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学医学影像实用技术教程心得摘要：SPECT的基本成像原理是：照相机探头的每个灵敏点探测沿一条投影线(Ray)进来 . 会大会上，入选的约128篇有关FDG成像论文中，有31篇采用FDG-SPECT，占24%。 . FDG-SPECT采用迭代重建算法。用于99mTc成像重建的反投影法放大统计噪音，影响图像质量。 .关键词：点,24,算法类别：专题技术来源：牛档搜索（Niudown.COM）本文系牛档搜索（Niudown.COM）根据用户的指令自动搜索的结果，文中内涉及到的资料均来自互联网，用于学习交流经验，作品其著作权归原作者所有。不代表牛档搜索（Niudown.COM）赞成本文的内容或立场，牛档搜索（Niudown.COM）不对其付相应的法律责任！医学影象新思路：FDG-SPECT成像【摘要】利用双探头SPECT（单光子发射断层）仪，采用符合探测成像技术进行PET（正电子发射断层）成像已开始在进入临床应用，为核医学影像诊断提供了新的技术手段。目前，PET成像核素主要是18F-FDG，通常把专用PET的FDG成像称为FDG-PET，而把采用双探头SPECT符合技术或高能准直器的FDG成像称为FDG-SPECT。【关键词】探头 FDG-SPECT 图像【摘要】SPECT測定器使用時，使用臨床応用入力始PET画像処理技術検出，核医学画像診断技術新手段提供。現在、 PET画像、核種18F - FDG、通常、 FDG - PETFDGPET呼専用、技術FDG - SPECTFDG呼高SPECT使用。【】 FDG-SPECT 核医学分子影像技术有两大类型：一种是正子放射电脑断层造影（Positron Emission Tomography,简称PET）正电子断层扫描；另一种是单光子放射电脑断层照影（Single Photon Emission Computed Tomography,简称SPECT）ECT。两种分子影像技术是将放射性同位素化合物（小分子）注射与生物体内，利用探测器可以对该放射标识化合物分布进行探测造影，所标识化合物对生物体内生理、生化反应的分子交互利用，即可在生物体发生解剖病理缺损之前侦测出生化功能之改变。这就是医学影像的新思路FDG-SPECT成像。（FDG为PET技术的主要成像核素，故在此以此代表PET），将两种方法有机的结合在一起的这一新思路的产物，已经产生并投入实际的临床应用。 若要了解这一新的技术，首先需要了解SPECT与PET的基本原理。 SPECT的基本成像原理是：照相机探头的每个灵敏点探测沿一条投影线(Ray)进来的光子，其测值代表人体在该投影线上的放射性之和。在同一条直线上的灵敏点可探测人体一个断层上的放射性药物，它们的输出称作该断层的一维投影(Projection)。图中各条投影线都垂直于探测器并互相平行，故称之为平行束，探测器的法线与X轴的交角称为观测角(View)。照相机是二维探测器，安装了平行孔准直器后，可以同时获取多个断层的平行束投影，这就是平片。平片表现不出投影线上各点的前后关系。要想知道人体在纵深方向上的结构，就需要从不同角度进行观测。可以证明，知道了某个断层在所有观测角的一维投影，就能计算出该断层的图像。从投影求解断层图像的过程称作重建(Reconstruction)。这种断层成像术离不开计算机，所以称作计算机断层成像术(Computered Tomography，CT)。CT设备的主要功能是获取投影数据和重建断层图像。 PET原理是放射性同位素衰变放出的正子与周边环境中的电子碰撞发生互毁辐射，产生两股互成180度之511KeV加马射线，利用探测器即可获取影像，常在正子同位素有碳-11（半衰期20.4分钟）、氮-13（半衰期9.96分钟）、氧-15（半衰期2 分钟）、氟-18（半衰期110分钟）、碘-124（半衰期4.18天）等。 SPECT原理则是放射性同位素衰变放出的加马射线，经过准直器，以消除散射加马广字，然后由探头获取影像。常用加马射线同位素有鎝-99m（半衰期6小时）、碘-123（半衰期13小时）、銦-111（半衰期2.8天）、鎵-67（半衰期3.3天）等。 