核医学 肿瘤代谢显像 PPT课件
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• 机架（gantry） • 扫描床 • 电子柜 • 操作及分析工作站 • 打印设备等。
机架
机架是PET扫描仪最大的部件。 由探测器环、棒源、射线屏蔽装置、事
件探测系统，符合线路及激光定位器等组成。 主要功能为数据采集。
机架——探测器环
• 探测器环由若 干晶体排列而 成，后接光电 倍增管构成探 测模块，是决 定PET性能的 最重要部分。
放射性核素成像技术的应用
γ照相机
SPECT
PET
SPECT/CT
PET/CT
PET/MRI
PET是放射性核素成像技术中最 为重要的临床应用之一
• P E T 也称 P E C T
• Positron Emission computed Tomography • 正电子 发射型 计算机 断层扫描 • PET和SPECT都属于ECT（发射型计算机
前后位
后前位
双侧锁 骨上区
生理性摄取
病理状态
结 核 球
隐球菌
胰腺炎
甲状腺瘤
乳腺纤维瘤
生物学因素＋物理学因素
假
阴
舌下腺 腺样囊性癌
性
wenku.baidu.com
细支气管肺泡细胞癌
原发性肝癌
PET在肿瘤诊断中的应用
肺癌
• 发病率及死亡率最高 • 5年存活率15% • 常见症状：咳嗽、呼吸困难、体重下降及胸痛 • 小细胞肺癌和非小细胞肺癌（鳞癌、腺癌、大细
图像分析
1）定性分析：目测 2）定量：T/NT及标准化摄取值 （standardized uptake value, SUV）
SUVmax、SUVmean、MTV等
图像判断
正 常 图 像
18F-FDG 体内正常分布
•扁桃体、腺样增 殖体、棕色脂肪、 颌下腺、甲状腺 •纵隔血管池、心 肌、肺、肺门淋巴 结 •肝脏、脾脏、胃 肠道 •肾、输尿管、膀 胱
PET与CT图像及融合图像比较
PET显像的原理
正电子衰变是如何被探测到的？
• 正电子核素进入机体后，在衰变过程中发射正电子， 正电子在组织内的射程很短，仅在组织内行进很短 距离后（通常几毫米），即与周围物质中的电子相
互作用，发生湮灭辐 射（电荷中和，质能 转换），向外发射出 方向相反、能量相同 （511keV）的两个光 子（湮灭辐射光子）。 PET显像利用一系列成对的互成180°排列并与符 合线路相连的探测器来探测湮灭辐射光子。
核医学
（PET肿瘤代谢显像）
什么是PET？
PET的核医学背景
• 核医学是一门研究核技术在医学中的应用 及相关理论的科学。
• 核医学分为实验核医学和临床核医学两部 分。
• 临床核医学分为诊断核医学和治疗核医学。 • 在诊断核医学方面，放射性核素成像技术
是其最为主要的应用。
放射性核素成像技术
用放射性核素示踪技术的方法显示该核 素在人体内部的分布情况，进而显示人体结 构及功能的变化。
符合线路（判断同一湮灭辐射光子）、激 光定位器（扫描定位）。
PET扫描机的其它结构
• 扫描床：承载检查对象。 • 电子柜：进行数据处理、图像重建。 • 工作站：操作控制。 • 打印设备：输出图片或文字等资料。
什么是18F-FDG?
