谢水平发生改变时难以被发现的疾病特别重要。
此外，peT扫描也能实时监测治疗效果，及时调整治疗方案，提高治疗的准确性和效果。
然而，peT医学也存在一些限制和挑战。
首先，这一高精度的诊断技术要求设备和技术的高度精确和成熟，同时也对操作人员的临床经验和技术要求较高。
其次，由于放射性同位素的使用，对辐射防护和剂量控制非常重要，需要保证患者和医务人员的安全，避免副作用和长期影响。
随着医学科技的不断进步，peT医学在临床中的应用也在不断拓展。
未来，随着设备的进一步完善和技术的创新，peT医学有望在癌症早期诊断、个体化治疗等方面发挥更大的作用。
此外，随着分子生物学和基因组学的快速发展，peT医学也将与这些领域紧密结合，为研究和治疗提供更多的信息和手段。
核医学技术中级职称考试：2022第四章 放射性药物真题模拟及答案(6)
核医学技术中级职称考试：2022第四章放射性药物真题模拟及答案(6)1、放射性药物的制备步骤下列正确的是（）。
（单选题）A. 添加某些物质进行制备以适应人体给药B. 从轰击的靶物质中提取放射性核素C. 放射性核素通过化学转化成生物特定形式D. 纯化去除化学和放射性核素杂质E. 以上都对试题答案：E2、下列关于确定性效应的说法正确的是（）。
（单选题）A. 该效应可致细胞结构与功能改变或致大量细胞被杀死B. 通常存在剂量阈值C. 主要表现形式有白内障、再障、不育等D. 效应的严重程度随剂量的增加而增大E. 以上均正确。
试题答案：E3、进食后，心肌细胞的主要能源物质，是下列哪种物质？（）（单选题）A. 脂肪酸B. 葡萄糖C. 多肽D. 氨基酸E. 以上均不对试题答案：B4、关于运动试验的注意事项，下列论述错误的是（）。
（单选题）A. 严格掌握禁忌证，急性心肌梗死、不稳定型心绞痛、心力衰竭、严重高血压、大面积心肌梗死或左主干病变、严重心律失常等患者应列为禁忌证B. 做运动试验的医生要经过正规培训C. 运动量要达到标准，尤其是症状不典型的青年患者，否则会造成假阴性D. 试验室要配备心电除颤器，急救药品如硝酸甘油、毛花苷C、氧气等E. 预期心率为190次/分试题答案：E5、放射性药物贮存的修正系数为（）。
（单选题）A.B.C.D.E.试题答案：E6、放射性核素毒性权重系数A类为（）。
（单选题）A.B.C.D.E.试题答案：E7、99m Tc标记配套药盒时下列不正确的是（）。
（单选题）A. 配制MAA时应避免用力摇B. 如果发现应为负压的配体药盒瓶盖漏气，则不能使用该药盒C. 加入的99m TcO4－洗脱液的放射性活度、体积应符合说明书要求D. 使用的99m TcO4－洗脱液放置时间不超过24小时E. 注射MAA时应尽量少回血试题答案：D8、123I－MIBG探头设置的能峰为（）。
（单选题）A. 167keVB. 140keVC. 80keVD. 159keVE. f35keV试题答案：D9、小儿使用放射性药物的原则下列不正确的是（）。
petct的原理
petct的原理
PET-CT是一种医学成像技术，它结合了正电子发射断层扫描(PET)和计算机断层扫描(CT)。
PET是一种通过测量内部代谢和生物学过程来显示身体组织功能的成像技术，而CT则是一种通过测量身体部位的X射线吸收来显示身体组织结构的成像技术。
PET-CT的原理是将这两种技术结合起来，从而提供了更全面的信息，使医生能够更准确地诊断疾病。
PET-CT成像过程中，患者首先接受一种放射性核素注射剂，这种放射性核素被身体内的组织吸收，然后发射出正电子。
当这些正电子与周围的电子相遇时，它们会发射出两个相对方向的伽马光子。
这些伽马光子会被PET探测器捕获，并用计算机重建成三维图像，显示出身体内组织的代谢活动。
此时，CT扫描器会同时进行X射线扫描，以显示出身体组织的结构。