PECT并不是一种很新的设备，其由Kuhl等人于1979年研制成功。经过多年不断的改进，SPECT技术已经有了很大的发展，产生了许多不同型号、不同档次的产品，但是其显像的基本原理没有变化，总体上仍属于比较低端的核医学设备。目前国内很多三级以上医院都已经配备SPECT，数量达300台以上，主要用于全身骨骼、心肌血流、脑血流、甲状腺等显像。 ECT的另一类设备PECT是以发射正电子的放射性核素做为发射体，称为正电子发射型计算机断层显像，其英文名称为 positron emission computed tomography，即我们通常所说的PET。PET是核医学领域中最先进的显像设备，被视为核医学史上划时代的里程碑，是最高水平核医学的标志。PET所应用的显像剂如C-11、N-13，O-15等都是人体组织的基本元素，易于标记到各种生命必须的化合物、代谢产物或类似物上而不改变它们的生物活性，且可以参与人体的生理、生化代谢过程，因而能够深入分子水平反映人体的生理、生化过程，从功能、代谢等方面前面评价人体的功能状态，达到早期诊断疾病、指导治疗的目的。定性准确和一次性完成全身显像的特点极大地促进了其在肿瘤、脑神经系统疾病以及心脏病等方面的应用。我国于1995年由山东淄博万杰医院引进国内第一台PET，其后增长较为缓慢。 PET的先进性显而易见，但其最大的缺点是解剖结构显示不够清晰。因此人们尝试把擅长功能显像的PET与擅长显示解剖结构的全身CT结合起来，于是在2000年世界上第一台同机一体化PET/CT在美国CTI公司研制成功，被美国时代杂志评选为年度最伟大的发明创造。由于PET/CT是目前最先进的PET与最好的多排螺旋CT的完美组合，达到了一加一大于二的效果，一举成为目前最豪华的医学影像诊断设备。PET与CT的同机组合极大地提高了临床医生对PET的认知度，所以一经问世便在世界范围内高速增长。2002年第一台PET/CT在国内安家落户，目前PET/CT在国内已经呈献快速发展的趋势。 总体上讲，SPECT与PET相比二者可以说具有本质的区别，数据表明，SPECT的最高探测效率仅为PET的1%-3%左右，图像质量远不能与PET/CT相比，诊断效能上差距较大。二者一种是普及型的低端产品，价格较低；一种是世界上公认的最高档次的医学影像诊断设备，价格昂贵、投资巨大，很难普及和推广。 利用双探头SPECT（单光子发射断层）仪，采用符合探测成像技术进行PET（正电子发射断层）成像已开始在进入临床应用，为核医学影像诊断提供了新的技术手段。目前，PET成像核素主要是18F-FDG，通常把专用PET的FDG成像称为FDG-PET，而把采用双探头SPECT符合技术或高能准直器的FDG成像称为FDG-SPECT。今年9月初在柏林召开的世界核医学和生物学联盟暨欧洲核医学会大会上，入选的约128篇有关FDG成像论文中，有31篇采用FDG-SPECT，占24%。它们包括心肌显像和肺、神经、肾、骨、淋巴肿瘤显像等，在方法上主要采用双探头符合技术。柏林会议上参展的SPECT生产厂家，除TRIONIX采用高能准直器外，都展示了采用符合成像技术的双探头SPECT。随着双探头SPECT符合成像技术的发展，及其在肿瘤显像方面的有效应用，FDG-SPECT引起广大核医学工作者的兴趣。 而近些年来流行的三探头SPECT的探头围成等边三角形，它在进行360 投影扫描时只需旋转120 ,比单探头速度快两倍.双探头SPECT作心脏显像的时候，两个探头一般互相垂直放置，只需旋转90 就可完成180 投影扫描,比单探头速度快一倍.当两个探头相对放置时,一次全身扫描可以得到前位/后位两张图像.如果增加符合电路,相对放置的两个探头可以构成简易的PET。它的用途多，价格比三探头的SPECT低，所以很受欢迎。也有些厂家把互成90 的两个尺寸较小的探头做成一体,它的成本较低,专门用于心脏的显像。SPECT广泛采用价格低、用处多的旋转相机的结构，在采集投影数据时，探头一般沿圆形轨迹围绕病人运动。因为被成像物体离平行孔准直器表面越近，图像的空间分辨率越好，所以多数SPECT配有人体轮廓测量装置，探头扫描时沿椭圆轨迹运行，使准直器尽量紧贴病人的体表，以达到最佳的心脏采样质量。 