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1、PET系统简介 PET-正电子发射型计算机断层成像术 positron emission computed tomography王雅霄 张译文 王海鹏ContentsAn Introduction of PETPET Scanning SystemsPerformance Characteristics of PET ScannersData Acquisition and CorrectionsImage Reconstruction and Display医学成像方法放射性核素成像X-CT利用穿过患者身体的X射线进行成像，得到断层层面上 的组织结构衰减系数的二维分布图像，从而实现人体组织解
2、 剖结构的断层成像。 SPECT与PET都属于发射型计算机断层成像（ECT-emission computed tomography），ECT通过提取注入到体内的放射性 药物发出的放射性信息，得到人体的断层成像，反应的是患 者代谢等生理病理状态，可实现组织器官功能性成像。照相机相机是一次成像的医疗设备，它主要由探测器（ 包括准直器，闪烁晶体，光电倍增管等），电子 学读出系统和图像显示纪录装置等几部分组成。SPECT &PETRPMTPMT符合处理 探测器环符合电路数据重组图像重建处理电路处理电路b+放射源PET探测原理PET的系统构成典型PET系统构成示意图气瓶通风冷却回旋加 速器核素 药物合
3、 成装置PET扫 描机计 算 机控 制 台检 查 床药物质 量控制配 电控 制注 射 室PET的发展历史与未来多种影像的图像融合在同一平台上显示 、解读，对比与分析，为临床诊断与治 疗之间架起了一座高速、流畅的桥梁。 不仅大大提高了医学诊断的可靠性，更 在三维放射治疗计划、立体定位手术等 方面显示出令人瞩目的前景。PET-CT中国石油中心医院引进亚洲第一台、世界临 床应用第二台SIEMENSbiograph64 PET-CTPET-CT采用UCD（加利福尼亚大学） PET/CT系统显示 乳腺轴向 (A)和冠状 (B)图像 CT（左), PET (中)和融合乳腺图像 (右）A CT横断层，B C
4、T和PET横断层融合，C CT矢状面， D PET矢状面，E CT和PET矢状面融合，F PET冠状面 PET/CTPET/CTPETPETCTCT高能所Eplus动物PET具有靶向特异性的PET药物标记技术； 药物进入人体后的药物代谢动力学分析； 测量湮灭反应产生双光子的符合探测技术 ； 光子在人体内的散射和衰减校正算法研究 ； 图像重建与显示的图像处理系统； 对病理进行解释的临床数据分析系统 ；具有靶向特异性的PET药物标记技术； 药物进入人体后的药物代谢动力学分析； 测量湮灭反应产生双光子的符合探测技术 ； 光子在人体内的散射和衰减校正算法研究 ； 图像重建与显示的图像处理系统； 对病理
5、进行解释的临床数据分析系统 ；PET的核心技术Annihilatione+e- =2Interaction of Radiation with MatterSolid Scintillation Detectors in PETSolid Scintillation Detectors in PETPosition-sensitive and multi-channel PMTCrystals qStopping power of the detector for 511keV photons q Scintillation decay time qLight output per keV o
6、f photon energy q Energy resolution of the detectorEffective Z Density (gm/cm3) Light output (photons, per 511kev) Decay time (ns) Linear attenuation at 511kev (cm-1) Energy resolution (% at 511 kev) NaI (Tl) 50 3.7 19400 230 0.35 6.6 BGO 74 7.1 4200 300 0.9620 LSO 66 7.4 13000 40 0.8710 YSO 34 4.5
7、23500 70 0.3912.5 GSO 59 6.7 4600 60 0.708.5 BaF2 52 4.9 700, 4900 0.6, 630 0.4411.4 Positioning Histogram (Image Map)Performance of PET ScannersSpatial ResolutionDetector size(Intrinsic resolution) Positron range Non-colinearity Reconstruction method used Localization of detectorPerformance of PET
8、ScannersSensitivity(cps/mCi or cps/MBq) geometric efficiency detection efficiency PHA window settings the dead time of the system Noise Equivalent Count Rate Scatter FractionAnimal PET Spatial Resolution1.7mmAnimal PET Energy Resolution25%（511keV）Animal PET Detection efficiency8%PET FOV10cm Animal S
9、PECT Spatial Resolution1.2mmAnimal SPECT Energy Resolution30%（122keV）Animal SPECT Detection Efficiency0.05%Animal SPECT FOV3cm0 1 0 1 1 1 0 1 0 0数据图像图像重建Listmodel 数据Listmodel 数据(重组)重组 RebinSinogram 数据Sinogram 数据(校正 )校正 Correction数据采集与图像重建过程重建 ReconstructionPET响应线(LOR)、视野(FOV)Detector ElementLine of
10、ResponseField of ViewPETPET符合探测原理符合探测原理数据采集模式与数据重组技术数据采集模式与数据重组技术带隔板的2D采集 准3D图像完全3D采集 3D图像Septa数据重组：将 3D 采集的斜层数据合并到直层，获得一组二 维数据，然后通过 2D 重建方法对图像进行重建。 重组的方法：单层重组，多层重组，傅立叶重组。构建构建SinogramSinogramDetectorABFOVLOROe+e湮灭12rrSinogram数据结构(Radon变换)xyLORs的（r,)编码图像重建实际是对 求逆的过程。 图像重建图像重建投影rSinogram数据结构完整的PET扫描包括0 180内的所有平行投影。图像重建图像重建中心切片定理：密度函数f(x,y)在方向的投影P(R) 的傅立叶变换F()等于密度函数f(x,y)的二维傅立叶 变换在方向且过原点的直线上的值。oxyf(x,y)ouvF(u,v)RP(R)oF()o投影一维傅里叶变换二维傅里叶变换相等图像重建流程图像重建流程Sinogram数据平行投影一维傅里叶变换中心切片定理二维傅里叶变换插值二维傅里叶反变换f(x,y)重建算法可分为解析法：滤波反投影法（FBP），卷积反投影法（CBP）等。迭代法：最大似然法（MLEM），有序子集最大似然法（OSEM）等。谢谢！
