医用放射诊断与治疗设备

医疗器械概论第五章医用放射诊断与治疗设备X线的基础知识1895年11月8日，德国物理学家伦琴（Rontgen）在研究阴极射线管气体放电时，发现附近涂有铂氰化钡的纸板上能发出肉眼可见的荧光,并且将手置于阴极射线管与铂氰化钡板之间，在纸板上显示出手的轮廓及骨骼影像。伦琴推断这是一种特殊的射线，由于当时对这种射线的性质不清楚，便借用数学上代表未知数的符号“X”来代替，称之为X射线（X-ray）。后人又称之为伦琴射线。X线的基础知识

1895年12月28日德国人伦琴于德国维尔茨堡物理和医学学会发表了《一种新射线--初步研究》世界上第一张X光片是伦琴摄于1895年12月22日，是其夫人的手部世界上第2张X光片是一个足弓低的人X线的基础知识20世纪初，医用X线机诞生20世纪40年代，旋转阳极X线球管诞生20世纪70年代，中频技术出现，CT诞生20世纪80年代，X线电视系统用于临床检查，

MR诞生X线的基础知识20世纪90年代，光学、电子、物理技术对传统化学技术发起挑战，数字胃肠机，DSA及CR依次粉墨登场。90年代末，DR技术引发研发竞争，近几年CR、DR、HIS、RIS、PACS技术已逼近每一家医院。X线的基础知识X线的基础知识什么是x线X线是电磁波，波长：0.0006~50nm；X线诊断常用波长：0.008~0.031nmX线是由真空管内高速行进的电子流轰击钨或钼靶时产生的。X线的基础知识X线的基础知识靶高压电源低压电源靶X线产生原理阴极发热产生电子电子猝然停止和外层电子跃迁，部分能量以连续和特征X射线的形式放出。电子加速，撞击和电离中的核外子。X射线X线的基础知识

X线的特性①穿透性

X线能穿透一般可见光所不能透过的物质，包括人体在内。其穿透能力的强弱与X线的波长以及被穿透物质的密度与厚度有关。X线波长愈短，穿透力就愈大；物质密度愈低，厚度愈薄，则X线愈易穿透。在实际工作中，常以通过球管的电压伏值（KV）的大小代表X线的穿透性（即X线的质），而以单位时间内通过X线的电流（mA）与时间的乘积代表X线的量。X线的特性②荧光作用

X线波长很短，肉眼看不见，但照射在某些化合物（如钨酸钙等）被其吸收后，就可发生波长较长且肉眼可见的荧光，荧光的强弱和所接受的X线量多少成正比，与被穿透物体的密度及厚度成反比。根据X线的荧光作用，利用以上化合物制成透视荧光屏或照相暗匣里的增感纸，供透视或照片用。X线的基础知识X线的特性③感光作用X线和日光一样，对摄影胶片有感光作用。感光强弱和胶片接受的X线量成正比。胶片涂有溴化银乳剂，感光后放出银离子（Ag+）,经显影定影处理后，胶片感光部分因银离子沉着而显黑色，其余未感光部分的溴化银被清除而显出胶出本色，亦即白色。由于身体各部位组织密度不同，胶片出现黑—灰—白不同层次的图像，这就是X线照相的原理。X线的基础知识X线的特性④电离作用及生物效应

X线或其它射线（例如γ线）通过物质被吸收时，可使组成物质的分子分解成为正负离子，称为电离作用，离子的多少和物质吸收的X线量成正比。通过空气或其它物质产生电离作用，利用仪表测量电离的程度就可以计算X线的量。同样，X线通过人体被吸收，也产生电离作用，并引起体液和细胞内一系列生物化学作用，使组织细胞的机能形态受到不同程度的影响，这种作用称为生物效应。X线对人体的生物效应是应用X线作放射治疗的基础。另外，在实施X线检查时，对检查者与被检查者进行防护措施亦基于此理。X线的基础知识X线装置构成：主要包括X线管、高压发生器和控制台一般说，高速行进的电子流被物质阻挡即可产生X线。具体说，X线是在真空管内高速行进成束的电子流撞击钨(或钼)靶时而产生的。

X线成像的基本原理

X线管:

为一高真空的二极管，杯状的阴极内装着灯丝；阳极由呈斜面的钨靶和附属散热装置组成。

X线成像的基本原理

高压发生器:

为提供X线管灯丝电源和高电压而设置。一般前者仅需12V以下，为一降压变压器；后者需40～150kV(常用为45～90kV)为一升压变压器。。

X线成像的基本原理

控制台：

主要为调节电压、电流和曝光时间而设置，包括电压表、电流表、时计、调节旋钮和开关等。现代数字X光机还包括曝光控制系统和图像采集工作站。X线成像的基本原理X线成像的基本原理X线的检查方法（一）普通检查