最终，PET和CT的图像将被比较和融合在一起，形成一个高分辨率、高对比度的图像。
PET-CT的应用范围非常广泛，包括癌症检测、心血管疾病诊断、神经系统疾病诊断等。
它对于疾病的早期诊断和治疗提供了非常有价值的信息。
然而，由于它的成本较高，因此在一些国家和地区，PET-CT 只被用于特定的疾病，或被限制在非常严格的指导方针下使用。
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医学成像技术(第四章 放射性核素成像系统SPECT)
SPECT的原理 SPECT的原理
SPECT检测通过放射性原子（ SPECT检测通过放射性原子（称为放射性 检测通过放射性原子 TC-99m TI-201）发射的单γ射线。 核，如TC-99m 、TI-201）发射的单γ射线。 放射性核附上的放射性药物可能是一种蛋 白质或是有机分子， 白质或是有机分子，选择的标准是它们的 用途或在人体中的吸收特性。比如， 用途或在人体中的吸收特性。比如，能聚 集在心肌的放射性药物就用于心脏SPECT 集在心肌的放射性药物就用于心脏SPECT 成像。 成像。这些能吸收一定量放射性药物的器 官会在图像中呈现亮块。 官会在图像中呈现亮块。如果有异常的吸 收状况就会导致异常的偏亮或偏暗， 收状况就会导致异常的偏亮或偏暗，表明 可能处于有病的状态。 可能处于有病的状态。
衰减校正
目前的SPECT理论把投影数据近似为病人 目前的SPECT理论把投影数据近似为病人 体内的放射性药物分布沿投影线的积分， 体内的放射性药物分布沿投影线的积分， 忽略了人体组织对γ射线的散射与吸收效应。 忽略了人体组织对γ射线的散射与吸收效应。 然而，对于核医学所使用的能量在60～ 然而，对于核医学所使用的能量在60～ 511keV的 射线来说， 511keV的γ射线来说，人体组织的衰减对 投影数据有相当大的影响， 投影数据有相当大的影响，因此需要进行 衰减校正。 衰减校正。 一方面取决于人体衰减系数图( map)的获 一方面取决于人体衰减系数图(µ map)的获 另一方面取决于衰减校正的算法。 取，另一方面取决于衰减校正的算法。
平面成像
相机固定在病人上方，获取单一角度数据 相机固定在病人上方，
平面动态成像
固定角度，长时间观察放射性示踪剂运动 固定角度，
SPECT成像 SPECT成像
(精品)影像医学课件PETCT显像
分辨率限制对微小病灶影响
空间分辨率限制
PETCT的空间分辨率相对较低，可能无法准确检测微 小病灶。
部分容积效应
小病灶在PET图像上可能受到周围正常组织的影响， 导致信号稀释和定位不准确。
解决方法
采用高分辨率PET扫描仪、优化图像重建算法和图像 处理技术，提高微小病灶的检出率。
放射性药物研发进展与挑战
PETCT全称为正电子发射断层显像/X线计算机体层成像， 是一种将PET和CT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。 PETCT采用正电子核素作为示踪剂，通过病灶对示踪剂 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。
CT精确定位病灶及进行病灶的定性，二者结合可以提高 诊断的准确性。
乳腺癌PETCT诊断价值
病灶定位
PETCT可以精确定位乳腺癌病灶，为后续治疗提供准确的目标。
评估转移
通过PETCT可以检测乳腺癌是否发生淋巴结转移或远处转移，对 病情进行全面评估。
监测复发
PETCT可用于监测乳腺癌治疗后的复发情况，及时发现并处理。
结直肠癌PETCT诊断价值
术前评估
通过PETCT可以了解结直肠癌的浸润范围和转移 情况，为手术方案的制定提供依据。
图像采集和处理
进行图像采集，确保患者保持 静止，避免运动伪影。
采集完成后，进行图像重建 和处理，包括滤波、校正等
