核医学显像技术原理

关于核医学显像技术原理第一页，共二十六页，2022年，8月28日主要内容一、基本原理二、基本条件三、显像剂(放射性药物)选择性聚集的机理四、各种放射性测量仪器简介第二页，共二十六页，2022年，8月28日一．基本原理

脏器和组织显像的基本原理是放射性核素的示踪作用：

不同的显像剂(放射性药物）在体内有其特殊的分布和代谢规律，能够选择性聚集在特定脏器、组织或病变部位，使其与邻近组织之间的放射性分布形成一定程度浓度差，而显像剂中的放射性核素可发射出具有一定穿透力的γ射线，利用放射性测量仪器（γ相机、SPECT、PET、SPECT/CT、PET/CT等）可在体外被探测、记录到这种放射性浓度差，从而在体外显示出脏器、组织或病变部位的形态、位置、大小以及脏器功能变化。第三页，共二十六页，2022年，8月28日二、基本条件放射性浓度差要达到一定程度。核医学显像装置能检测到放射性浓度差，并以一定方式显示成像。正常与异常组织间对放射性核素的摄取差异是核显像的诊断基础。第四页，共二十六页，2022年，8月28日三、显像剂(放射性药物)选择性聚集的机理１．细胞选择性摄取２．特异性结合３．化学吸附作用４．微血管栓塞５．通道、灌注和生物分布第五页，共二十六页，2022年，8月28日（一）细胞选择摄取

１）特殊需要物质有些物质是某些细胞完成某种功能所特需的，能被细胞选择性摄取。如碘离子第六页，共二十六页，2022年，8月28日18F标记的脱氧葡萄糖与天然葡萄糖一样可以作为能量物质被心肌细胞和脑细胞摄取利用，故可以利用PET来观察心肌及脑灰质的能量代谢状况。第七页，共二十六页，2022年，8月28日（２）特殊价态物质

一些细胞可以选择性摄取特殊化合价态的物质。铊201Tl+99mTc标记的异腈类化合物

（３）代谢产物和异物

某些器官的某些细胞具有选择性摄取代谢产物和异物的功能，使代谢产物、异物从体内清除。邻碘马尿酸99mTc标记植酸钠胶体第八页，共二十六页，2022年，8月28日（二）特异性结合

．受体—受体配体结合抗原—抗体

结合

可进行特异性的显影间位碘代苄胍可与肾上腺素能受体结合，可以使富含肾上腺素能受体的嗜铬细胞瘤显影第九页，共二十六页，2022年，8月28日肿瘤组织具有特异抗原，利用与之结合的特异抗体可使肿瘤组织显影，称放射免疫显像。肝癌AFP放射免疫显像第十页，共二十六页，2022年，8月28日（三）化学吸附作用骨骼组织中的羟基磷灰石晶体可高度吸附磷酸类化合物。99mTc标记的磷酸盐MDP可用于全身骨骼显影，99mTc标记的焦磷酸盐PYP可用于急性心肌梗塞灶的显影。

第十一页，共二十六页，2022年，8月28日（四）微血管栓塞

99mTc标记聚合人血清白蛋(MAA)，经静脉注入后栓塞在肺毛细血管床从而使肺显影第十二页，共二十六页，2022年，8月28日（五）通道、灌注和生物分布当显像剂通过某一通道时，可以使通道显影。肘静脉快速(弹丸式)注入放射性药物，使腔静脉、右心房、右心室、肺血管床、左心房、左心室、主动脉的管腔、房、室腔陆续显影。然后可获得器官的动脉灌注影像。显像剂存留在血循环中，可获得大血管、心房、心室和各器官的血池影像。第十三页，共二十六页，2022年，8月28日四、各种放射性测量仪器简介

显像用的核医学仪器-γ照相机-单光子发射计算机断层（SPECT）-正光子发射计算机断层（PET）-扫描机（scanner）第十四页，共二十六页，2022年，8月28日γ相机是一种快速显像设备，它不仅能提供静态图像，而且可提供动态图像，了解血流和代谢过程，是诊断肿瘤和循环系统疾病的重要设备。

γ相机主要由探头、电子线路和显示系统三部分组成。

γ相机第十五页，共二十六页，2022年，8月28日相机准直器（Collimator）闪烁探测器（NaI晶体）光电倍增管(PMT)位置电路数据分析计算机探头周围铅屏蔽NaI晶体

光电倍增管准直器固定结构准直器孔第十六页，共二十六页，2022年，8月28日相机准直器准直器位于晶体之前，是探头中首先和γ射线相接触的部分。准直器的性能在很大成度上决定了探头的性能。准直器能够限制散射光子,允许特定方向γ光子和晶体发生作用。第十七页，共二十六页，2022年，8月28日

闪烁探测器一种铊激活碘化钠[NaI(Tl)]探测晶体普遍用于γ相机中。在核医学中，这种晶体对于放射性核发射的γ射线能量有最佳的探测效率。探测晶体一般为圆形或矩形。典型的尺度为30-50cm。由于光电效应和与晶体内碘化物的离子的康普顿散射，γ光子与探测器互相作用。这种相互作用导致电子释放而继续与晶体的网格相互作用产生光。这种过程称为闪烁。第十八页，共二十六页，2022年，8月28日闪烁晶体:

与γ射线作用产生荧光.

要求:对γ射线应有较高的俘获率与入射光子相互作用后的发光效率高,但发光持续时间短.(3)具有良好的光学特性,对荧光的传播透明,折射小.第十九页，共二十六页，2022年，8月28日每7到10个光子入射到光电阴极上，就会产生一个电子。从阴极来的电子聚焦到倍增管电极上被吸收后会放出更多的电子（一般是6到10个）。这些电子再聚焦到下一个倍增管电极上，这个过程在倍增管电极阵列上不断重复。

光电倍增管第二十页，共二十六页，2022年，8月28日位置电路和数据处理计算机

位置逻辑电路紧跟在光电倍增管阵列后面并在求和矩阵电路(SMC)中接收来自倍增管的电流脉冲。这使得位置电路能够决定闪烁事件在探测晶体的何处发生。最后，一台数据处理计算机处理进来的投影数据，使它成为一张可读的反映病人体内三维活性分布的图像。计算机可能使用各种方法来重建图像，比如滤波反投影算法或迭代重建。第二十一页，共二十六页，2022年，8月28日单光子发射计算机断层成像(SPECT)

SPECT与γ相机的比较：目前医院中用的最多SPECT称为旋转γ相机型的ECT，这种SPECT是γ相机探头加上旋转机构和图像重建软件，它包含了γ相机的功能，增加了断层图像获取和图像重建功能。第二十二页，共二十六页，2022年，8月28日

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