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1、第三章 核医学仪器,一.原理 在众多的放射性探测仪器中，其探测的基本原理都是建立在核射线与物质的相互作用的基础上。具体分为以下几种类型： 1.电离作用 2.荧光现象 3.感光作用,二、探测器分类（依据能量转化）,（一）气体电离探测器（gas ionization detector ） 如正比计数管、电流电离室、 G-M计数管 （二）固体探测器（solid scintillation detector ） 放免仪Radioimmunoassay detector （三）液体闪烁探测器（liduid scintillation detector） （四）半导体探测器（semiconductor d
2、etector）用于活化分析activation analysis,三、仪器的组成,射线探测器 （探头）感受射线 后续电子学线路及计算机输出系统：分析记录脉冲信号并输出测量结果 以测量射线的闪烁计数器为例：,（一）探头（闪烁探测器 ）,1.闪烁体：将辐射能转化为光能的介质如探测射线的NaI(Tl)晶体 2.光电倍增管:光电转换器件 3.工作原理 4.井型闪烁探测器 备注：射线作用于晶体产生荧光的过程称闪烁，此类晶体称闪烁体,(二)后续电子学线路,1.前置放大器 2.主放大器 3.脉冲高度分析器(甄别器) 4.定标器数据处理和定时系统等 5、计算机输出系统,液体闪烁探测器 （liduid sci
3、ntillation detector）,探测效率（E） 经测量得到的放射源的计数率（cps）与该放射源在单位时间内的衰变数（dps）的比值,影响探测效率的因素,1.几何位置 2.吸收 3.核衰变方式 4.仪器分辨时间 5.散射和反散射 6.本底等其它因素,四、常用放射性测量仪器,（一）放射性活度测量仪器 如：闪烁计数器、液体闪烁测量仪 （二）诊断用仪器 如：脏器功能测定仪（甲状腺功能测定仪、肾图仪） 、脏器显像仪器如SPECT、PET （三）防护用仪器 如：场所剂量监测仪、表面污染监测仪、个人剂量监测仪 （四 ）活度计 测量核素及其标记物活度,常用核医学仪器 1、闪烁探测器 2、照相机 3、
4、单光子发射断层扫描仪 4、正电子发射断层扫描仪 5、甲状腺功能测定仪、肾图仪（上尿路通否？）,闪烁探测器,照相机结构-静态动态显像 准值器collimator NaI（TlI）crystal 光导 photomultiplier tube matrix 位置电路 能量电路 成像及显示装置,探头,照相机探头结构,原理示意图,显示屏,探头,能量窗内，脉冲幅度分析器输出脉冲，做显示系统发光信号，选择显像光子能量。显示系统在位置信号和发光信号驱动下，显闪烁光点，接着成像装置记录大量闪烁光点。计算机采集处理得到灰度不同的脏器放射性核素二惟分布图，依据放射性浓度差异定位脏器和病变部位。,电脑屏幕,显示屏,
5、探头,床,单光子发射断层扫描仪,单光子发射断层扫描仪（光子） 探头（多个探头多角度采集信号提高灵敏度、空间分辨率） 机架、计算机 光学照相、检查床 图象重建系统,SPECT与X-CT的比较,仪器种类 SPECT（属于发射型CT） X-CT透射 射线性质 射线，光子流 X射线，光子流 入射方式 体内发出射线 体外发出射线 图象 粗糙，分辨率低 清晰，分辨率高 显像特点 动态 静态,正电子核素SPECT显像,符合线路SPECT：利用互成180。无准值器双或三探头SPECT对正电子湮灭辐射产生的一对方向相反光子进行符合探测成像。（coincidence circuit SPECT） 结构 可变角双或
6、三探头SPECT系统、符合探测系统、衰减校正系统 （attenuation correction system） 电子准直：用湮灭辐射和相对探头做符合测量对射线进行限束技术（electrical collimation）,正电子核素SPECT显像,核素发射正电子与物质作用，湮灭辐射产生方向相反一对光子在15纳秒（nanosecond，ns）被方向相反的一对探头同时测到，电子线路将在5-15ns内产生的两脉冲信号送入显像系统，计算机合成处理并成像。不在5-15ns产生的脉冲信号就不能被电子线路送入显像系统，不能成像。,PET 正电子发射断层扫描仪,探头，Detector,防护罩 SHEILD,床
7、,正电子发射断层扫描仪- 动静态断层显像/分子显像 （positron emission computed tomographer）,结构：晶体（锗酸铋 硅酸镥 硅酸钆Ga） 电子准直器 符合线路 飞行时间测量装置 计算机数据处理 图象显示 断层床,PET显像原理,11C13N15O18F,引入体内,+,ANIHHILATION,方向相反光子,互成180。探头,不同角度分组,多角度核素分布投影,空间位置信 号能量信号,计算机重建 多断面影像,功能代谢影像 各种生理参数 分子显像,PET优点（与SPECT相比）,1、仪器空间分辨率高 2=采用电子准直符合线路，灵敏度提高10-20倍 3、采用11
8、C13N15O18F均为人体构成元素，参与代谢，使得显像更符合生理状况，反映机体生理、生化、代谢，准确显示脏器核素浓度代谢显像和各种生理参数 4、更容易进行衰减校正和定量分析 但PET价格昂贵，要陪加速器、正电子核素标记物贵,PET应用范围,1、肿瘤诊断、疗效评价：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。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 。 2、神经系统疾病和精神病患者：可用于癫痫灶定位、老年性痴呆早期诊断与鉴别、帕金森病病情评价以及脑梗塞后组织受损和存活情况的判断。 3、心血管疾病患者：能检查出冠心病心肌缺血的部位、范围，并对心肌活力准确评价，确定是否需要行溶栓治疗、安放冠脉支架或冠脉搭桥手术。能通过对心肌血流量的分析，结合药物负荷，测定冠状动脉储备能力，评价冠心病的治疗效果 。,Correct using and quality control of instruments for organ imaging,
