医学成像技术-第6节

§6.6γcamera和SPECT

γ照相机成像特点：一种基础的全身成像系统，将药物分布快速、一次性显像，常用于肿瘤及循环系统疾病的诊断；全身或局部组织脏器的功能成像，能将形态学与功能学信息结合显示；显像时间短，可自动连续拍摄，能显现放射性药物分布的动态变化。在临床的重要应用之一为全身骨扫描。核医学诊断中，主要用于脑、心、肾等器官的动态功能研究，诊断脑、甲状腺、肺、肝、肾及骨骼等部位肿瘤和其他疾病。构造原理如右图：性能指标及质量控制优缺点类型下一页γ照相机的核心。探头的性能好坏决定了整台机器性能的好坏，决定图像质量的好坏。作用：①.把人体内分布的放射性核素辐射的射线限束、定位②用光电倍增管将由射线在闪烁体激起的荧光转化为电脉冲③将电脉冲转化为控制像点位置的位置XY信号和像点亮度的Z信号。

⑴准直器：根据被检者大小选择平行、发散、会聚或针孔型⑵闪烁体：碘化钠晶体，晶体越薄，照相机的空间分辨力越高

⑶光电倍增管：每个光电阳极给出一个电流脉冲信号到电阻矩阵

⑷电阻矩阵：列数=4行数=光电管数每个光电管给出的电流都要形成4个位置信号探头γ照相机探测γ射线的原理

γ照相机探测γ射线的原理与扫描机和其它γ计器是一样的，采用闪烁探测法。注入人体的放射性核素发射出的γ射线首先经过准直器准直，然后打在碘化钠晶体上，碘化钠晶体产生的闪光由一组光电倍增管收集。任何一次闪烁均将在各个光电倍增管上产生不同的响应。响应的强弱与光电倍增管距闪烁点的位置有关，距闪烁点愈近，产生的响应愈强，将所有光电倍增管的响应加起来可以产生位置和能量信号。位置信号确定了闪烁事件发生的位置，能量信号则确定哪些闪烁事件该启辉，哪些闪烁事件不该启辉。有了位置和启辉信号，在显示器上就可以显示一个闪烁点，众多的闪烁点就可以构成一幅图像。以P10和P19为例sx(10)=x-×i-x+×i=4.42×i-4.42×i=0sy(10)=y-×i-y+×i=4.42×i-4.42×i=0sx(19)=x-×i-x+×i=8.87×i-2.94×i＞0sy(19)=y-×i-y+×i=2.37×i-33×i＜0

位置线路由光电倍增管和电阻矩阵所构成。位置线路设计的核心是给每一个光电倍增管加上一个与距离成比例的权重电阻。x-x+y-y+→减法器→XY信号→控制像点位置x-x+y-y+→加法器→脉冲分析器→示波器Z输入端→控制像点亮度位置信号和能量信号的获得

照相机+线性计数率仪→计数率转化为直流电压信号→XY记录仪绘制放射性活度随时间变化曲线，显示脏器功能状况返回功能测定的实现1.空间分辨力：表征相机对位置的分辨能力，可用两个点源的分辨距离或FWHM及MTF来表示。2.固有空间线性：照相机入射闪烁晶体产生荧光位置相对于入射光子空间位置产生的畸变程度，表征光点定位的准确性。3.计数器的死时间：照相机分开前后两个闪烁光子的最短时间。与放射核素、幅度分析器窗宽、窗位、散射物质、数据处理系统的时间响应有关。5.系统灵敏度：表示系统对射线的探测效率，定义为单位时间之内单位活度的计数率。与准直器和闪烁体的效率、射线能量有关。提高灵敏度的关键是调节幅度分析器的窗位，使其与射线能谱的全能峰准确对应，此时信噪比较高。返回性能指标•优点：1.短时间自动连续显象；通过连续显像，追踪和记录放射性药物通过某脏器的过程，可对脏器的形态和功能进行动态研究。2.操作简便，时间短，20帧/秒，探测器对整个视野体内发出

射线敏感，一次照像即可，由于显像迅速，便于多体位、多部位观察。适用于儿童和老人。3.配置一定附加装置可进行功能检查、断层或全身成像，能把形态学和功能学信息显示结合起来。获得定量数值，进行定量诊断。所得数据输入计算机，可以进行图像后处理。4.适用于多脏器联合显像•缺点：1.结构与电子线路复杂，设备调整过程复杂。2.图像受脏器的厚度影响较大。3.图像空间分辨率低。返回优缺点γ照相机有许多类型。常用的有以下几种：（一）移动式γ照相机移动式γ照相机主要用于核心脏病学，它可以推到病房及急救部门对病人进行抢救使用。这种γ照相机专为使用99mTc、201T1低能放射性核素而设计，晶体小而薄，探头轻、体积小。主机与计算机合为一整体。移动式γ照相机不适用于高能放射性核素，对大脏器显像由于视野偏小也不适用。（二）模拟式γ照相机和数字式γ照相机模拟式γ照相机与数字式γ照相机的概念目前仍有些模糊。有些厂家标明自已的产品是全数字式，但仔细考察，并不是完全数字式的。数字式γ照相机应该从光电倍增管的输出就开始数字化。多晶体式γ照相机属于这种类型。它在γ照相机的应用中曾起过一定作用，但由于它视野小，能量分辨差，现已不再使用。现在使用的γ照相机多为模拟-数字混合式。这种类型的γ照相机位置信号是模拟的，位置信号以后转换成数字信号，信号处理一般均为数字式。γ照相机的控制台与计算机合为一体，由一系列微处理器执行各种不同的功能。目前也有一些厂家生产了全数字化的γ照相机探头。在光电倍增管输出后面立即进行模数转换，每个光电倍增管后面有一个ADC元件。位置坐标计算原理也与模拟式γ照相机完全不同。（三）全身显像γ照相机由探头和床的配合运动，在显示器上得到一幅缩小的全身放射性