1．透视（Fluoroscopy）使X线透过人体被检查部位并在荧光屏上形成影像，称为透视。优点：经济；操作简便；能看到心脏、横膈及胃肠等活动情况；同时还可转动患者体位，作多方面观察，以显示病变及其特征，便于分析病变的性质，多用于胸部及胃肠检查。缺点：荧光影象较暗。细微病变（如粟粒型肺结核等）和密度、厚度较大的部位（如头颅、脊椎等）看不太清楚，而且，透视仅有书写记录，患者下次复查时不易做精确的比较。2．照相（Radiography）亦称摄影。X线透过人体被检查的部位并在胶片上形成影像，称为X线照相。照片所见影像比透视清楚，适用于头颅、脊椎及腹部等部位检查。照片还可留作永久记录，便于分析对比、集体讨论和复查比较。但照片不能显示脏器活动状态。一张照片只反映一个体位（体位即照相位置）的X线征象，根据病情和部位，有时需要选定多个投照体位。

X线的检查方法普通屏－片X线机立柱平床配电柜球管X线照相机㈡、特殊检查

钼靶软X线照相（Molybdenumtargetradiography）X线束含有不同的波长，线束波在长短决定于X线球管阳极靶面金属材料的原子序数。绝大多数的X线球管都使用钨靶，钨的原子序数为74，能产生短波射线（硬线）多，穿透力强，适用于身体各部位的X线照相，但对于较薄的部位（如手指），特别是软组织，影像效果没有钼靶好。钼的原子序数为42，能产生长波射线（软线）多，穿透力较弱，适用于软组织X线照相，尤其多用于乳腺疾病的诊断。

X线的检查方法（三）造影检查对人体内一些缺乏自然对比的结构或器官，可将密度高于或低于该结构或器官引入器官内或其周围间隙，使之产生对比，以显示其形态与功能的方法，称为造影检查。X线的检查方法自然对比由于人体各种组织、器官密度和厚度不同，经X线照射，其吸收及透过X线量也不一样。因此，在透视荧光屏上有亮暗之分，在照片上有黑白之别。这是人体自然形成的密度差别，称为自然对比。人工对比：人体有些部分，如腹部各脏器，密度大致相同，不具备自然对比的条件，可用对人体无害、密度大或密度小的物质，引入被检查的组织器官或其周围，造成密度差异，显出影像，称为人工对比。形成人工对比的方法称为造影检查，引用的物质叫做造影剂（Contrastmedium）钡剂（医用硫酸钡粉末）：主要用于食管及胃肠道检查。优点：对比良好，性质稳定，无不良反应。缺点：疑有胃肠道穿孔或肠梗阻的病人，禁服钡剂。碘剂：用于心脏、大血管、泌尿道、胆道、椎管等造影。无机碘剂：碘化钠。现已很少用。油脂类碘剂：碘化油，用于支气管造影、子宫输卵管造影等，也可用于肝癌的介入治疗。有机碘水剂：离子型对比剂：复方泛影葡胺，可引起不良反应，目前应用不多。非离子型对比剂：碘海醇等，适用于血管造影。中枢神经系统检查。造影剂及其种类：①高密度造影剂：又称阳性对比剂，含钡剂、碘制剂等。②低密度造影剂：又称阴性对比节，含空气、氧气及二氧化碳等。由于CT检查的开展已很少采用。数字胃肠机（透视）（四）数字X线成像1、计算机X线成像（CR）：以影像板代替传统胶片，直接把数据转换为数字信号传到计算机上。优点：提高照相、出片速度；可以后期对图像进行处理；降低照射剂量；提少密度分辨力，对小结节检出率增高；方便储存。缺点：空间分辨率降低。X线的检查方法CR系统2、数字化X线摄影技术（DR）直接成像于显示器，去除了影像板，更加快捷，信息损失少，较CR空间分辨率提高，照射剂量更小。X线管数字显示器X线产生穿透并衰减检测并A/D数字成像图像信号输出（五）数字减影血管造影（DSA）X线的检查方法数字减影血管造影是利用计算机处理数字化的影像信息以消除骨骼和软组织影，使造影剂充盈的血管显影清晰。DSA最常用于心血管病变检查，对心内结构、主动脉瘤、主动脉狭窄及发育异常等显示清晰，是现实冠状动脉的最佳方法。是介入治疗不可缺少的技术。优点：1、实时成像，尤其在介入治疗中可以立即核实导管、导丝的位置。2、绘制血管路径图，在介入治疗前少量注入造影剂可跟踪血管路径并储存。3、减少碘剂用量，减轻肾病患者负担。缺点：1、失去参照标志，消去了血管以外的组织结构，无法和体表标志对应。2、对移动敏感。最早出现于1980年3月（北美放射学会1980年11月公布）基本结构：X线发生装置、图像检测系统（光栅、影像增强管、光学系统、电视摄像机）分类：CCD＋影像增强器、全数字平板探测器

（五）数字减影血管造影（DSA）X线的检查方法数字减影血管造影（DSA）PhilipsIntegrisCVCCD＋影像增强器数字减影血管造影（DSA）HitachiSX-VA3000FPDR型HitachiSX-VA2000FPDR型（一）发展历程：最早出现于1971年10月为此，英国科学家HounsfiedG.N获得1979年诺贝尔医学奖