步骤。
对重建后的图像进行评估和调 整，以获得最佳诊断效果。
04
PETCT图像解读与诊断思路
Chapter
正常解剖结构和生理变异识别
1 2
熟悉正常PETCT解剖结构 掌握人体各部位在PETCT图像上的正常表现，包 括骨骼、软组织、器官等。
核医学成像技术的最新进展
核医学成像技术的最新进展核医学成像技术作为现代医学领域的重要组成部分，为疾病的诊断和治疗提供了关键的信息。
近年来，随着科技的不断进步，核医学成像技术取得了一系列令人瞩目的新进展，为医疗实践带来了更强大的工具和更精准的诊断能力。
一、正电子发射断层扫描（PET）技术的改进PET 是核医学成像中最常用的技术之一。
近年来，PET 技术在探测器材料、图像重建算法和临床应用方面都有了显著的改进。
在探测器材料方面，新型的闪烁晶体材料如硅酸镥（LSO）和硅酸钇镥（LYSO）的应用，大大提高了探测器的灵敏度和时间分辨率。
这使得 PET 能够更快速地采集图像，减少患者的扫描时间，并提高图像质量。
图像重建算法的不断优化也是 PET 技术发展的重要方向。
先进的迭代重建算法能够更好地处理噪声和散射，提高图像的对比度和分辨率，从而更清晰地显示病变组织的细节。
在临床应用方面，PET 与计算机断层扫描（CT）或磁共振成像（MRI）的融合技术（PET/CT 和 PET/MRI）已经成为常规。
这些融合技术将功能代谢信息与解剖结构信息完美结合，为肿瘤、心血管疾病和神经系统疾病的诊断和分期提供了更全面、更准确的依据。
二、单光子发射计算机断层扫描（SPECT）技术的创新SPECT 技术虽然不如 PET 那么热门，但也在不断创新和发展。
探测器技术的改进使得 SPECT 的空间分辨率得到了提高。
新型的半导体探测器和多针孔准直器的应用，能够更精确地定位放射性核素的分布，从而提高图像的质量。
同时，SPECT 与 CT 的融合技术（SPECT/CT）也在逐渐普及。
CT提供的解剖结构信息有助于更准确地解释SPECT 图像，特别是在骨骼、心脏和肾脏等部位的成像中具有重要意义。
此外，新的放射性药物的研发也为 SPECT 技术的应用拓展了新的领域。
例如，针对特定肿瘤标志物的放射性药物能够提高 SPECT 对肿瘤的诊断特异性。
三、新型放射性药物的研发放射性药物是核医学成像的关键组成部分。
PET成像原理ppt课件
PET扫描仪结构与工作原理
探测器环
由多个探测器单元组成， 用于接收放射性药物衰变 产生的γ光子。
符合线路
用于判断两个探测器接收 到的γ光子是否来自同一事 件，即是否符合成像要求 。
数据采集系统
将符合要求的γ光子事件记 录下来，形成原始的PET 数据。
数据采集与处理系统
数据采集
通过PET扫描仪采集原 始的PET数据。
02
PET成像原理
正电子发射与湮灭
正电子发射
放射性核素衰变时，释放出正电 子，正电子带有与电子相同的质 量但电荷相反的电荷。
正电子湮灭
正电子在物质中与电子相遇，发 生湮灭反应，产生两个方向相反 、能量均为511keV的伽马光子。
511keV伽马光子产生与探测
伽马光子产生
正电子湮灭产生的两个511keV伽马 光子以相反方向飞出。
冠心病
01
PET成像可以检测心肌的血流灌注和代谢情况，评估心肌缺血和
梗死的程度。
心力衰竭
02
通过PET成像可以评估心脏的收缩和舒张功能，以及心肌的代谢
状态。
动脉粥样硬化
03
PET成像可以检测血管壁的炎症和代谢异常，预测动脉粥样硬化
的进展。
肿瘤学应用：早期发现、分期和疗效评估
早期发现
PET成像具有较高的灵敏度和特异性，可以在肿瘤早期发现异常 代谢灶。
长半衰期放射性药物
延长药物在体内的停留时间，提高成像质量和诊 断准确性。
3
多功能放射性药物
结合诊断和治疗功能，实现个性化精准医疗。
多模态融合成像技术发展趋势
PET/CT融合成像
