现代影像学诊断.ppt
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1、核技术与 核医学,陈英茂 解放军总医院核医学科 2006年10月21日,中国人民解放军总医院,什么是核医学?,核医学的定义: 核医学是核技术与医学相结合的学科 核医学的任务是用放射性核素及核技术来诊断、治疗及研究疾病。 核医学涉及的学科: 核物理、核电子、核探测、计算机控制及图像处理、数学、放射化学、医学的各科等,基因突变,表达失控,代谢异常,功能失调,结构改变,症状体征 ,Disease is not a THING, but a PROCESS,现代医学认为:疾病的发生起源于 基因改变表达物改变代谢改变形态改变,现代医学影像技术,名称 成像参数 性质 X线CT 衰减系数、CT值 解剖结构
2、B超 超声波反射 解剖结构 MRI 质子密度、T1、T2、 解剖、功能 化学位移 SPECT 放射性浓度 代谢功能 PET 放射性浓度 代谢功能 PET/CT 放射性浓度 代谢功能 衰减系数、CT值 和解剖,SPECT、PETECT(emission computed tomography),核医学内容,核医学发展的两大支柱,放射性药物-诊断、治疗 关键点是特异性 其次是稳定性 如: 11C-胸腺嘧啶 - DNA合成金标准,不稳定; 18F-FLT 氟标胸腺嘧啶。稳定,但由于3端的置换,其磷酸化后不能进一步参与DNA合成,又不能通过细胞膜返回,被局限在细胞内。 核探测技术-影像定位、定量,核医
3、学诊断,核医学的右手,核医学诊断 -示踪原理,示踪剂:参与体内某一生理代谢过程的物质 + 发射可探测射线的核素 = 形成示踪剂。 例如:脱氧葡萄糖DG + 发射正电子的18F = 18F-FDG 代谢过程:静脉注入后,通过毛细血管壁进入组织。对不同的示踪剂,有些直接参与体内代谢,有些则被限制在某些特定的组织区域。由于示踪剂在体内的分布与代谢过程是动态的,所以体内各组织部位的示踪剂浓度是不断地变化的。 探测:在示踪剂注入体内后的 整个过程中,都可使用扫描仪在体外探测示踪剂发出的辐射信号,从而确定示踪剂在体内的位置,由此得到示踪剂在体内的代谢过程与分布图像。,核医学显像原理,利用放射性药物 用放射
4、性核素标记的示踪剂引入体内 参加特定生物活动 被特定的组织摄取定位,定性,定量反映体内代谢情况 探测显像 显像设备,显像条件, 操作程序 活体, 分子水平 活体内示踪剂分子行为,核医学显像设备,核医学显像设备探测射线 相机 (scintillation gamma camera) 1958年H. Anger发明,Anger相机 SPECT (single photo emission computed tomography) 20世纪80年代,单光子发射断层扫描仪 PET ( positron emission tomography) 20世纪90年代,正电子发射断层扫描仪 PET/CT 21
5、世纪,功能图像和解剖图像有机融合,相机,相机构成,探测原理,射线入射到晶体上,使晶体原子激发。 退激回到基态,发射荧光。 一个光子产生多个荧光光子。 光电倍增管接受这些荧光,并将之转换为电信号。 经过定位电路确定出入射光子的位置 放大、甄别后,记录一个计数。,准直器、闪烁晶体、光电倍增管的作用,脉冲幅度分析器 pulse height analyzer(PHA),经放大的电脉冲幅度入射射线能量 只选择一定能量范围,剔除散射、噪声 甄别 例如,99mTc, 能窗135 145keV 单道脉冲分析器-单能窗 多道脉冲分析器-多能窗,信号记录,核医学影像记录的是坐标和光子数 和X 照像有何不同? 缺
6、点?死时间,SPECT- single photo emission computed tomography,相机-发射,平面图像(透射X平片) SPECT-发射,断层图像(透射CT) 相机探头绕人体旋转 获得各个方向的投影(平面)像 图像重建-滤波反投影、迭代 获得断层图像 图像重建算法-使图像更接近真实 一直是核医学中的一个重点研究方向。,图像重建-迭代算法,图像重建-滤波反投影法,理论依据 二维傅立叶分片定理: 任意函数f(x,y)沿任意方向平行投影,得到与该方向垂直的一维投影函数。此投影函数的傅立叶变换,就等于f(x,y)的二维傅立叶空间平面上过原点的一条线,并且这条线与一维投影函数同
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