18F-FDG的分子结构
18F-FDG是临床PET应用最为广泛的一种显影剂
探测数据的显示
• 将探测器采集到的信号经过计算机处理重建成 图像数据。
• 重建得到的图像数据可用横断面、冠状断面、 矢状断面的图像显示，也可以用旋转的最大强 度投影（maximum intensity projection,MIP） 图像显示。
• 我们可以在工作站的显示屏上观察得到的图像， 也可以通过打印系统打印成胶片或照片。
PET显像的过程
PET显像要实现所需要的设备
• 回旋加速器——获得正电子核素
• 放化标记设备——获得正电子示踪剂
• PET扫描机——获得PET影像图像 （正电子衰变核素极不稳定，半衰期短，运 输及存储都存在困难，能被利用的都来自人 为制造）
回旋加速器
放化标记设备
PET/CT扫描机
PET扫描机的构成
18F-FDG的显像原理
• 由于18F-FDG的特殊生物活性，在一定条 件下被引入机体后，参与到靶器官的葡萄 糖代谢的细胞摄取过程，通过PET扫描仪探 测其在靶器官内的分布情况，经计算机处 理以断层及三维影像的方式显示出来，就 可以了解靶器官局部葡萄糖代谢的状态。
Wargburg效应
• 1930年，Wargburg发现：肿瘤细胞即使在 有氧情况下也仍然采取以无氧酵解为主获 得能量。
机架——探测器环
晶体材料不同，接收光子并转化为可 见光的性能也有差异。常见的晶体有 锗酸铋（BGO）等。
机架——其它结构
• 棒源：（68Ge或137Cs）对PET扫描仪进行质 量控制及透射扫描进行图像衰减校正。 （在PET/CT上被X线管球取代）
• 隔板：环层间及探测环内外的屏蔽作用。 • 其它：事件探测系统（确认有效光子）、
• F D G (Fluero Deoxy Glucose) • 氟代 脱氧 葡萄糖 • 18F-FDG即用氟18标记的氟代脱氧葡萄糖。
18F-FDG在人体的代谢
• 其具有与葡萄糖相类似的生物活性。
代但胞（ 谢之转可 而后运以 沉就及参 积无酶与 在法磷葡 细继酸萄 胞续化糖 内参过的 ）与程细
，
K1
K2
18FDG
糖酵解增加
肿瘤代谢显像 11C-胆碱
膜功能
18F-FLT
增殖
凋亡
18F –Annexin V
18F-MISO
乏氧
适应症
（1）恶性肿瘤的临床分期及再分期 （2）恶性肿瘤放化疗后的疗效监测及评估 （3）肿块良恶性鉴别及指导活检部位 （4）寻找原发灶 （5）肿瘤残留或复发的鉴别诊断 （6）指导肿瘤的放疗计划
断层扫描） • PET所利用的放射性核素，是正电子衰变
核素
PET显像是如何实现的？即定义。
把具有正电子衰变能力的核素标记在具 有生物活性的分子化合物上，以这种化合物 作为示踪剂（显像剂）引入受检机体，通过 探测其在机体靶器官内的沉积分布，得到该 核素的断层分布图像，来反映机体靶器官的 机能和代谢状况的变化。
• 是肿瘤细胞的特征性标志 • 18F-FDG PET（PET/CT)肿瘤显像的理论基础
糖酵解和肿瘤的关系：特征性表现
“优势进化解释了糖酵解现象在人类肿瘤 中令人惊奇的普遍性和即使在有氧状态下 肿瘤细胞仍维持糖酵解增强的现象”
2004
葡萄糖代谢显像
15O –H2O
血管生成
11C –蛋氨酸
氨基酸转运增强
机架
机架是PET扫描仪最大的部件。 由探测器环、棒源、射线屏蔽装置、事
件探测系统，符合线路及激光定位器等组成。 主要功能为数据采集。
机架——探测器环
• 探测器环由若 干晶体排列而 成，后接光电 倍增管构成探 测模块，是决 定PET性能的 最重要部分。
放射性核素成像技术的应用
γ照相机
SPECT
PET
SPECT/CT
PET/CT
PET/MRI
PET是放射性核素成像技术中最 为重要的临床应用之一
• P E T 也称 P E C T
• Positron Emission computed Tomography • 正电子 发射型 计算机 断层扫描 • PET和SPECT都属于ECT（发射型计算机
前后位
后前位
双侧锁 骨上区
生理性摄取
病理状态
结 核 球
隐球菌
胰腺炎
甲状腺瘤
乳腺纤维瘤
生物学因素＋物理学因素
假
阴
舌下腺 腺样囊性癌
性
wenku.baidu.com
细支气管肺泡细胞癌
原发性肝癌
PET在肿瘤诊断中的应用
肺癌
• 发病率及死亡率最高 • 5年存活率15% • 常见症状：咳嗽、呼吸困难、体重下降及胸痛 • 小细胞肺癌和非小细胞肺癌（鳞癌、腺癌、大细
图像分析
1）定性分析：目测 2）定量：T/NT及标准化摄取值 （standardized uptake value, SUV）
SUVmax、SUVmean、MTV等
图像判断
正 常 图 像
18F-FDG 体内正常分布
•扁桃体、腺样增 殖体、棕色脂肪、 颌下腺、甲状腺 •纵隔血管池、心 肌、肺、肺门淋巴 结 •肝脏、脾脏、胃 肠道 •肾、输尿管、膀 胱
PET与CT图像及融合图像比较
PET显像的原理
正电子衰变是如何被探测到的？
• 正电子核素进入机体后，在衰变过程中发射正电子， 正电子在组织内的射程很短，仅在组织内行进很短 距离后（通常几毫米），即与周围物质中的电子相
互作用，发生湮灭辐 射（电荷中和，质能 转换），向外发射出 方向相反、能量相同 （511keV）的两个光 子（湮灭辐射光子）。 PET显像利用一系列成对的互成180°排列并与符 合线路相连的探测器来探测湮灭辐射光子。
核医学
（PET肿瘤代谢显像）
什么是PET？
PET的核医学背景
• 核医学是一门研究核技术在医学中的应用 及相关理论的科学。
• 核医学分为实验核医学和临床核医学两部 分。
• 临床核医学分为诊断核医学和治疗核医学。 • 在诊断核医学方面，放射性核素成像技术
是其最为主要的应用。
放射性核素成像技术
用放射性核素示踪技术的方法显示该核 素在人体内部的分布情况，进而显示人体结 构及功能的变化。
符合线路（判断同一湮灭辐射光子）、激 光定位器（扫描定位）。
PET扫描机的其它结构
• 扫描床：承载检查对象。 • 电子柜：进行数据处理、图像重建。 • 工作站：操作控制。 • 打印设备：输出图片或文字等资料。
什么是18F-FDG?