CT值的单位即以其名字命名：HU（亨氏单位）计算机体层成像（CT）计算机体层成像（CT）（一）发展历程：第一阶段：从CT的产生到20世纪70年代中期扇形束CT第一代CT：Hounsfied实验机，线形束，探测器2～3个第二代CT：头颅专用CT，小扇形束，探测器几十个第三代CT：扇形束全身CT，旋转－旋转扫描方式第四代CT：环形探测器CT，探测器数目500～2000个第二阶段：20世纪80年代中期“滑环技术”实现了螺旋扫描第三阶段：多排探测器实现了快速容积扫描，即多层扫描目前，已经有公司正在开发平板探测器（FPD）CT，一次旋转即可完成一个器官的扫描，真正实现容积扫描第五代CT：电子束CT（EBCT），又称超高速CT（UFCT）

——以上摘自余建明主编《医学影像技术学》（一）扫描系统：扫描机架、检查床、X线高压发生器、X线管、准直器、滤过器、探测器、模数转换器（二）计算机系统：主控计算机、陈列处理计算机（三）其它设备（图像显示和存储系统）：磁盘机和相关存储媒介、操作台、其他附属设备计算机体层成像（CT）（二）基本构造：扫描部分计算机系统图像显示和存储系统计算机体层成像（CT）扫描机架检查床控制台计算机系统计算机体层成像（CT）转变为可见光电信号计算每个体素的X线衰减系数或吸收系数，排列呈数组矩阵光电转换器CT图照片像素（三）、CT的成像基本原理

CT是用X线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透过该层面的X线，转变为可见光后，由光电转换变为电信号，再经模拟/

转换器（analog/digitalconverter）转为数字，输入计算机处理。图像形成的处理有如对选定层面分成若干

体积相同的长方体，称之为体素（voxel）。扫描所得信息经计算而获得每个体素的X线衰减系数或吸收系数，再排列成矩阵，即数字矩阵（digitalmatrix）。计算机体层成像（CT）数字矩阵可存贮于磁盘或光盘中。经数字/模拟转换器（digital/analogconverter）把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块，即象素（pixel），并按矩阵排列，即构成CT图像。所以，CT图像是重建图象。每个体素的X线吸收系数可以通过不同的数学方法算出。计算机体层成像（CT）扫描层面体素及像素扫描层面体素及像素CT图像时由一定数目的像素组成的灰阶图像，是数字图像，是重建的断层图像（四）图像特点1、断层显示解剖：摆脱了X线摄影的前后重叠成像。2、高软组织分辨力：可以通过窗宽窗位的调节弥补人眼对灰度分辨力的限制。密度分辨率高，空间分辨率不足。3、建立了数字化标准：用CT值来客观的表示密度差别，摆脱了人为因素的影响。CT值是以数值来说明组织影像密度的高低，但不是绝对值。而是以水为标准，其他组织与水比较的相对值。现用亨氏单位（Hu），即以水的CT值为0Hu，空气为－1000Hu，骨为＋1000Hu的2000个等级。人体各种组织均包括在2000个等级之内。计算机体层成像（CT）空间分辨率：是指CT分辨物体空间大小的能力，常用每厘米内的线对数或所能分辨最小物体的直径来表示。密度分辨率：是指CT对密度差别分辨力，以百分数表示。计算机体层成像（CT）（五）检查技术1、普通CT平扫：分普通扫描和螺旋扫描，应用于所有部位。强化扫描：静脉注射造影剂，扫描一般为螺旋扫描和时相扫描。2、高分辨CT利用高毫安秒、薄层厚、大矩阵及骨重建算法来实现高空间分辨率，一般用于观察骨质细微结构及肺内微细结构。计算机体层成像（CT）（六）CT分析与诊断1、首先了解扫描方法2、然后逐层观察图像：“窗”技术，通过不同的窗宽及窗位来突出不同密度的组织结构。3、确定病变位置、大小、密度、周围情况等4、后处理技术计算机体层成像（CT）一般X线照片的黑白对比度是固定的，但CT机监视器的黑白即灰度可以通过调节窗位（Windowlevel）和窗宽（Windowwidth）而改变。窗位是指图像显示所指的CT值范围的中心。例如观察脑组织常用窗位为＋35Hu，而观察骨质则用＋300－＋600Hu。窗宽指显示图像的CT值范围。例如观察脑的窗宽用100，观察骨的窗宽用1000。这样，同一层面的图像数据，通过调节窗位和窗宽，便可分别得到适于显示脑组织与骨质的两种密度图像。使用窄窗宽，有利于发现与邻近正常组织密度差别小的病灶。计算机体层成像（CT）椎体、椎间隙的显示胃癌MPR冠状位重建斜冠状位重建矢状位重建原始横断面MinIPMPVR右上肺癌MIPVCT在呼吸系统检查的临床应用CRMIPCRVRCTU核医学定义

*是应用放射性核素或核素标记物进行临床诊断、治疗疾病及生物医学研究的学科。

*核技术+医学：研究核技术在医学中的应用及其理论的综合性边缘科学

核医学与核医学仪器分类诊断核医学临床核医学治疗核医学体外分析体内显像检查法非显像检查法核医学实验核医学核医学与核医学仪器研究医学领域的疑难问题发展、创立新的诊疗技术和方法推动临床核医学的发展实验核医学相当于外科学的解剖和生理学，为正确应用核技术提供理论基础

实验核医学的作用核医学与核医学仪器实验核医学核医学与核医学仪器临床核医学：是利用放射性核素及核素标记物诊断和治疗疾病的临床医学内容，是核医学的重要部分。包括体外测定、显像诊断和核素治疗。

