第六章核医学影像.ppt
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1、第六章 核医学影像(RNI),约里奥-居里 法国核物理学家,约里奥-居里 法国核物理学家和化学家,第六章 核医学影像(RNI),照相,第六章 核医学影像(RNI),第一节 概述,第二节 射线探测,第三节 准直器,第四节 照相机和单光子发射型计算机断层原理,第五节 PET及其融合技术,第六章 核医学影像(RNI),第一节 概述,三、核医学影像及其技术特点,一、核素示踪,二、放射性制剂,一、核素示踪,两个基本根据,放射性核素衰变时发射射线,利用高灵敏度放射性测量仪器可对其标记物质进行精确定性、定量及定位测量。,同一元素的同位素有相同化学性质,在生物体内生物化学变化过程完全相同,生物体不能区别同一元
2、素的各个同位素,可用放射性核素来代替其同位素中的稳定性核素。,核素示踪技术的优越性,灵敏度高,测量方法简便,射线直接体外测量,放射性示踪物质示踪量极少,不干扰机体正常生理生化过程,可用于生命活动过程的各个阶段,放射性测量,10-14-10-18g,一、核素示踪,放射性核素产生的射线(主要是射线)是电离辐射,过量照射会对机体造成损伤,必须注意安全防护。,二、放射性制剂,放射性制剂(放射性药物),核医学诊断治疗,显影剂(imaging agent),RNI影像诊断,NaI中的131I,氟l8F脱氧葡萄糖,仅有示踪和辐射粒子作用,性质由其标记物决定,三、核医学影像及其技术特点,放射核素 引入人体,参
3、与人体 新陈代谢,特定脏器 组织中聚集,放射性活度 分布的外部测量,以图像形式显示 (功能性显像),半衰期短,核素数量少,灵敏度高,(1)核医学影像技术方便且安全。 (2)核医学影像是一种功能显像,不是组织的密度变化。,特点,第二节 射线探测,一、射线能谱,二、闪烁计数器,三、脉冲幅度分析器,射线射在NaI(Tl)晶体上,产生光电子、康普顿 散射电子等次级电子,这些电子在闪烁能谱仪 中形成计数,得到脉冲高度分布曲线(脉冲高度谱),每一种放射性核素都有自己特有的辐射能谱,测出射线能谱鉴定和分析放射性同位素,射线能谱,闪烁体 碘化钠(NaI(Tl)晶体,光电峰 能量最大的峰(或全能峰),表示核素的
4、特征,一、射线能谱,99mTc的射线能谱,一、射线能谱,临床医学测量射线能谱主要意义,测定放射性同位素特定能量射线的计数率,检定放射性同位素或放射性药物,提高诊断结果的准确性,避免康普顿散射射线及其他射线干扰,与标准比较,异常光电峰,混有杂质,一、射线能谱,二、闪烁计数器,射线晶体内产生荧光,光导和反射器组成的光收集器将光子投射到光电倍增管光阴极上,击出光电子,光电子在光电倍增管内倍增、加速在阳极上形成电流脉冲,电流脉冲高度与射线能量成正比,电流脉冲个数与辐射源入射晶体的光子数成正比,即与辐射源的活度成正比。,测量原理,闪烁体 (NaI(Tl)晶体),光电倍增管,闪烁计数器的组成,二、闪烁计数
5、器,光学收集系统,反射层,光学耦合剂,光 导,二、闪烁计数器,光电倍增管,三、脉冲幅度分析器,1.脉冲幅度甄别器,每一种放射性核素都有自己特有的辐射能谱。闪烁计数器产生的电流脉冲幅度和辐射光子能量成正比,测出脉冲幅度与计数关系曲线就等于测出辐射能谱。,高于阈值的脉冲通过并计数,剔出低于阈值的脉冲,逐步改变甄别阈值大小可以得到计数率随甄别阈值的变化曲线。,三、脉冲幅度分析器,脉冲幅度甄别器原理,2.单道脉冲幅度分析器,3.多道脉冲幅度分析器,直接测出幅度在VV+V之间脉冲计数,两个甄别器,差值V叫道宽。,下限甄别器甄别阈值V,上限甄别器阈值V+V,多个脉冲分析器,一次测量得出一个单道脉冲 幅度分
6、析器多次测量的结果,三、脉冲幅度分析器,第三节 准直器,一、准直器的作用,二、准直器的技术参数,一、准直器的作用,准直器(collimator),仅局限于某一空间单元的射线能进入闪烁计数器,其他区域射线不得进入,排除干扰成像的射线,建立放射性核素与图像的空间对应关系。,准直器(collimator),仅局限于某一空间单元的射线能进入闪烁计数器,其他区域射线不得进入,排除干扰成像的射线,建立放射性核素与图像的空间对应关系。,一、准直器的作用,准直器(collimator),一、准直器的作用,准直器可以做成平行多孔型、发散型、会聚型或针孔型,起限制探测器视野的作用,起到放大和缩小图像的作用。,准直
7、器用能吸收射线的高密度物质制成,通常采用铅。准直器在闪烁计数器中闪烁体的前、侧面。准直器构造上与X射线摄影的滤线器相仿。,一、准直器的作用,视野(FOV),射线在准直器的作用下直接射入晶体的区域,视野以外射线不能到达的区域,屏蔽区,视野(FOV),射线在准直器的作用下直接射入晶体的区域,视野以外射线不能到达的区域,屏蔽区,一、准直器的作用,1.灵敏度(sensitivity),射线通过准直器的效率,准直器的探测效率,取决于准直器几何尺寸(孔径、长度、焦距),2.空间分辨力,分辨两线源或点源的最小距离的倒数,定量评价,调制传递函数(MTF),两线源分辨距离R,半峰宽度(FWHM),二、准直器的技
8、术参数,两线源分辨距离 R,两线源平行放置,用一带准直器探测器在垂直线源方向逐点探测计数,获得探测计数与探测位置的响应曲线。,线源相距较远,两个峰值,对应线源位置,线源距离恰可分辨,峰曲线叠加,一峰曲线最小值恰好落在 另一峰曲线最大值位置上,二、准直器的技术参数,2.空间分辨力,2.空间分辨力,二、准直器的技术参数,半峰宽度(FWHM),带准直器探测器沿垂直线源方向逐点计数 获得的响应曲线最大值一半处的曲线宽度,F 准直器焦距,d0 准直器孔径,L 准直器宽度,二、准直器的技术参数,2.空间分辨力,系统将实物对比度MS转成图像对比度MI的传递效果,调制传递函数,系统将实物对比度MS转成图像对比
9、度MI的传递效果,二、准直器的技术参数,2.空间分辨力,调制传递函数,空间频率较低,投影函数为周期变化的矩形波,空间频率增大,投影函数是周期变化近似正弦或余弦波,图像边缘清晰,MTF 1,图像完全不能分辨,MTF0,图像边缘模糊,MTF1,2.空间分辨力,空间频率,一条铅条和一条空隙的宽度为空间周期,其倒数叫空间频率。,二、准直器的技术参数,空间频率,二、准直器的技术参数,MTF曲线,2.空间分辨力,3.深度响应,分辨距离是最佳分辨距离两倍的两个点,焦点近限 焦点远限,焦点长度,焦点近限和焦点远限间的距离,二、准直器的技术参数,空间分辨距离R或FWHM是辐射源到准直器距离的函数,此关系称为准直
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