1、第三章第三章核医学常用仪器核医学常用仪器Instruments of Nuclear MedicineInstruments of Nuclear Medicine 闪烁探测器闪烁探测器 显像仪器显像仪器 功能测定仪功能测定仪 其他其他、概概 述述核医学仪器核医学仪器 核医学诊疗、防护需要的各种核辐射或射线核医学诊疗、防护需要的各种核辐射或射线探测仪器探测仪器,主要由、器、电子测量装置和计主要由、器、电子测量装置和计算机等组成。算机等组成。常用仪器常用仪器 各种放射性探测仪器、显像仪器、剂量仪和各种放射性探测仪器、显像仪器、剂量仪和防护用仪器等。防护用仪器等。发展史发展史 盖革弥勒计数器盖革弥
2、勒计数器 扫描机扫描机 相机相机 发射型计算机断层显像仪发射型计算机断层显像仪(ECT)(ECT)ECT+CT ECT+CT 第一节第一节 闪烁探测器闪烁探测器 scintillation detector 一、结构与原理一、结构与原理 NaI(Tl)crystal,photomultiplier(PMT),pre-amplitier 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 闪烁荧光闪烁荧光 photoelectric effect 电子数倍增电子数倍增 电子流电子流(电位降电位降)一个入射光子一个入射光子 产生一个
3、闪烁事件产生一个闪烁事件 产生一个脉冲产生一个脉冲 Basic principle of scintillation detector二、应用二、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u19571957年年AngerAnger研制出第一台研制出第一台照相机，称之为照相机，称之为 AngerAnger照相机，照相机，19631963年在日内瓦原子能和平会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，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使核医学显像走向现代化阶段 （一）结构与原
4、理（一）结构与原理 组成：组成：探头探头,机架机架,电子学线路电子学线路,计算机计算机,显示系统装置显示系统装置 原理：探测到原理：探测到 光子经电子学线路分析形成脉冲信号，经计算机采集光子经电子学线路分析形成脉冲信号，经计算机采集,处理处理,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（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 第二节第二节 显像仪器显像仪器一、一、相机相机 （一）结构与原理（一）结构与原理 组成：组成：在高性能在高
5、性能 相机相机上增加了支架旋转的机械部分、断层床、上增加了支架旋转的机械部分、断层床、图像重建软件图像重建软件 二、二、SPECTSPECTDavid KuhlDavid Kuhl19591959年用双探年用双探头的扫描机进行断层扫描，头的扫描机进行断层扫描，并进一步研、层显像仪器，并进一步研、层显像仪器，使得使得SPECTSPECT和和PETPET成为核医成为核医学显像的主要方法学显像的主要方法单光子计算机发射断层显像仪单光子计算机发射断层显像仪single photon emission computed tomography原理：原理：探头围绕受检对象或部位呈探头围绕受检对象或部位呈18
6、0 和和/或或360 旋转，旋转，从多角度、多方位采集一系列平面投影像，经计算从多角度、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机图像处理系统重建获 得横断层面、冠状面和得横断层面、冠状面和 矢状面影像。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。目前已发展到双探头、三探头，且增加了新的功能。（二）应用（二）应用 各种脏器动静态断层显像及全身显像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，三级甲等医院必为核医学最广泛应用的显像仪器，三级甲等医院必备仪器。备仪器。符合线路符合线路SPECT GE HawkEyeHawkEye利用正电子湮灭辐射(
7、annihilation radiation)时产生的两个方向相反时产生的两个方向相反(180)、能量各为能量各为511 keV的的 光子在瞬间被、朝光子在瞬间被、朝向或多个探头的探测，进行符合探测正向或多个探头的探测，进行符合探测正电子成像。电子成像。多探头接收多探头接收电子准直电子准直符合窗时间符合窗时间一、结构与原理一、结构与原理主要由可变角双或三探头主要由可变角双或三探头SPECT系统、符合线路探测技术和系统、符合线路探测技术和衰减校正装置，可以进行正电子显像衰减校正装置，可以进行正电子显像二、应用二、应用 SPECTSPECT功能和半衰期较长的正电子符合探测断层显像功能和半衰期较长的
8、正电子符合探测断层显像符合线路符合线路SPECT AC方法方法放射源技术（铯放射源技术（铯137Cs、钡、钡133Ba）X-CT 技术技术 X-CT 技术可进行同机解剖结构与功能代谢图像融合，技术可进行同机解剖结构与功能代谢图像融合，（fusion imaging）、可做出精确定位诊断。）、可做出精确定位诊断。图像融合图像融合 是指不同图像是指不同图像(SPECT,PET,CT,MRI)之间的空间配准或结之间的空间配准或结合。利用、的特点，为不同的影像提供互补信息，增加图像质量、对临床合。利用、的特点，为不同的影像提供互补信息，增加图像质量、对临床诊断和治疗的定位、观察提供有效的方法。诊断和治
9、疗的定位、观察提供有效的方法。SPECT配置高能准直器配置高能准直器 一种单光子探测方式。主要用于心肌锝一种单光子探测方式。主要用于心肌锝99mTc-MIBI 心肌血流灌注和氟心肌血流灌注和氟18F-FD、代谢断层显像。、代谢断层显像。SPECT配置配置1英寸晶体英寸晶体技术技术n1 英寸厚碘化钠晶体英寸厚碘化钠晶体n特殊切割小槽特殊切割小槽优势优势最大限度提高高能灵敏度最大限度提高高能灵敏度提高中能灵敏度提高中能灵敏度最大限度减少低能探测的散射作用最大限度减少低能探测的散射作用1英寸切割晶体符合线路英寸切割晶体符合线路SPECT18F-FDG 显像（冠状面）显像（冠状面）1英寸切割晶体符合线