主要特征

核医学是现代医学的重要组成部分因为它有以下特征:体内物质代谢的动态观察反映器官在整体及局部上的功能简单,安全及非侵害的诊断和治疗.高灵敏检测,灵敏度:10-12～10-15g能应用于大部分学科及医学专业核医学与核医学仪器核医学是一门年轻的学科真正形成核医学学科的历史很短18962006Becquerel放射现象110核医学与核医学仪器日本广岛、长崎原子弹爆炸后原子和原子结构原子（atom）是构成元素的基本单位，不同元素的原子具有不同的性质，但是原子的基本结构大致相同。

原子结构原子核中子质子电子+++核医学与核医学仪器原子核结构:X为元素符号Z为质子数N为中子数A为质量数原子核结构核医学与核医学仪器同位素

凡原子核具有相同的质子数而中子数不同的元素互为同位素。如125I、131I、132I均有53个质子，但中子数不同，在元素周期表中处于同一位置，是同一元素-碘元素。一种元素往往有几种甚至几十种同位素。一个元素所有同位素的化学和生物性质几乎都一样，但物理性质可能有所不同。核医学与核医学仪器4元素、核素、同位素元素——具有相同质子数的原子，化学性质相同，但其中子数可以不同，如131I和127I；核素——质子数相同，中子数也相同，且具有相同能量状态的原子，称为一种核素。同一元素可有多种核素，如131I、127I、3H、99mTc、99Tc分别为3种元素的5种核素；同质异能素——质子数和中子数都相同，但处于不同的核能状态原子，如99mTc、99Tc

。核医学与核医学仪器原子核稳定，不会自发衰变的核素称为稳定核素(stablenuclide);

原子核处于不稳定状态，需通过核内结构或能级调整才能趋于稳定的核素称为放射性核素(radionuclide);

放射性核素的原子由于核内结构或能级调整，自发地释放出一种或一种以上的射线并转化为另一种原子的过程称为放射性衰变(radiationdecay)。稳定核素与放射性核素核医学与核医学仪器放射性核素示踪技术1、定义放射性核素示踪技术是以放射性核素或其标记化合物为示踪剂，应用射线探测仪器探测其行踪，达到研究示踪剂在生物体或外界环境中分布及运动规律的技术。2、原理放射性核素之所以能作为示踪剂是基于以下两点：核医学与核医学仪器影像核医学基础（1）同一性：放射性核素及其标记化合物和相应的非标记化合物具有相同的生物学性质。●一种元素的所有同位素化学性质相同，在生物体内所发生的化学变化、免疫学反应和生物学过程也都是相同的，生物体或生物细胞不能区别同一元素的各个同位素。●放射性核素标记化合物于被研究的物质也具有相同的生物学性质和代谢途径。核医学与核医学仪器影像核医学基础（2）可测性：放射性核素及其标记化合物与相应的未标记化合物尽管具有相同的化学性质核生物学行为，但他们那的物理学性能却不同，放射性核素及其标记化合物可发出各种不同的射线，且能够被放射性探测仪器所测定，从而进行精确的定性、定量及定位的研究。●放射性核素示踪剂在体内的生物学行为主要取决于被标记物，而其标记的放射性核素在整体示踪剂研究体系中主要起示踪作用。●用于放射性示踪实验的放射性核素并不算多，但是用来标记的化合物却可达数百种之多。核医学与核医学仪器影像核医学基础3、优点（1）灵敏度高：可达到10－14－10－18g水平。（2）方法简单、准确：测量对象是核射线，不受其他物理和化学因素（温度、PH值等）的影响，不受反应体系种其他非放射性物质的干扰。（3）符合生理条件：不扰乱和破坏生理过程，结果更接近真实的生理情况。（4）定性、定量与定位研究相结合。核医学与核医学仪器影像核医学基础4、示踪技术的主要类型及应用（1）核素稀释法：用于测定血容量、全身水容量及细胞外液量等。（2）物质转化的示踪研究：了解前体与代谢产物间的关系、中间产物顺序的比活度测定等。（3）动态平衡的示踪研究：了解正常或疾病状态下，生物体内某种物质运动的量变规律。（4）脏器功能测定、脏器显像以及体外放射分析。核医学与核医学仪器影像核医学基础放射性核素显像技术1、显像原理：放射性药物引入人体内后，将根据药物与脏器或组织的相互作用，参与机体的代谢过程，被脏器或组织吸收、分布、浓聚和排泄。由于放射性核素在自发的衰变中能发出射线，因此，利用显像仪器能够准确获得核素及其核素标记物在脏器、组织的分布和量变规律，从而达到诊断的目的。核医学与核医学仪器影像核医学基础2、脏器或组织摄取显像剂的机制（1）合成代谢：131I——甲状腺对碘的合成代谢（2）细胞吞噬：99mTc-植酸钠——肝库佛细胞吞噬（3）循环通路：99mTc-MAA——肺毛细血管阻塞（4）选择性浓聚：99mTc-PYP——梗死心肌组织摄取核医学与核医学仪器影像核医学基础（5）选择性排泄：99mTc-DTPA——肾小球滤过（6）通透弥散：133Xe——从血液弥散至肺泡内（7）化学吸附和离子交换：99mTc-MDP——与骨骼中的离子交换而吸附于骨骼（8）特异性结合：抗原——抗体反应，RII（放射免疫显像）核医学与核医学仪器影像核医学基础3、显像的条件及选择（1）显像剂的选择●可靠的显像性能：标记方便、血液清除快、进入靶器官时间早、靶器官与非靶器官放射性比值高、稳定性好。●合适的射线能量：γ射线100—250keV最适宜。