结合PET的功能代谢信息和CT的结构信息，提高诊断准确性。
核医学作业习题
绪论一、单项选择题1. 核医学的定义是( )。
A.研究放射性药物在机体的代谢B.研究核素在脏器或组织中的分布C.研究核技术在疾病诊断中的应用D.研究核技术在医学的应用及理论2. 1896年法国物理学家贝可勒尔发现了( )。
A.同位素B.放射性衰变C.人工放射性核素D.放射现象二、多项选择题1.临床核医学包括( )。
A.显像诊断B.体外分析C.核素功能测定D.核素治疗2. 临床核医学应用范围( )。
A. 应用于临床各器官系统B.仅显像诊断C.仅在内分泌系统应用D.临床诊断、治疗和研究三、名词解释1. 核医学(Nuclear Medicine)四、问答题1. 核医学包括的主要内容有哪些？第一章核医学物理基础一、单项选择题1.同位素具有( )。
A.相同质子数B. 相同质量数C. 相同中子数D. 相同核能态2. 5mCi等于( )。
A. 185kBqB.1.85MBqC. 185MBqD.18.5MBq3. 放射性活度的国际单位是( )。
A.居里(Ci)B.希沃特(Sv)C.戈瑞(Gy)D.贝可(Bq)4. 18F的中子数为是( )。
A.10B.9C.18D.365. 在射线能量数值相同的情况下内照射危害最大的是( )。
A.α射线照射B. β射线照射C.γ射线照射D.γ和β射线混合照射6. 原子核是由以下哪些粒子组成的( )。
A.中子和电子B.质子和核外正电子C.质子和中子D.质子和核外负电子7. 具有特定的质子数、中子数及核能态的一类原子，其名称为( )。
A.同位素B.原子核C.同质异能素D.核素8. 核衰变后质量数减少4，原子序数减少2，是哪类衰变( )。
A.β-衰变B.α衰变C.γ衰变D.β+衰变9. 剂量单位贝可勒尔是( )。
A.照射量的单位B.剂量当量的单位C.放射性活度的单位D.半衰期的单位10. 设某核素的物理半衰期为6h，生物半衰期为4h，该核素的有效半衰期是( )。
A.2.4hB.6/4 hC.4/6 hD.2 h E、9 h二、多项选择题1. 下列哪些是影响放射性核素有效半衰期的因素( )。
医学成像-第四章：放射性核素成像精讲
t
T1/ 2
ln 2
核衰变的规律
生物半衰期(Tb) 指生物体内的放射性核素由于生物代于放射性衰变和生物代谢过程 共同作用，减少到原来的一半所需要的时间。 满足关系：λeff =λ＋λb
1 1 1 Teff T Tb 1/ 2
γ相机结构
相机准直器（Collimator） 闪烁探测器（NaI晶体） 光电倍增管(PMT) 位置电路 数据分析计算机
准直器固 定结构
准直器孔
探头周围铅屏蔽 NaI 晶体 光电倍增管
预放器阵列
位置变换电路
X+ XY+ YE
A/D 行地址 列地址 计数式 图像帧存
A/D
能 量 窗 口
2：放射性同位素成像系统的分析
主要指标： 1：系统的灵敏度： 系统对每单位放射性所能探测到并用于 成像的光子数，即：灵敏度＝每秒计数/微 居里 (1):准直器的影响 (2):闪烁晶体厚度的影响 (3):脉冲高度分析器中能量阈值的设定
放射性同位素成像系统的分析
2：系统的模糊度或分辨力 单位：LP/cm 影响因数： （1）：患者的移动或脏器的运动 （2）：准直器的影响 a:准直器小孔的大小 b:准直器小孔的长度 c:照相机与成像物体间的距离 （3）：闪烁晶体的影响
核医学的方法
在进行脏器显像和/或功能测定时，医生根 据检查目的，给病人口服或静脉注射某种放 射性示踪剂，使之进入人体后参与体内特定 器官组织的循环和代谢，并不断地放出射线。 这样我们就可在体外用各种专用探测仪器追 踪探查，以数字、图像、曲线或照片的形式 显示出病人体内脏器的形态和功能。
核医学的特点
1.放射性核素成像的物理基础