SPECT通常使用平行孔准直器，产生平行束投影。利用汇聚型准直器，产生扇形束投影或者锥形束投影，可以提高探测灵敏度和分辨率，并且对小尺寸心脏得到放大的图像。ADAC设计的长孔准直器Long-bore远距离空间分辨率很好，对心脏这样的深层脏器成像十分有利。 当然对以一个新型的技术，是无法做到面面俱到的，FDG-SPECT同样也也存在的各种各样的问题。接下来我将具体的分析一下 1采用特殊准直器。原理上符合成像不需要准直器进行空间定位，但为了减少随机和散射符合，目前的FDG-SPECT都采用一种特殊的准直器。这种准直器由平行的铅条间隔组成，铅条方向与旋转轴垂直。准直器置于晶体表面，在晶体前方形成若干条平行铅栅。这些铅栅屏蔽来之其它方向的射线，减少发生随机和散射符合的机会，不足的是它显著降低计数灵敏度，这种方式又称为2D符合成像。不采用特殊准直器的符合成像称为3D符合成像，特点是计数灵敏度高，是2D符合成像的6-7倍，这要求SPECT具有很高的计数率特性。 2.采用1/2英寸以上厚度的晶体。用于99mTc成像SPECT的晶体厚度多是3/8英寸，但它用于高能的18F成像时，探测效率只有12%左右，显著影像成像计数灵敏度。若采用5/8英寸晶体，探测效率可提高到19%，能获得较高的计数灵敏度。模型和临床试验证明，FDG-SPECT的NaI晶体厚度应在1/2英寸以上。目前各厂家FDG-SPECT的晶体中，Picker采用6/8英寸，SMV采用4/8英寸，ADAC、Siemens、Elscint、Toshiba和GE都采用5/8英寸。适当增加晶体的厚度，并不会显著降低99mTc成像的空间分辨率。例如，采用5/8英寸晶体，99mTc成像的空间分辨率只比采用3/8英寸晶体时下降1mm。这少许的分辨率损失，完全可以通过采用高分辨准直器或尽可能减少测量距离得以补偿。 3.衰减校正明显改善FDG-SPECT成像质量。对于高能射线成像，衰减似乎不是主要问题，但是由于光子对是从两个方向分别进入两只探头，它们所经历的总路程是一个光子的两倍，所以衰减在FDG-SPECT成像，尤其是肺、腹部成像中成为影响图像质量的一个重要因素。多个厂家在FDG-SPECT上采用穿透衰减校正，穿透源为137Cs（663kVe，T1/2= 年），在肺成像上获得良好的效果。 4.FDG-SPECT采用迭代重建算法。用于99mTc成像重建的反投影法放大统计噪音，影响图像质量。对于探测效率相对较低的FDG-SPECT成像采用迭代重建算法能够改善图像信/噪比和重建精度。迭代算法计算量大，重建时间长。采用功能强大的计算机、采集和图像重建并行技术、图像数据重组技术（Rebining）能够有效缩短重建时间。一般3-4次迭代即可获得满意图像。 5.FDG-SPECT能够获得与FDG-PET接近的探测结果。FDG-SPECT空间分辨率可达6-7mm，2D符合成像的散射系数=25%，灵敏度=130计数/(秒,MBq)，3D符合成像的散射系数=40%，灵敏度=900计数/(秒,MBq)。目前水平的FDG-SPECT对于直径 15mm的肿瘤可以准确探测，最小可探测直径4 -5mm的头颈部肿瘤。FDG-SPECT的系统分辨率和系统容积灵敏度与FDG-PET接近，其临床特异性和灵敏度也与FDG-PET相似。FDG-PET能提供比FDG-SPECT高的图像对比度，对胸和腹部肿瘤的探测能力优于FDG-SPECT。 6.FDG-SPECT只能进行18F高能成像，不能做11C、15O、13N等超短半衰期核素成像。另外FDG-SPECT也还不能进行连续全身扫描成像。 7.FDG-SPECT已具备了临床应用价值。一台采用5/8英寸NaI晶体、配有高能穿透衰减校正、使用迭代重建算法、图像采集和重建并性处理、进行2D成像的双探头符合FDG-SPECT也许是目前较好的配置。当然能在本地区获得18F-FDG是使用FDG-SPECT的最基本条件。 FDG-SPECT显然目前还不是一个成熟的技术，但是我相信经过上述问题的改良，FDG-SPECT还是具有很高的临床价值！ 自己在完成这篇论文是有很多的不足与认识上的误区，在此感谢给予帮助的王世伟教授以