《核医学仪器》PPT课件
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常用图像重建方法：滤波反射投影法(filter back projection,FBP)、迭代法(iterative)。
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成像方法：
一个探头可以围绕病人某一脏器进行360°旋 转的γ相机，在旋转时每隔一定角度采集一帧 图片。
经电子计算机自动处理，将图像叠加，利用滤 波反射投影法可以从一系列投影像重建横向断 层影像，由横向断层影像的三维信息再经影像 重新组合可以得到矢状、冠状断层和任意斜位 方向的断层影像。
4、工作站
（1）采集工作站：要求速度快，网络功能，能同 时控制两台以上的机架和探头；
（2）处理工作站：图像局部放大，局部定量分析， 分析动态图像制出的时间放射性曲线，振幅和相位分析。
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（二）成像原理：
SPECT的成像原理与CT是相同的，都要用图像重 建的方法得到断层图像。
数字图像可划分成许多小单元，常用的图像矩阵 有64×64、128×128、256×256，知道了图像矩阵中 每一个单元的值，也就可知整幅图像的性质。
塑料材料、硅油
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4.电子学线路
前置放大器 主放大器及均匀性校正电路 脉冲幅度分析器 位置电路
5.计算机系统
显示系统 成像系统
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（二）成像原理：
1、注入人体的放射性药物发射出的γ射线，经过准直器的准 直作用，选择性地打在碘化钠晶体上。
2、碘化钠晶体产生的闪烁光由一组光电倍增管收集。
不同晶体材料的性能比较
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3.光电倍增管
作用：将光能转变成电信号 外形：圆柱状、六边形、正方形 PMT个数：因视野大小和PMT大小而异
圆形视野PMT最少19个，最多91个 增加PMT个数可改善空间分辨率，但影响探头均匀性
光电倍增管按外形分类及性能
光导：用以提高光的传输效应，改善光的空间分布
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18
SPECT
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19
（一）基本结构：
1、探头及电子学线路
结构和形状与γ照相机相似，探头有单探头、双探头、 多探头之分。
2、机架
机架要求重量轻、大环孔径大、体积小等特点，还 应具有可变角和滑环等新功能。
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3、病人检查床
SPECT的重要部分，新的要求应有二维运动功能， 水平移动的精度要求高。
1951年
闪烁扫描机
1958年
γ照相机
196ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ年
放射性核素断层图像
20世纪80年代 SPECT
20世纪90年代 PET
1999年
SPECT/CT PET/CT
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9
二、γ照相机
（一）基本结构：
γ照相机（γcamera）是一种采用大型晶体、一次性成像的核 医学仪器。
由探头及支架、电子线路、计算机操作和显示系统组成。
电离室 计数管 闪烁探测器 半导体探测器
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闪烁探测器（scintillation detector）
简称闪烁探头，主要部件由闪烁体、光电倍增管 （photomultiplier，PMT）和前置放大器组成。
按化学性质分 无机闪烁体：NaI（Tl）晶体、ZnS（Ag）晶体 有机闪烁体：塑料晶体
按状态分 固体闪烁体
液体闪烁体
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基本结构 闪烁体 光电倍增管 前置放大器
γ闪烁探测器的工作原理
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（二）电子测量装置和/或计算机装置
由用来分析和记录脉冲信号的一些仪器组合而成。 放大器 脉冲幅度分析器 计数器 计算机装置
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第二节 脏器显像仪器
一、概况
脏器显像仪器是从人体外探测体内放射性核素分布， 在体外观察体内组织器官的病理或生理变化情况的一种特 殊的探测装置。
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成像基本步骤：
用短半衰期核素Tc-99m等标记某些特殊化合 物，经静脉注入人体。
探测聚集于人体一定器官、组织内标记与化合 物上的Tc-99m衰变所发出的γ射线。
3、任何一次闪烁将在各个光电倍增管上产生不同的响应，将 所有的光电倍增管的响应加起来可以产生位置信号和能量信 号。
4、有了位置信号和能量启辉信号，在显示器上就可以显示出 一个闪烁点，众多的闪烁点就可以产生一幅图像。