PET—511keV一对γ光子。●适度的放射性活度、放射性浓度和放射化学纯度。核医学与核医学仪器影像核医学基础（2）准直器的选择常用种类：低能通用、低能高分辨、高能通用、低能针孔型选择因素：

●γ射线能量●所用放射性活度●显像目的●显像器官和组织大小、深浅、厚度●灵敏度和分辨率的选择核医学与核医学仪器影像核医学基础（3）显像时间根据显像剂在体内转归的特点选择最佳显像时间，特别是动态功能显像时更为重要。甲状腺显像——注射后20分钟；心肌显像——注射后60分钟；骨显像——注射后120分钟；肾动态显像——即刻采集，60s一帧图像；核医学与核医学仪器影像核医学基础(4)显像体位：前后位、左右侧位、不同角度斜位等(5)仪器的最佳条件选择：矩阵、采集时间、采集范围等(6)病人的准备：饮食、饮水、停药状态、视听封闭等核医学与核医学仪器影像核医学基础4、显像类型根据显像的部位、影像采集的时间、方式以及所有核素发射核射线的种类，将显像分为以下几种类型。(1)平面与断层显像

平面显像是将γ照相机的探头置于体表一定位置，采集脏器放射性分布而获得的影像，为脏器内放射性在探头投影方向上前后叠加的影像。

核医学与核医学仪器影像核医学基础

断层显像是将SPECT探头绕体表旋转采集信息，或用PET在躯体四周同时进行三维信息采集，经处理并重建成横断、冠状和矢状断层图像。断层影像能比较确切地显示脏器内放射性分布情况，是临床核医学常规的显像方法。核医学与核医学仪器影像核医学基础（2）静态与动态显像静态显像是将显像剂引入体内，待其在脏器组织或病变内的浓度处于相对稳定状态时进行显像。由于放射性在一定时间内变化不大，所以允许采集能满足统计学要求的放射性计数用以显像，故所得影像清晰、质量好。核医学与核医学仪器影像核医学基础动态显像是将显像剂引入体内后，随血流流经脏器或被脏器不断摄取和排泄、或在脏器内反复充盈和射出。上述过程造成脏器内放射性计数及位置随时间而不断变化，用显像仪器以一定的速度（如1s/帧、1min/帧等）连续自动采集信息，得到反映上述动态过程的系列影像，即为动态显像。核医学与核医学仪器影像核医学基础将其影像快速而连续地显示则为电影显示。还可利用计算机勾画感兴趣区（ROI）技术，提取每帧影像中同一ROI内的放射性计数生成时间-活性曲线，据此曲线可对上述动态变化过程进行定量分析并计算动态过程的多项定量参数。核医学与核医学仪器影像核医学基础（3）局部与全身显像局部显像显像的范围为某一脏器或躯体的某一部分。全身显像为γ照相机的探头沿体表从头至足做匀速移动，采集全身各部位的放射性并显示为一幅平面全身影像；或用PET或符合线路SPECT行全身断层显像，按探头视野范围，逐段依次采集信息，图像经重建、连接等技术获得全身断层影像。核医学与核医学仪器影像核医学基础（4）阳性与阴性显像阳性显像是以病灶对显像剂摄取增高为异常的显像方法。由于病灶放射性高于正常脏器、组织，故又称“热区”显像，如放射免疫显像、急性心肌梗死灶显像、肝血管瘤血池显像等。核医学与核医学仪器影像核医学基础阴性显像是以病灶对显像剂摄取减低为异常的显像方法。正常的脏器、组织因摄取显像剂而显影，其中的病变组织因失去正常功能不能摄取显像剂或摄取减少而呈现放射性缺损或减低，又称“冷区”显像。核医学与核医学仪器影像核医学基础（5）静息与负荷显像静息显像是受检者处于安静状态下将显像剂引入体内一定时间后进行影像采集的显像方法。负荷显像指受检者在生理活动或药物干预状态下将显像剂引入体内进行影像采集的显像方法，亦称为介入显像。本法有利于探测静息状态下不易发现的病变，常用于检查心脑脏器的储备功能。核医学与核医学仪器影像核医学基础（6）早期与延迟显像早期显像是将显像剂引入体内2h以内进行的显像。延迟显像是将显像剂引入体内2h以后进行的显像。核医学与核医学仪器影像核医学基础单光子显像显像剂中的放射性核素发射单光子（如99mTc