1:同位素 指具有相同质子数(原子序数)但具有不同 中子数的核数。一般分为两种，一是同位素 性质比较稳定（没有放射性），一是具有放 射性。 2:衰变 指核素自发的发生结构和能量状态的改变， 放射出α、β、γ射线并转变成另一种核素的 过程。
医学成像技术(第四章 放射性核素成像系统PET)
镓 铷
PET影像分辨率的极限 PET影像分辨率的极限
正电子湮灭作用过程中粒子的动量的变化会导致 511 keV光子在探测野中产生约4‰弧度的不确 keV光子在探测野中产生约 光子在探测野中产生约4‰弧度的不确 定性偏离。 定性偏离。 对探测环横断面视野直径为70cm的PET， 对探测环横断面视野直径为70cm的PET，会导 mm的位置不确定性 的位置不确定性。 致2－3mm的位置不确定性。 这一微小偏差， 这一微小偏差，以及正电子发射位置与湮灭辐射 的发生点之间存在微小间距， PET的分辨率有 的发生点之间存在微小间距，使PET的分辨率有 一极限值制约。 一极限值制约。 对大视野（FOV）PET而言 最高分辨率约为3 而言， 对大视野（FOV）PET而言，最高分辨率约为3 mm。 －4mm。
PET断层图像 PET断层图像
PET三维重建图像 PET三维重建图像
PET影像的重建 PET影像的重建
反向投影法( 反向投影法(FBP) 迭代重建法(EM，OS－ 迭代重建法(EM，OS－EM)
PET影像的重建 PET影像的重建
2D影像重建
2D影像重建是PET影像重建的基础 把各方向投影数据组成正弦图，每个投影为正弦图的一行
PET电子准直的特点 PET电子准直的特点
电子准直是PET的一大特点，它省去了沉重的 PET的一大特点 的一大特点， 铅制准直器，改进了点响应函数的灵敏度和均
匀性。 匀性。 不再因准直器的使用损失了很大部分探测效率。 不再因准直器的使用损失了很大部分探测效率。 避免了准直器对分辨率和均匀性不利的影响。 避免了准直器对分辨率和均匀性不利的影响。 利用了一部分被准直器挡住的γ光子， 利用了一部分被准直器挡住的γ光子，极大地提 高了探测灵敏度。 采集模式而言，PET的 高了探测灵敏度。就2D采集模式而言，PET的 灵敏度比SPECT高10倍以上 倍以上。 灵敏度比SPECT高10倍以上。 使用铅准直器的SPECT系统分辨率为 系统分辨率为8 16mm， 使用铅准直器的SPECT系统分辨率为8－16mm， 而电子准直的PET系统分辨率为 系统分辨率为3 mm。 而电子准直的PET系统分辨率为3－8mm。
PET医学是什么
PET医学是什么PET医学即正电子发射计算机断层扫描（Positron Emission Tomography，PET）医学，是当代医学领域中一项重要的诊断技术。
它通过测量放射性同位素标记的生物分子在体内的分布和代谢来获取关键信息，为医生提供了非常有价值的诊断和治疗指导。
PET技术原理PET技术基于放射性同位素的衰变原理，通过注入涂有放射性同位素的药物（也称为示踪剂）进入患者体内，随后使用PET设备进行扫描。
示踪剂可以针对不同的生物过程进行标记，如葡萄糖代谢、氧气摄取和血液灌注等。
放射性同位素会放射出正电子，当正电子与体内的电子相遇时，会发生湮灭并产生两个相对方向的伽玛光子。
PET设备能够探测并记录下这些伽玛光子的信息，从而生成具有空间和时间分辨率的断层图像。
PET在临床应用中的价值PET医学在诊断和治疗过程中起着重要的作用。
它可以提供关于疾病生理学、代谢过程和分子细胞机制等方面的信息，帮助医生进行准确的诊断和治疗判定。
主要的临床应用领域包括：肿瘤学PET医学在肿瘤学领域有广泛的应用。
通过标记葡萄糖示踪剂，PET扫描可以检测肿瘤组织的糖代谢活性，帮助区分恶性肿瘤和良性肿瘤，评估肿瘤的生长和转移情况，以及监测肿瘤治疗的效果。
