PET-CT融合扫描装置工作原理及临床应用.docVIP

PET-CT融合扫描装置工作原理及临床应用 转载 核医学影像学 ????随着核医学和医学影像学技术的不断进步和发展，许多不同功能和特性的高技术产品经优化组合后应用于临床，为医学研究和临床诊断提供了极大的便利。正电子发射体层——多层螺旋ＣＴ图像融合全扫描装置（筒称ＰＥＴ－ＣＴ）就是将ＣＴ和ＰＥＴ两种不同成像原理的设备有机、互补地结合在一起，各自发挥优点、弥补不足，从而获得一种反映人体解剖图像与反映人体分子代谢情况的功能图像完全融合的全新影像学图像。ＰＥＴ－ＣＴ集高灵敏度、高特异性的先进核医学技术与高清晰度、高组织分辨率的多层螺旋?ＣＴ于一身。把核医学影像从Ｎｕ－Ｃlｅａｒ?ｉｍａｇｅ（原意为核医学影像图像，由于图像清晰度差，被戏称为不清晰图像）提高到了Ｃlｅａｒ?ｉｍａｇｅ（清晰图像）的水平。ＰＥＴ－ＣＴ融合图像对疾病的早期诊断、病灶定性、手术和放射计划治疗定位、小病变的诊断与鉴别以及一些目前仍不清楚的代谢疾病研究和受体疾病研究具有重要价值，是当前国内外核医学影像学的最新发展方向。一?、ＰＥＴ显像的基本原理????ＰＥＴ是英文?Ｐｏｓｉｔｒｏｎ?Ｅｍｉｓｓｉｏｎ?Tｏｍｏｇｒａｐｎｙ的缩写。其临床显像过程为：将发射正电子的放射性核素（如Ｆ－１８等）标记到能够参与人体组织血流或代谢过程的化合物上，将标有带正电子化合物的放射性核素注射到受检者体内。让受检者在ＰＥＴ的有效视野范围内进行?ＰＥＴ显像。放射核素发射出的正电子在体内移动大约1ｍｍ后与组织中的负电子结合发生湮灭辐射。产生两个能量相等（511?ＫｅV）、方向相反的γ光子。由于两个光子在体内的路径不同，到达两个探测器的时间也有一定差别，如果在规定的时间窗内（一般为?０－１５?ｕｓ），探头系统探测到两个互成１８０度（士０．２５度）的光子时。即为一个符合事件，探测器便分别送出一个时间脉冲，脉冲处理器将脉冲变为方波，符合电路对其进行数据分类后，送人工作站进行图像重建。便得到人体各部位横断面、冠状断面和矢状断面的影像。????ＰＥＴ系统的主要部件包括机架、环形探测器、符合电路、检查床及工作站等。探测系统是整个正电子发射显像系统中的主要部分，它采用的块状探测结构有利于消除散射、提高计数率。许多块结构组成一个环，再由数十个环构成整个探测器。每个块结构由大约３６个锗酸铋（ＢＧＯ）小晶体组成，晶体之后又带有２对（４个）光电倍增管（ＰＭＴ）（请看图1）。ＢＧＯ晶体将高能光子转换为可见光．ＰＭＴ将光信号转换成电信号，电信号再被转换成时间脉冲信号，探头层间符合线路对每个探头信号的时间耦合性进行检验判定，排除其它来源射线的干扰，经运算给出正电子的位置，计算机采用散射、偶然符合信号校正及光子飞行时间计算等技术，完成图像重建。重建后的图像将ＰＥＴ的整体分辨率提高到２?ｍｍ左右。此主题相关图片如下：????ＰＥＴ采用符合探测技术进行电子准直校正，大大减少了随机符合事件和本底，电子准直器具有非常高的灵敏度（没有铅屏蔽的影响）和分辨率。另外．ＢＧＯ晶体的大小与灵敏度成正相关性。块状结构的ＰＥＴ探头。能进行2Ｄ或3Ｄ采集。2Ｄ采集是在环与环之间隔置铅板或钨板，以减少散射对图像质量的影响??2Ｄ图像重建时只对临近几个环（一般２－３个环）内的计数进行符合计算，其分辨率高，计数率低；３Ｄ数据采集则不同。取消了环与环之间的间隔，?在所有环内进行符合计算，明显地提高了计数率，但散射严重，?图像分辨率也较低，且数据重组时要进行大量的数据运算。两种采集方法的另一个重要区别是灵敏度不同，３Ｄ采集的灵敏度在视野中心为最高。二?、多层螺旋ＣＴ的工作原理????CT的基本原理是图像重建，?根据人体各种组织（包括正常和异常组织）对Ｘ射线吸收不等这一特性，?将人体某一选定层面分成许多立方体小块（也称体素）Ｘ射线穿过体素后，?测得的密度或灰度值称为象素。Ｘ射线束穿过选定层面，?探测器接收到沿Ｘ射线束方向排列的各体素吸收Ｘ射线后衰减值的总和，为已知值，形成该总量的各体素Ｘ射线衰减值为未知值，当X射线发生源和探测器围绕人体做圆弧或圆周相对运动时。用迭代方法求出每一体素的Ｘ射线衰减值并进行图像重建，得到该层面不同密度组织的黑白图像。????螺旋CT突破了传统CT的设计，采用滑环技术，?将电源电缆和一些信号线与固定机架内不同金属环相连运动的Ｘ射线管和探测器滑动电刷与金属环导联。球管和探测器不受电缆长度限制，沿人体长轴连续匀速旋转，?扫描床同步匀速递进（传统?ＣＴ扫描床在扫描时静止不动），扫描轨迹呈螺旋状前进，可快速、不间断地完成容积扫描。????多层螺旋CT的特点是探测器多层排列。是高速度、高空间分辨率的最佳结合。多层螺旋CT的宽探测器采用高效固体稀土陶瓷材料制成。每个单元只有?０．５、１或?１.２５?ｍｍ厚，?最多