），需用探测单光子的显像仪器（γ照相机、SPECT）进行显像，为临床上最常用的显像方法。（7）单光子与正电子显像核医学与核医学仪器影像核医学基础正电子显像显像剂中的放射性核素发射正电子（如18F），需用PET、符合线路SPECT或带有超高能准直器的SPECT进行显像。主要用于心、脑、肿瘤的代谢研究及神经递质受体显像。核医学与核医学仪器影像核医学基础99mTc-ECD18F-FDG99mTc-MDP18F-131I18F-FDG5、放射性核素显像的图像显示方式及图像分析（1）黑白图像或彩色图像核医学影像有黑白和彩色二种显示方式，采集数据经计算机处理和图像重建后分别以不同的灰度即黑白图像或色阶即彩色图像显示二维或三维的脏器图像和放射性分布状况。核医学与核医学仪器影像核医学基础（2）图像分析首先要明确放射性核素显像的图像分析与其它影像的分析既有共性，又有核医学影像自身的特点和基本原则。阅片前要了解临床医师申请核医学检查的目的，受检者的病史和相关临床辅助检查资料，必要时查体；阅片时必须了解使用哪种显像剂和显像类型，在有经验的上级医师指导下集体阅片，正确辨认和分析正常及异常改变。核医学与核医学仪器影像核医学基础鉴于放射性核素显像是以正常组织和病变部位存在放射性浓度差别为基础的检查方法，对病变部位的异常放射性浓聚灶或稀疏缺损通过目测可进行初步判断或定性诊断，亦可利用计算机勾画ROI技术，分别在病变部位和相应正常组织获得靶器官组织与本底（T/B）的摄取比值，进行半定量分析，例如PET18F-FDG肿瘤代谢显像获得标准摄取值；或通过计算机软件处理获得定量分析的功能参数协助诊断。核医学与核医学仪器影像核医学基础6、放射性核素显像的特点（1）放射性核素显像为功能显像，它能反映脏器、组织或病变的血流、功能、引流、代谢和受体方面的信息，有利于疾病的早期诊断。（2）可以对影像进行定量分析，提供有关血流、功能和代谢的各种参数。（3）某些脏器、组织或病变能特异地摄取特定显像剂而显影，这种显像即具有较高的特异性，如用放射性标记的配体进行受体显像，放射性核素标记的单克隆抗体进行RII等。核医学与核医学仪器影像核医学基础（4）放射性核素显像所得脏器和病变的影像清晰度较差，影响对细微结构的显示和病变的精确定位。这一方面是由于引入体内的放射性活度受限，致使成像的信息量不足，另一方面也受显像仪器空间分辨率的影响，故显示细微的解剖结构上不及CT、MR和超声检查。近年来图像融合技术的应用可将CT或MR提供的解剖结构信息与核医学SPECT或PET提供的功能代谢信息准确匹配，得到对病灶既能精确定位又能定性的高质量图像。核医学与核医学仪器影像核医学基础（5）显像剂大多数通过静脉注射或口服引入体内，属无创性检查。其化学量极微，多为几毫克，不良反应率远低于X线造影剂。受检者辐射吸收剂量也多低于X线检查，因此本法是一种安全的检查方法。核医学与核医学仪器影像核医学基础

闪烁探测器一、结构与原理为能量转换器，将探测到的射线能量转换成可以记录的电脉冲信号闪烁荧光photoelectriceffect电子数倍增电子流(电位降)

一个入射光子产生一个闪烁事件产生一个脉冲

Basicprincipleofscintillationdetector二、应用

主要应用于血、尿等各类组织样品及体外分析标本的放射性测量核医学与核医学仪器1957年Anger研制出第一台γ照相机，称之为Anger照相机，1963年在日内瓦原子能和平会议上展出。它克服了逐点扫描打印的不足，使核医学显像走向现代化阶段

（一）结构与原理

组成：探头,机架,电子学线路,计算机,显示系统装置

原理：探测到光子经电子学线路分析形成脉冲信号，经计算机采集,

处理,最后以不同灰度或色阶显示二维脏器显影或放射性分布

（二）应用

各种脏器静态显像，快速连续动态显像，附有特殊装置，可进行全身显像

显像仪器相机核医学与核医学仪器

（一）结构与原理

组成：在高性能相机上增加了支架旋转的机械部分、断层床、图像重建软件

SPECTDavidKuhl1959年用双探头的扫描机进行断层扫描，并进一步研制和完善断层显像仪器，使得SPECT和PET成为核医学显像的主要方法单光子计算机发射断层显像仪核医学与核医学仪器原理：探头围绕受检对象或部位呈180和/或360旋转， 从多角度、多方位采集一系列平面投影像，经计算 机图像处理系统重建获 得横断层面、冠状面和 矢状面影像。目前已发展到双探头、三探头，且增加了新的功能。（二）应用

各种脏器动静态断层显像及全身显像。为核医学最广泛应用的显像仪器，三级甲等医院必 备仪器。1英寸切割晶体符合线路SPECT18F-FDG显像（冠状面）

1英寸切割晶体符合线路SPECT99mTc-MDP全身骨显像

前位后位肺部肿物SPECT/CT同时提供功能血流灌注、代谢影像和解剖形态结构影像，为临床提供科学诊断依据PET发射

+正电子放射性核素在体内经湮灭辐射产生两个能量相同、方向相反的511keV

光子同时入射至互成180环绕人体的多个探测器而被接收，把这些

光子对按不同的角度分组，可获得放射性核素分布在各个角度的投影。常用发射正电子核素主要有：18F、碳[11C]、氧[15O]、氮[13N]、嗅[76Br]等。511KeVGammaRay511KeVGammaRay+-