18F-FDG的分子结构
18F-FDG是临床PET应用最为广泛的一种显影剂
探测数据的显示
• 将探测器采集到的信号经过计算机处理重建成 图像数据。
• 重建得到的图像数据可用横断面、冠状断面、 矢状断面的图像显示，也可以用旋转的最大强 度投影（maximum intensity projection,MIP） 图像显示。
• 我们可以在工作站的显示屏上观察得到的图像， 也可以通过打印系统打印成胶片或照片。
PET显像的过程
PET显像要实现所需要的设备
• 回旋加速器——获得正电子核素
• 放化标记设备——获得正电子示踪剂
• PET扫描机——获得PET影像图像 （正电子衰变核素极不稳定，半衰期短，运 输及存储都存在困难，能被利用的都来自人 为制造）
回旋加速器
放化标记设备
PET/CT扫描机
PET扫描机的构成
18F-FDG的显像原理
• 由于18F-FDG的特殊生物活性，在一定条 件下被引入机体后，参与到靶器官的葡萄 糖代谢的细胞摄取过程，通过PET扫描仪探 测其在靶器官内的分布情况，经计算机处 理以断层及三维影像的方式显示出来，就 可以了解靶器官局部葡萄糖代谢的状态。
Wargburg效应
• 1930年，Wargburg发现：肿瘤细胞即使在 有氧情况下也仍然采取以无氧酵解为主获 得能量。
机架——探测器环
晶体材料不同，接收光子并转化为可 见光的性能也有差异。常见的晶体有 锗酸铋（BGO）等。
机架——其它结构
• 棒源：（68Ge或137Cs）对PET扫描仪进行质 量控制及透射扫描进行图像衰减校正。 （在PET/CT上被X线管球取代）
• 隔板：环层间及探测环内外的屏蔽作用。 • 其它：事件探测系统（确认有效光子）、
• F D G (Fluero Deoxy Glucose) • 氟代 脱氧 葡萄糖 • 18F-FDG即用氟18标记的氟代脱氧葡萄糖。
18F-FDG在人体的代谢
• 其具有与葡萄糖相类似的生物活性。
代但胞（ 谢之转可 而后运以 沉就及参 积无酶与 在法磷葡 细继酸萄 胞续化糖 内参过的 ）与程细
，
K1
K2
18FDG
糖酵解增加
肿瘤代谢显像 11C-胆碱
膜功能
18F-FLT
增殖
凋亡
18F –Annexin V
18F-MISO
乏氧
适应症
（1）恶性肿瘤的临床分期及再分期 （2）恶性肿瘤放化疗后的疗效监测及评估 （3）肿块良恶性鉴别及指导活检部位 （4）寻找原发灶 （5）肿瘤残留或复发的鉴别诊断 （6）指导肿瘤的放疗计划
断层扫描） • PET所利用的放射性核素，是正电子衰变
核素
PET显像是如何实现的？即定义。
把具有正电子衰变能力的核素标记在具 有生物活性的分子化合物上，以这种化合物 作为示踪剂（显像剂）引入受检机体，通过 探测其在机体靶器官内的沉积分布，得到该 核素的断层分布图像，来反映机体靶器官的 机能和代谢状况的变化。
• 是肿瘤细胞的特征性标志 • 18F-FDG PET（PET/CT)肿瘤显像的理论基础
糖酵解和肿瘤的关系：特征性表现
“优势进化解释了糖酵解现象在人类肿瘤 中令人惊奇的普遍性和即使在有氧状态下 肿瘤细胞仍维持糖酵解增强的现象”
2004
葡萄糖代谢显像
15O –H2O
血管生成
11C –蛋氨酸
氨基酸转运增强