医学影像物理学课件：18yj-Radio Nuclid Imaging

1、Radio Nuclide Imaging,放射性示踪与分子影像,主要内容,原子核的放射性 原子核反应 Gamma探测* 准直器 Gamma照相机与SPECT PET,原子核的放射性,衰变常数 半衰期与有效半衰期 平均寿命 放射性活度 递次衰变 放射性平衡与核素发生器,原子核反应,Alpha, Beta, Gamma衰变 常见放射性同位素及其来源,常见医用放射性同位素,钴-60（Co），半衰期为5.27年。它会透过衰变放出能量高达315 keV的高速电子衰变成为镍-60，同时会放出两束伽马射线，其能量分别为1.17MeV和1.33 MeV。制备：中子堆辐照。 铯-137（Cs），半衰期为30年

2、。主要产生能量为0.66MeV的射线。制备：核反应堆内核裂变的副产品。 碘-131（I），碘131是衰变核素，发射射线（99%）和射线（1%）， 射线最大能量为 0.6065兆电子伏，主要射线能量为0.364兆电子伏。半衰期为 8.02天。制备：用碲金属或其化合物(如二氧化碲)做靶材料,在反应堆中照射,通过(n,)反应生成碲131,碲131再经过衰变而获得碘131，即Te(n,)TeI。 钾-40（K）是钾元素的一种放射性同位素，原子核不稳定，可以自发通过衰变生成氩-40和钙-40，放出射线和射线，射线的最大能量为1.31MeV，射线有1460.8keV和2.958keV两种。半衰期1.248

3、109年。 短寿命同位素：碳11，氮13，氧15，氟18,Gamma探测,Gamma能谱 闪烁探测器 PMT 脉冲幅度分析器与能量刻度 其它类型探测器,Gamma能谱,闪烁谱仪（含闪烁体、光电倍增管、电源、多道分析器、线性放大器等）。 高能光子与物质的相互作用与探测器能谱的解释。,闪烁探测器（主要闪烁体）,NaI ，发光效率高，透明性能好；缺点：易潮解，封装问题。 CsI，不易潮解，机械强度大，波形甄别好；缺点：价格昂贵。 BGO，不易潮解，易加工；对X射线与Gamma射线吸收强，探测效率高，可用于CT探头；缺点是发光效率较低。 氟化钡，发光衰减时间常数短，最快的无机闪烁体；缺点是发光效率低

4、液体闪烁体，易制备成本低，波形甄别能力好；缺点是有毒，封装麻烦 塑料闪烁体，便宜，方便；能量分辨率差。,PMT,Photomultiplier,Scintillation crystal,Output,Dynode,其它类型探测器,气体电离室 半导体探测器 热释光材料,Gas Ionization Counters,When rays enter the chamber, radiation ionizes one of the argon atoms,the electrons are attracted to the anode and the positive ions to the c

5、athode.this produces a current by the voltmeter or recorder.,Semi conducting Detectors,The energy needed to produce an electron-hole pair is less than the energy needed to ionize gas atoms or to excite atom in a scintillating crystal. More sensitive,Electron-holes pair,Potential difference between P

6、 node and N node,Thermo luminescent Dosimeters(TLDs),Conduction band,valence band,Isolated level,trap,Rays,heater,准直器,排除对成像有干扰的射线,Collimating apparatus (collimators),To limit the rays in certain direction and help sensor locate the position of ray source. Usually made of Lead A unit of collimators i

7、n RNI,Sensor,Shielded shell,Semi-sensitive area,Shielded area,Sensitive area,Type of Collimators,Pinhole Parallel Sector Focus,Detection Devices of Radiation,Gas Ionization Counters Scintillation Counters Semi conducting Detectors Thermo luminescent Dosimeters or TLDs,Gamma Camera,Parallel collimato

8、rs Scintillation Counters Location Circuit Amplifier,Sensor Structure of Gamma Camera,Collimators Coupling plate Photon Multiplier Circuit Array,Detecting Circuit,Emission Computed Tomography,Single Photon Emission Computed Tomography Positron Emission Tomograhy,Principle of ECT,concentration distri

9、bution in cross section attenuation correction,Single Photon Emission Computed Tomography,Detect the source of Gamma Decay 99mTc(isomer of 99Tc), 201Tl, 131I, 67Ga,Positron Emission Tomograhy (PET),Radionuclide positron annihilate Isotope of elements in organism,Scan Method,Coincident count,Cant detect directly the position where positron come from but can detect where the annihilate of positron take place. There is a short distance (mm) between these position.,Advantage of PET,