心脏病学PET医学可以评估心脏的代谢状况和功能情况，对心肌缺血和心脏病变的诊断具有重要价值。
通过注射示踪剂，PET扫描可以观察心肌的血流情况，判断心肌是否受到供血不足的影响，同时还可以评价心室功能和心肌细胞的代谢状况。
神经学PET医学在神经学领域也有广泛应用。
通过注射示踪剂，PET扫描可以观察脑血流和葡萄糖代谢的情况，帮助研究脑功能活动的变化，评估脑部疾病如阿尔茨海默病和帕金森病等的进展情况。
PET的优势和局限性与其他医学影像技术相比，PET具有以下优势：1.高灵敏度：PET可以探测到非常微弱的放射光子信号，因此对于病灶的检测更加敏感。
2.动态观察：PET可以提供生物分子在动态过程中的信息，如药物的代谢过程、酶的活性变化等。
2024年医学影像学课件放射性核素显像
医学影像学课件放射性核素显像一、引言医学影像学是一门研究医学成像技术的学科，其发展对疾病的诊断和治疗具有重要意义。
放射性核素显像作为医学影像学的一个重要分支，通过放射性核素在体内的分布和代谢，为疾病的诊断和治疗提供了重要的信息。
本文将对放射性核素显像的基本原理、应用及其在医学影像学中的重要地位进行详细阐述。
二、放射性核素显像的基本原理放射性核素显像是一种基于放射性核素发射的射线进行成像的技术。
放射性核素是指具有不稳定原子核的元素，它们通过放射性衰变释放射线，包括α粒子、β粒子和γ射线。
在医学影像学中，常用的放射性核素主要有γ射线发射型核素，如99mTc、131I等。
放射性核素显像的基本原理是将放射性核素标记在特定的分子或药物上，通过静脉注射或口服等方式引入体内。
这些放射性核素标记的分子或药物在体内的分布和代谢过程中，会发射γ射线。
通过在体外使用γ相机等探测器对这些γ射线进行探测和成像，可以得到放射性核素在体内的分布图像，从而了解器官和组织的功能和代谢情况。
三、放射性核素显像的应用1.心血管系统：放射性核素显像可以用于评估心脏功能和心肌缺血情况，如心肌灌注显像和心脏功能显像。
2.呼吸系统：放射性核素显像可以用于评估肺部功能和肺血管疾病，如肺通气显像和肺灌注显像。
3.消化系统：放射性核素显像可以用于评估肝脏、胆囊、胃肠道等器官的功能和疾病，如肝功能显像和胃肠道出血显像。
4.骨骼系统：放射性核素显像可以用于评估骨骼代谢和疾病，如骨显像和骨转移瘤显像。
5.内分泌系统：放射性核素显像可以用于评估甲状腺、肾上腺等内分泌器官的功能和疾病，如甲状腺显像和肾上腺显像。
6.肿瘤学：放射性核素显像可以用于肿瘤的诊断、分期和疗效评估，如肿瘤显像和放射性核素治疗。
四、放射性核素显像在医学影像学中的重要地位1.早期诊断：放射性核素显像可以早期发现和诊断疾病，如肿瘤的早期诊断和心血管疾病的早期检测。
2.定量分析：放射性核素显像可以提供定量的功能参数，如心脏功能参数、肺部通气功能参数等，为疾病的评估和治疗提供重要依据。
PET成像技术
2D 采集方式
8-10mCi 3-4min/bed
低
<5~8mCi 1-3min/bed
明显高于2D
由于散射和随机计 图像质量佳 数率高，图像较模 糊 NECR值 低于2D 差 高 高
体重<80kg病人成像 <5mm病灶检出率
2D、3D采集方式灵活应用
4D PET-CT
呼吸运动…
CTAC
Ge-68 PET
Images courtesy of Johns Hopkins Medical Center
> 40 % 的病例由于呼吸运动的影响导致错位诊断
4D CT
Courtesy of GTY Chen, E. Rietzel, KP Doppke, NC Choi, CG Willett - MGH
2、PET数据采集方式
PET数据采集方式：
2D方式与3D方式 2D方式是在有电子准直状态下采集 3D方式是在撤除准直的状态下采集 3D 方式信息量较 2D 方式高 90% ， 信息量大,分辨率高,噪声多.