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三、单光子发射型计算机断层仪
单光子发射型计算机断层仪（single photon emission computed tomography，SPECT）是一台高性能的γ照相 机的基础上增加了支架旋转的机械部分、断层床和图像重 建（reconstruction）软件，使探头能围绕躯体旋转360o或 180o，从多角度、多方位采集一系列平面投影像。通过图 像重建和处理，可获得横断面（transverse section）、冠 状面（coronal section）和矢状面（sagittal section）的断 层影像（tomogram）。
高能准直器(>350KeV) 、超高能准直器
不同种类准直器的物理性能
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12
按能量不同区分准直器
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13
2.晶体
作用：将γ光子转变成可见光，一般为碘化钠晶体[NaI(Tl)] 外形：圆形、方形、矩形 规格：φ280~500mm、400mm×400mm、640mm×400mm
厚度最薄6.2mm，最厚12.5mm，通用9.3mm
γ照相医学机PPT
10
γ照相机结构示意图
探头(detector)： 准直器、晶体、光电倍增管、光导
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1.准直器：
作用：限制散射光子 按外形分：针孔准直器、平行孔准直器、扩散孔准直器、
斜孔准直器、扇形准直器 按接受能量分：低能准直器(<150KeV)、中能准直器(150~300KeV) 、
3.感光作用： 射线使感光材料形成潜影→显影定影→定位定量
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3
二、基本结构
核医学仪器一般由两大部分组成： 辐射探测器（radiation detector） 电子测量装置和/或计算机装置
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4
（一）辐射探测器： 实际上是一种能量转换器，其作用是将探测
到的射线能量转换成可以记录的电脉冲信号。
第二章 核医学仪器
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定义：凡在医学中探测和纪录放射性核 素放出射线的种类、能量、活度及其随 时间变化在空间分布的仪器，统称为核 医学仪器。
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2
第一节 基本原理、结构及质量控制
一、基本原理
1.电离作用： 物质电离产生电信号→探测器采集→计量分析
2.荧光现象： 带电粒子使闪烁物质发荧光→光电倍增管→测量电路
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成像方法：
一个探头可以围绕病人某一脏器进行360°旋 转的γ相机，在旋转时每隔一定角度采集一帧 图片。
经电子计算机自动处理，将图像叠加，利用滤 波反射投影法可以从一系列投影像重建横向断 层影像，由横向断层影像的三维信息再经影像 重新组合可以得到矢状、冠状断层和任意斜位 方向的断层影像。
4、工作站
（1）采集工作站：要求速度快，网络功能，能同 时控制两台以上的机架和探头；
（2）处理工作站：图像局部放大，局部定量分析， 分析动态图像制出的时间放射性曲线，振幅和相位分析。
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（二）成像原理：
SPECT的成像原理与CT是相同的，都要用图像重 建的方法得到断层图像。
数字图像可划分成许多小单元，常用的图像矩阵 有64×64、128×128、256×256，知道了图像矩阵中 每一个单元的值，也就可知整幅图像的性质。
塑料材料、硅油
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4.电子学线路
前置放大器 主放大器及均匀性校正电路 脉冲幅度分析器 位置电路
5.计算机系统
显示系统 成像系统
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（二）成像原理：
1、注入人体的放射性药物发射出的γ射线，经过准直器的准 直作用，选择性地打在碘化钠晶体上。
2、碘化钠晶体产生的闪烁光由一组光电倍增管收集。
不同晶体材料的性能比较
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3.光电倍增管
作用：将光能转变成电信号 外形：圆柱状、六边形、正方形 PMT个数：因视野大小和PMT大小而异
圆形视野PMT最少19个，最多91个 增加PMT个数可改善空间分辨率，但影响探头均匀性
光电倍增管按外形分类及性能
光导：用以提高光的传输效应，改善光的空间分布
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SPECT
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（一）基本结构：
1、探头及电子学线路
结构和形状与γ照相机相似，探头有单探头、双探头、 多探头之分。
2、机架
机架要求重量轻、大环孔径大、体积小等特点，还 应具有可变角和滑环等新功能。