DD（一）结构与原理

PET主要由探测系统包括晶体、电子准直、符合线路和飞行技术，计算机数据处理系统，图像显示和断层床等组成。正电子发射计算机断层显像仪，positronemissiontomography（二）应用动静态断层显像、定量分析，是肿瘤、神经和心血管疾病诊断与临床医学研究应用的重要设备。目前最先进的PET是探头多环型、模块和3D结构。探头晶体除外经典锗酸铋（BGO），已推出硅酸镥（LSO）硅酸钆（GSO）和混合型晶体，如LYSO。近年来，PET与CT合二为一的显像设备问世，称之PET/CTPET/CT以PET特性为主，同时将PET影像叠加在CT图像上，使得PET影像更加直观，解剖定位更加准确。

女性患者，50yr，非霍奇金病8年。CT(上):左腋下腺病；PET-FDG(中):CT见病变部位呈明显局限性异常FDG摄取增高；PET/CT(下):病变组织的功能代谢状况和定位明确功能测定仪功能测定仪由一个或多个探头、电子线路、计算机和记录显示装置组成。其对射线的探测原理见上述闪烁探测器。（一）甲状腺功能测定仪采用带张角型准直器的闪烁探头和定标器组合的装置。应用

甲状腺摄碘功能测定。a：正常志愿者b：甲亢c：甲亢高峰前移d：甲低核医学与核医学仪器（二）肾图仪

肾图仪由带铅屏蔽壳和准直器的闪烁探头和计数率仪的微机组成。将检查时获得肾图曲线相应计数率和参数结果记录并打印在报告纸上。应用

对上尿路通畅情况和肾功能作出判断。第四节其他一、液体闪烁计数器

液体闪烁计数器（liquidscintillationcounter）是使用液体闪烁体（闪烁液）接受射线并转换成荧光光子的放射性测量仪。主要测量3H、14C等发射低能β-射线的放射性核素，例如用于14C-尿素呼气试验测幽门螺杆菌和由于实验核医学研究。

液体闪烁计数器二、活度计活度计（radioactivitycalibrator）是用于测量并直接给出放射性药物或试剂所含放射性活度的一种专用放射性计量仪器。它主要由探头、后续电路、显示器及计算机系统组成。

活度计国家规定惟一强制检定的计量工具三、污染、剂量监测仪主要用于放射防护。表面污染监测仪用于对工作人员体表、衣物表面和工作场所有无放射性沾染的检测。剂量监测仪用于测量工作场所的照射剂量和放射性工作人员的吸收剂量。

个人剂量监测仪是用来测量个人接受外照射剂量的仪器，其射线探测器部分体积较小，以佩带在人体的适当部位。主要有①笔式剂量仪，又称个人剂量笔，是一种专门用于监测个人接受剂量的袖珍剂量仪。②胶片剂量计使受照射胶片产生潜影，经显影、定影处理后用黑度计测量胶片的变黑程度，黑度与受照射剂量成正比，以此度量受照射剂量的大小。③热释光剂量仪称为热致发光体的固体发光材料作为射线探测元件。医用放射治疗设备1、肿瘤放射治疗学的历史1895年伦琴发现X射线1942年原子反应堆问世，制造出多种人工放射性同位素50年代Co60治疗机出现60年代医用电子感应加速器、医用电子直线加速器应用于临床70年代开始对中子、质子、负π介子和重离子等的应用进行研究，出现X-刀和γ-刀80年代后对恶性肿瘤的70％进行放射疗2、放射治疗的原理放射治疗学是利用核射线（X、γ、β和中子流等）对疾病进行辐射治疗的学科。放射治疗的基本原理是当射线达到一定剂量时，射线照射对病变细胞有抑制和杀伤作用。射线通过直接效应和间接效应置癌细胞于死地。医用放射治疗设备3、世界各国肿瘤发病情况据1989年统计，全世界40亿人口中每年有600万人得癌症。在我国上海、江苏、浙江、福建等地，肿瘤已列为第一位；北京、天津等地列为第二位。在美国，肺癌占第一位，大肠癌占第二位；我国胃癌占第一位，肺癌占第二位。食管癌在世界有三个高发区，中亚里海沿岸、南部非洲地区和我国华北地区。我国华南以鼻咽癌较常见，东北胃癌占首位，西南地区肺癌占首位。经过各种治疗，各种癌症的平均5年生存率已达48％。医用放射治疗设备3、放射治疗用的放射源有三大类：(1)放射性同位素发射出的α、β、γ线(2)X射线治疗机和各类加速器产生的不同能量的X射线(3)各类加速器产生的电子束、质子束、中子束、负π介子和重离子束等第一类放射源用作体外照射、腔内照射或组织间照射，也可用口服或静脉注射将放射性核素注入人体，进行内用同位素治疗。第二、三类放射源只能用于体外照射。