2D和3D采集方式原理
消除来自 视野内、外的散射 以获得高质量图像
总计数高，但由于 散射和随机计数也 明显增加，影响图 像质量
2、正电子发射
原子核中的一个质子释放正电子和
中微子并衰变为中子。 P ——〉n+β++ ν 18F原子结构： 9个质子、9个中子、 9 个核外电子； 注：氟稳定结构是10个中子
Carl Anderson
3、湮没辐射（annihilation）
湮没辐射：是指β+ 粒子与物质作用能量耗
尽时，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。
2024版医学影像学放射性核素显像课件
医学影像学放射性核素显像课件目录•放射性核素显像概述•放射性核素显像技术基础•放射性核素显像在医学影像学中的应用•放射性核素显像技术进展与挑战•放射性核素显像安全与防护•总结与展望PART01放射性核素显像概述定义与原理定义放射性核素显像是利用放射性核素或其标记化合物作为显像剂，在医学影像学设备下观察其在生物体内的分布和代谢情况，从而获取生物体内部结构和功能信息的一种技术。
原理放射性核素显像基于放射性核素的衰变特性，通过测量放射性核素在生物体内发出的射线，利用医学影像学设备进行图像重建，得到生物体内部结构和功能的可视化图像。
发展历程及现状发展历程放射性核素显像技术经历了从基础研究到临床应用的发展历程，随着医学影像学设备的不断更新和放射性核素标记技术的不断发展，其在医学领域的应用范围不断扩大。
现状目前，放射性核素显像技术已经成为医学影像学领域的重要分支之一，广泛应用于临床诊断和治疗监测。
同时，随着新技术的不断涌现和交叉学科的发展，放射性核素显像技术也在不断发展和完善。
•应用领域：放射性核素显像技术广泛应用于多个医学领域，如心血管系统、神经系统、肿瘤学、内分泌系统等。
通过放射性核素显像技术，医生可以更加准确地了解患者的病情和病变情况，为临床诊断和治疗提供更加可靠的依据。
放射性核素显像技术具有以下价值价值通过放射性核素显像技术，医生可以更加准确地了解患者的病情和病变情况，减少误诊和漏诊的可能性。
提高诊断准确性通过放射性核素显像技术，医生可以了解患者的病变部位、范围和程度等信息，为治疗决策提供更加可靠的依据。
指导治疗决策监测治疗效果通过放射性核素显像技术，医生可以实时监测患者的治疗效果和病情变化情况，及时调整治疗方案。
推动医学研究放射性核素显像技术不仅应用于临床诊断和治疗监测，还为医学研究提供了重要的手段和工具。
通过放射性核素显像技术，医学研究人员可以更加深入地了解疾病的发病机制和病理生理过程，为疾病的预防和治疗提供更加有效的手段和方法。
医学影像学课件放射性核素显像
放射性核素显像在反映生物活性分子和生理过程方面具有优势，且设备简单、操作方便、成本较低。而MRI软 组织分辨率高，可进行功能成像，但设备复杂、成本较高，对某些部位成像效果不佳。
放射性核素显像与超声成像的比较
超声成像原理
利用高频声波在人体组织中的反射和传播形成图像。 优点是操作简便、实时性高、成本低廉，已广泛应用 于乳腺、腹部、心脏等器官的成像。缺点是对肺部等 含气组织成像效果不佳。
图像采集
根据检查要求，设置合适的仪器参数并进 行图，如停止饮 食、排空尿液等。
03
放射性核素显像临床应用
肿瘤诊断与分期
肿瘤诊断
放射性核素显像能够通过探测肿瘤组织中异常增高的代谢活动，从而对肿瘤进行 早期和准确的诊断。其中，最常用的核素显像方法是正电子发射计算机断层显像 （PET）和单光子发射计算机断层显像（SPECT）。
新型放射性核素显像剂的研发和应用是未来发展的重要方向 ，尤其是针对具有特异性靶向肿瘤的放射性核素显像剂。
研发新型放射性核素显像剂能够提高成像的敏感性和特异性 ，有助于更准确地诊断肿瘤，为临床提供更精确的治疗方案 。
放射性核素显像与其他影像学技术的融合
放射性核素显像与其他影像学技术的融合是未来发展的重 要趋势，例如将SPECT和CT、MRI等影像学技术融合，实 现多模态成像。
3
随着人们健康意识的提高和医疗技术的不断发 展，放射性核素显像在疾病早期筛查中的应用 将越来越广泛。
THANK YOU.