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3、病人检查床
SPECT的重要部分，新的要求应有二维运动功能， 水平移动的精度要求高。
1951年
闪烁扫描机
1958年
γ照相机
196ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ年
放射性核素断层图像
20世纪80年代 SPECT
20世纪90年代 PET
1999年
SPECT/CT PET/CT
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二、γ照相机
（一）基本结构：
γ照相机（γcamera）是一种采用大型晶体、一次性成像的核 医学仪器。
由探头及支架、电子线路、计算机操作和显示系统组成。
电离室 计数管 闪烁探测器 半导体探测器
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闪烁探测器（scintillation detector）
简称闪烁探头，主要部件由闪烁体、光电倍增管 （photomultiplier，PMT）和前置放大器组成。
按化学性质分 无机闪烁体：NaI（Tl）晶体、ZnS（Ag）晶体 有机闪烁体：塑料晶体
按状态分 固体闪烁体
液体闪烁体
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基本结构 闪烁体 光电倍增管 前置放大器
γ闪烁探测器的工作原理
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（二）电子测量装置和/或计算机装置
由用来分析和记录脉冲信号的一些仪器组合而成。 放大器 脉冲幅度分析器 计数器 计算机装置
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第二节 脏器显像仪器
一、概况
脏器显像仪器是从人体外探测体内放射性核素分布， 在体外观察体内组织器官的病理或生理变化情况的一种特 殊的探测装置。
医学PPT
23
成像基本步骤：
用短半衰期核素Tc-99m等标记某些特殊化合 物，经静脉注入人体。
探测聚集于人体一定器官、组织内标记与化合 物上的Tc-99m衰变所发出的γ射线。
3、任何一次闪烁将在各个光电倍增管上产生不同的响应，将 所有的光电倍增管的响应加起来可以产生位置信号和能量信 号。
4、有了位置信号和能量启辉信号，在显示器上就可以显示出 一个闪烁点，众多的闪烁点就可以产生一幅图像。
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三、单光子发射型计算机断层仪
单光子发射型计算机断层仪（single photon emission computed tomography，SPECT）是一台高性能的γ照相 机的基础上增加了支架旋转的机械部分、断层床和图像重 建（reconstruction）软件，使探头能围绕躯体旋转360o或 180o，从多角度、多方位采集一系列平面投影像。通过图 像重建和处理，可获得横断面（transverse section）、冠 状面（coronal section）和矢状面（sagittal section）的断 层影像（tomogram）。
高能准直器(>350KeV) 、超高能准直器
不同种类准直器的物理性能
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按能量不同区分准直器
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2.晶体
作用：将γ光子转变成可见光，一般为碘化钠晶体[NaI(Tl)] 外形：圆形、方形、矩形 规格：φ280~500mm、400mm×400mm、640mm×400mm
厚度最薄6.2mm，最厚12.5mm，通用9.3mm
γ照相医学机PPT
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γ照相机结构示意图
探头(detector)： 准直器、晶体、光电倍增管、光导
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1.准直器：
作用：限制散射光子 按外形分：针孔准直器、平行孔准直器、扩散孔准直器、
斜孔准直器、扇形准直器 按接受能量分：低能准直器(<150KeV)、中能准直器(150~300KeV) 、
3.感光作用： 射线使感光材料形成潜影→显影定影→定位定量
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二、基本结构
核医学仪器一般由两大部分组成： 辐射探测器（radiation detector） 电子测量装置和/或计算机装置
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（一）辐射探测器： 实际上是一种能量转换器，其作用是将探测
到的射线能量转换成可以记录的电脉冲信号。
第二章 核医学仪器
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定义：凡在医学中探测和纪录放射性核 素放出射线的种类、能量、活度及其随 时间变化在空间分布的仪器，统称为核 医学仪器。
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第一节 基本原理、结构及质量控制
一、基本原理
1.电离作用： 物质电离产生电信号→探测器采集→计量分析
2.荧光现象： 带电粒子使闪烁物质发荧光→光电倍增管→测量电路