医用放射治疗设备4、肿瘤放射治疗的方法放射治疗的方法有三种：贴敷法、腔内照射法和体外照射法。医用放射治疗设备X射线治疗机基本结构1．X射线管2．高低电压发生器3．控制系统4．机械装置和辅助设备医用放射治疗设备X射线管X射线管是kV级X射线治疗机的心脏，是产生X射线的关键部件。它主要包括阴极(灯丝)和阳极(钨靶)两大部分。高低电压发生器高低电压发生器低压部分主要是灯丝变压器，电压可以调节，供给灯丝进行加热，以便形成“电子源”。高压部分可以产生几百千伏(kV)的高电压。该电压一般是采用自耦变压器调节。高电压加在球管阳极，以便在钨靶和灯丝之间形成加速电场。控制系统X射线治疗机的控制中心各种控制电路和控制台上的开关调节旋钮各种监视仪表可以进行电源控制、电压和电流的调节、工作方式的选择等操作。机械装置和辅助设备完整的机械装置相应的辅助设备支架立柱导轨患者床定位装置、显示装置和存储与输出装置等设备。滤过板由于kV级X射线治疗机所产生的X射线能谱比较复杂，其中的低能X射线对治疗不但无益，反而会造成皮肤量过高，因此，每台X射线治疗机都要根据不同的管电压配备适当材料、适当厚度的滤过板，用滤过之后的X射线进行放射治疗。kV级X射线治疗机的基本工作原理灯丝通电加热阴极形成局部电子云团(“电子源”)阳极与阴极之间施加正向高电压(管电压)在钨靶和灯丝之间形成正向强电场在正向强电场的作用下，“电子源”向钨靶高速运动电子撞击钨靶，产生于治疗病变的kV级X射线X射线治疗机有以下几种：接触治疗机，治疗皮肤癌，管电压10－60千伏；表层治疗机，治疗浅层，管电压60－140千伏；中层治疗机，治疗皮下中层组织，管电压140－180千伏；深部治疗机，治疗组织深部的病灶，管电压180－250千伏。

医用放射治疗设备X射线治疗机（WEIDA )Energy:6MeV(X-ray)DoseDate:2GY/minFieldsize:2X2~35X35cmCO60治疗机放射性核素60钴发射出的γ射线可以达到兆伏(MV)级能量具有更强的穿透能力可以治疗浅表组织的病变适合于治疗更深处的病变结构比较简单，制造和运行成本都比较低，自20世纪60年代起，外照射钴-60治疗机就逐步取代了kV级X射线治疗机而成为临床放射治疗设备的主流机型医用放射治疗设备钴-60治疗机钴-60治疗机按结构:固定式和旋转式固定式钴-60治疗机是早期产品，已被旋转式钴-60治疗机逐步取代。旋转式钴-60治疗机的机架可以作360º旋转，机头也可朝一定方向移动，照射起来方便，可以做多种治疗，如等中心治疗、切野照射等，有些还能作钟摆照射和定角照射等等。旋转式钴-60治疗机的基本结构治疗机头准直器治疗机架治疗机床控制操作部分钴-60治疗机的优缺点射线的剂量分布特性不够理想，皮肤受量较大，能量不可调节，适应证受到一定限制需要定期换源，对工作人员具有较大的放射危险性。主要优点是结构简单，成本较低，因此，在中小医院，目前仍有一定的市场。Co60治疗机（HMD-I）型后装治疗仪后装治疗仪是一种远距离控制小射线源（钴60，铯137等）的治疗装置。快中子治疗仪中子源14MeVD-T中子发生器负π介子治疗仪医用放射治疗设备医用加速器1．概述输出能量较高剂量分布特性较好输出不同能量的光子(X射线)不同能量的电子医用电子直线加速器是放射治疗领域的主流机型医用放射治疗设备加速器用于医学在本世纪30年代就开始了，那时美国就有了用于医学的回旋加速器。40年代出现了医用电子感应加速器、电子同步加速器和质子同步加速器。1952年电子直线加速器在英国首次用于医疗。进入60年代医用电子直线加速器开始应用，由于它是一种能产生X射线和电子射线的先进设备，所产生的高能射线能以电离辐射的形式作用于细胞，杀伤不同种类的肿瘤细胞，所以被广泛用于临床治疗肿瘤。医用加速器医用放射治疗设备医用电子加速器基本结构支臂式滚桶式支臂式机架的特点:

主机和所有元器件都安装在一个房间内，结构比较紧凑滚筒式机架结构:

主要部分被安装在假墙后面的滚筒上，治疗室显得比较简洁不论哪种形式，都有一个基础底架，水平安装在地基上并与地基固定。医用电子加速器类型感应加速器回旋加速器直线加速器2、电子直线加速器

医用电子直线加速器是医疗器械领域设计制造复杂、技术含量最高的高科技产品。医用加速器医用放射治疗设备医用电子直线加速器的基本结构原理基本结构：

加速管

微波源

电子枪

真空系统

束流输出系统

水冷系统

治疗床系统

自动控制系统加速管是加速器的核心部件微波源是磁控管或速调管，提供10cm波段的电磁波(频率为2998MHz或2856MHz)

电子枪发射供加速的电子真空系统由钛泵和真空器件构成，作用是保持加速管内部和电子枪等部位的高度真空状态，以避免烧坏灯丝、腔内打火和能量损失等束流输出系统主要在机头部分，包括束流的偏转、靶窗转换、束流均整、束流准直、剂量检测等功能，水冷系统的作用是对加速管、微波