动脉粥样硬化
通过放射性核素显像技术可以检测动脉粥样硬化斑块的性质 和稳定性，从而预测患者发生心血管事件的风险。
其他系统疾病的诊断
神经系统疾病
放射性核素显像可以用于检测神经系统疾病，如帕金森病、阿尔茨海默病等 。这些疾病通常与神经递质的异常有关，而放射性核素显像可以观察到神经 递质的变化情况。
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对大视野（FOV）PET而言，最高分辨率约为3 －4mm。
医学成像技术第四章放射性核素成 像系统PET
PET（人体）影像分辨率的极限约为：~2mm
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更全面，可更早期地发现病变。
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镓
铷
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PET影像分辨率的极限
正电子湮灭作用过程中粒子的动量的变化会导致 511 keV光子在探测野中产生约4‰弧度的不确 定性偏离。
对探测环横断面视野直径为70cm的PET，会导 致2－3mm的位置不确定性。
医学成像技术第四章放射性核素成 像系统PET
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医学成像技术第四章放射性核素成 像系统PET
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4.5 PET成像原理
PET的结构
医学成像技术第四章放射性核素成 像系统PET
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
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。
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研制了 用于脑正电子显像的PET显像仪
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
医学成像技术第四章放射性核素成 像系统PET
PET的物理基础：正电子湮灭
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PET成像的设备
正电子核素设备 正电影像系统
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正电子药物
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
医学成像技术第四章放射性 核素成像系统PET
4.4 PET
基本原理
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：
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。
反物质
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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
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)
医学成像技术第四章放射性核素成 像系统PET
PET的电子准直
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PET的电子准直
湮灭γ光子对只有在两个互成180º的探测器 的FOV(Field of View)立体角内才能被探测。 利用湮灭辐射的特点和两个相对探测器的符 合来确定闪烁事件位置和时间的方法称电子准 直。
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。
医学成像技术第四章放射性核素成 像系统PET
医学成像技术第四章放射性核素成 像系统PET
PET是核医学发展的一项新技术，代表了 当代最先进的无创伤性高品质影像诊断的新 技术，是高水平核医学诊断的标志。主要被 用来确定癌症的发生与严重性、神经系统的 状况，及心血管方面的疾病。
医学成像技术第四章放射性核素成 像系统PET
PET电子准直的特点
电子准直是PET的一大特点，它省去了沉重的 铅制准直器，改进了点响应函数的灵敏度和均
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。 医学成像技术第四章放射性核素成
像系统PET
医学成像技术第四章放射性核素成 像系统PET
医学成像技术第四章放射性核素成 像系统PET
使用PET造影，需在病人身上注射放射性 药物，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。
医学成像技术第四章放射性核素成 像系统PET
PET的发展
20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。
医学成像技术第四章放射性核素成 像系统PET
医学成像技术第四章放射性核素成 像系统PET
符合探测原理
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。 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，提高了探测灵敏度。 医学成像技术第四章放射性核素成 像系统PET