PET及其融合技术讲解

医用物理学医用物理学PET及其融合技术

1.符合探测一、PET原理响应线（lineofresponse，LOR）：获得符合数据的一对探测器之间的连线利用湮灭辐射的特点和两个相对探测器输出脉冲的符合来确定闪烁事件位置的方法称为电子准直（electroniccollimation），这种探测方式则称为符合探测（coincidencedetection）1.符合探测一、PET原理真符合：探测到的两个光子来源于同一湮灭事件，并且在到达探测器前都没有与介质发生任何作用，因此含有精确的定位信息。真符合1.符合探测一、PET原理散射符合：探测到的两个光子虽然来源于同一次湮灭，但在到达探测器前至少有一个光子被散射而偏离了原来的飞行方向，这种符合的定位信息是错位的。散射符合1.符合探测一、PET原理随机符合：探测到的两个光子分别来源于不同的湮灭事件随机符合2.PET的检测系统一、PET原理PET探测器早期六角阵列目前多环结构一次63个断层32环3．PET空间分辨率的极限制约一、PET原理PET空间分辨率的极限PET探测器探测到的湮灭辐射的位置并非是发射正电子的核素的位置。核素的衰变能越高，这种不确定性就越大。两个湮灭光子的飞行方向不可能成180º。探测环直径越大，产生的偏差就越大。4.衰减校正符合探测的是两个反方向飞行的光子，任何一个光子被衰减掉，都会导致探测失败。必须进行衰减校正。一、PET原理采用透射扫描校正法对PET进行衰减校正。5．飞行时间（timeofflight,TOF）技术通过探测一对

光子到达两个晶体探测器的时间差来确定湮没地点所在位置的探测技术。一、PET原理

系统的时间分辨率决定了TOF技术的优劣。TOF-PET是在时间窗内确定符合事件的光子对到达各自探测器的时间差。TOF-PET利用

光子的飞行时间信息将湮灭位置限定在小范围内，减少了重建该事件涉及到的体素数量，提高了图像的信噪比和对比度等指标。图0正常PET代谢显示图图1肺癌光子刀术前图2术后瘤灶基本消失PET图像一、PET原理二、PET技术优势1.PET所用核素是构成人体生物分子主要元素，可以显示机体生理生化过程“生命断层”“生化断层”“活体分子断层”2.采用贫中子核素半衰期极短“超短半衰期核素”3.PET采用具有电子准直的符合电路计数方法，省去准直器,灵敏度提高，图像质量高放射性剂量很小4.电子对湮灭的距离为1.5mm左右与SPECT相比，PET具有较高的空间分辨率。可检出4~7mm的病灶5.衰减校正精确，便于定量分析6.

多环检测技术获得大量容积数据，可三维图像重建7.功能代谢显示为主可构建融合PET/CTPET/MRI二、PET技术优势99mTc-MIBI心肌血流灌注SPECT18F-FDG葡萄糖代谢PET二、PET技术优势图像融合是指将多源信道所采集到的关于同一目标的图像经过一定的图像处理，提取各自信道的信息，最后综合成同一图像以供观察或进一步处理。三、PET融合技术

PET/CT是将PET和CT有机结合起来的一种先进的分子影像设备。由CT提供病灶的精确解剖定位，PET提供病灶详尽的功能、代谢等分子信息。PET/CT可以通过一次检查就可得到患者同一解剖部位的功能和解剖图像，具有灵敏、准确、特异及定位精确等特点。三、PET融合技术（一）PET/CT

1．PET/CT的结构和工作原理。三、PET融合技术（一）PET/CTPET/CT的探头由PET探头和CT探头组成。CT探头在前，PET探头在后安排在同一扫描轴上，两种扫描共用一张扫描床。PET/CT扫描时，先进行CT扫描，CT采集完成后患者再被自动送入PET扫描视野。

1．PET/CT的结构和工作原理三、PET融合技术（一）PET/CTPET/CT中PET子系统最大的改进是衰减校正不再需要外置透射棒源（68Ge）进行透射扫描校正，而利用CT数据进行衰减校正。采用CT数据对PET图像进行衰减校正的好处是大大缩短了数据采集的时间，从而使患者在扫描过程中确保体位一致，避免出现躯体位移的伪像。

2．PET/CT的优势三、PET融合技术PET/CT互补了PET和CT单独使用时各自所存在的不足。采用CT数据对PET图像进行衰减校正，极大地减少了扫描时间。PET子系统利用其功能成像可以取代在CT诊断中需要超高薄层扫描及辅助造影的一些检查才能达到确定病变性质的扫描。（一）PET/CT

3．PET/CT的临床应用

三、PET融合技术（一）PET/CT肿瘤诊断和定位治疗心血管疾病诊断神经系统疾病的诊断PET/MR是将PET和MR技术融合而成的一种分子水平的功能及结构显像系统，是将人体结构、功能和分子信息有机的结合起来的一体化临床医学影像技术。

三、PET融合技术（二）PET/MR

1．TOF-PET/MR工作原理

三、PET融合技术（二）PET/MRPET/MR与PET/CT的本质区别是PET/CT是顺序扫描，PET/MR是同步扫描。一体化PET/MR实现了在同一扫描床位，PET和MR的一个序列在同一瞬间完成扫描。

1．TOF-PET/MR工作原理

三、PET融合技术（二）PET/MR一体化、同步扫描TOF-PET/MR要求PET必须具有TOF技术，MR必须具有最佳的磁场均匀度和静音扫描。PET的TOF技术在一体化PET/MR设备同步扫描中发挥两个重要的作用：PET的TOF技术能够实现在18秒内完成一个床位扫描。另一方面在一体化PET/MR设备中会出现“热器官”征象和“正电子穿透效应”两种伪像。三、PET融合技术与PET/CT相比较，PET/MR存在以下优势：①PET/MR免除了CT部分的辐射剂量，患者所受医疗照射剂量低。②TOF-PET/MR可实现真正的同步数据采集，同一时间获得同样的病理生理信息的PET和MR功能图像，多参数、多模态成像有助于病变的早期发现。

2．PET/MR的优势

（二）PET/MR三、PET融合技术③MRI可以得到高分辨率和高对比度的软组织图像，在神经、骨骼肌肉、心脏和肿瘤诊断中有一定优势。④MRI具有非常灵活的扫描技术和多功能成像技术，如功能MRI、弥散和波谱分析等。

2．PET/MR的优势

（二）PET/MR三、PET融合技术（1）促进了对一些神经系统疾病的发生和发展机制的理解。（2）在中风病人中，该技术将帮助医生确定中风后可修复的脑组织范