10、路英寸切割晶体符合线路SPECT 99mTc-MDP全身骨显像全身骨显像 前位后位肺部肿物SPECT/CTSPECT/CT同时提供功能血流灌注、代谢影像同时提供功能血流灌注、代谢影像和解剖形态结构影像，为临床提供和解剖形态结构影像，为临床提供科学诊断依据科学诊断依据三、三、PETPET 发射发射+正电子放射性核素在体内经正电子放射性核素在体内经湮灭辐射产生两个能量相同、方湮灭辐射产生两个能量相同、方向相反的向相反的511keV 511keV 、同的角度分组，可获得放射性核素分布在各个角度、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：的投影。常用发射正电子核素主
11、要有：1818F F、碳、碳 1111CC、氧、氧 1515OO、氮、氮 1313NN、嗅嗅 7676BrBr等。等。511 KeV Gamma Ray511 KeV Gamma Ray+-DD（一）结构与原理（一）结构与原理 PET主要由探测系统包括晶体、电子准直、符合线路和飞行主要由探测系统包括晶体、电子准直、符合线路和飞行 技技术，计算机数据处理系统，图像显示和断层床等组成。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，正电子发射计算机断层显像仪，positron emission tomography（二）应用（二）应用 动静态断层显像、定量分析，是肿瘤、
12、神经和动静态断层显像、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。心血管疾病诊断与临床医学研究应用的重要设备。目前最先进的目前最先进的PET是探头多环型、模块和是探头多环型、模块和3D结构。结构。探头晶体除外经典锗酸铋（探头晶体除外经典锗酸铋（BGO），已推出硅酸镥（），已推出硅酸镥（LSO）硅酸钆（硅酸钆（GSO）和混合型晶体，如）和混合型晶体，如LYSO。近年来，近年来，PET与与CT合二为一的显像设备问世，称之合二为一的显像设备问世，称之PET/CTPET/CTPET/CT以以PETPET特性为主，同时将特性为主，同时将PETPET影像叠加在影像叠加在CTCT图图
13、像上，使得像上，使得PETPET影像更加直观，解剖定位更加准确。影像更加直观，解剖定位更加准确。女性患者，女性患者，50yr，非霍奇金病，非霍奇金病8年。年。CT(上上):左腋下左腋下腺病；腺病；PET-FDG(中中):CT见病变部位呈明显局限性见病变部位呈明显局限性异常异常FDG摄取增高；摄取增高；PET/CT(下下):病变组织的功能代病变组织的功能代谢状况和定位明确谢状况和定位明确第三节第三节 功能测定仪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、测原理见上述显示装置组成。其、测原理见上述 闪烁探测器。闪烁
14、探测器。（一）甲状腺功能测定仪（一）甲状腺功能测定仪 采用带张角型准直器的采用带张角型准直器的 闪烁探头和定标器组合的装置。闪烁探头和定标器组合的装置。应用应用 甲状腺摄碘功能测定。a：正常志愿者：正常志愿者b：甲亢：甲亢c：甲亢高峰前移：甲亢高峰前移d：甲低：甲低（二）肾图仪（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。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。并打印在报告纸上。应用应用 对对上尿路通畅情况和肾功能作出判断上尿路通畅情况和肾功能作
15、出判断。第四节第四节 其其 他他一、液体闪烁计数器一、液体闪烁计数器 液体闪烁计数器（液体闪烁计数器（liquid scintillation counter）是使用液体闪）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。烁体（闪烁液）接受射线并转换成荧光光子的放射性测量仪。主要测量主要测量3H、14C等发射低能等发射低能-射线的放射性核素，例如用射线的放射性核素，例如用于于14C-尿素呼气试验测幽门螺杆菌和由于实验核医学研究。尿素呼气试验测幽门螺杆菌和由于实验核医学研究。液体闪烁计数器液体闪烁计数器二、活度计二、活度计 活度计（活度计（radioactivity calib
16、rator）是用）是用于测量并直接给出放射性药物或试剂所含放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、器及计算机系统组成射性活度的一种专、器及计算机系统组成。活度计活度计国家规定国家规定惟一强制惟一强制检定的计检定的计量工具量工具三、污染、剂量监测仪三、污染、剂量监测仪 主要用于放射防护。主要用于放射防护。表面污染监测仪用于表面污染监测仪用于对工作人员体表、衣物表对工作人员体表、衣物表面和工作场所有无放射性面和工作场所有无放射性沾染的检测量监测仪用于沾染的检测量监测仪用于测量工的照射剂量和放射测量工的照射剂量和放射性工作人员的吸收剂量。性工作人员的吸收剂量。 http:/ 个人剂
17、量监测仪是用来测量个人接受外照射剂量的仪器，其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。射线探测器部分体积较小，以佩带在人体的适当部位。主要有主要有 笔式剂量仪，又称个人剂量笔，是一种专门用于监测个人笔式剂量仪，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。接受剂量的袖珍剂量仪。胶片剂量、片的变黑程度，黑度与受照射剂量成正比，以胶片剂量、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。此度量受照射剂量的大小。热释光剂量仪热释光剂量仪 称为热致发光体的固体发光材料作为射线称为热致发光体的固体发光材料作为射线探测元件。探测元件。
