核医学成像设备（医学影像设备）

核医学设备-概述与γ相机核医学成像将一定量的放射性核素引入人体，参与人体的新陈代谢或在特定的脏器或组织中产生特异性浓聚，同时不断地衰变而产生放射线。核医学成像就是在人体外测量这些反应人体内放射性核素活度分布的放射线并将测量结果以图像形式显示出来，以功能性显像为主。核医学设备分类与特点（一）γ照相机γ照相机以一次成像代替闪烁扫描机的逐点成像，使核医学成像进入到动态和静态功能显像相结合的新阶段。特点：通过连续显像，实现对组织器官的动态研究检查时间较短、方便简单显像便捷，便于多体位部位的观察核医学设备分类与特点（二）SPECT设备

SPECT亦称为单光子发射型计算机体层成像术。SPECT是在γ照相机的基础上，增加探头旋转装置和用于图像重建的计算机软件系统。优点：单独显示某一层面的核素分布，可定量分析具有更好的系统均匀性、线性和稳定性兼有多种成像方式探头数量多，采集时间更短，提高图像质量核医学设备分类与特点（二）SPECT设备

SPECT亦称为单光子发射型计算机体层成像术。SPECT是在γ照相机的基础上，增加探头旋转装置和用于图像重建的计算机软件系统。不足：灵敏度低、图像呈现信息量不够多射线衰减和散射大图像空间分辨率低核医学设备分类与特点（二）SPECT设备双探头SPECT是性价比最高、最实用的机型，它功能全面、应用范围广、价格适中，至今仍是各大型医院首选的核医学体层成像设备。核医学设备分类与特点（三）PET设备

PET亦称为正电子发射型计算机体层成像术。PET设备是一种较为前沿的核医学设备，它的出现，被认为是核医学发展史中一个划时代的里程碑。优点：发射正电子的放射性核素反映的人体生理生化或病理及功能的图像更清晰真实，更实用更有价值探头结构不同，探测效率更高更快，一次体层可获得多个断层影像核医学设备双模式分子影像技术和设备（一）SPECT/CTSPECT/CT是将SPECT和CT这两种设备的机架同轴式地结合在一起，两种成像的定位坐标系统互相校准，在两种扫描期间，受检者处于同一扫描床上，且保持体位不变。核医学设备双模式分子影像技术和设备（二）PET/CTPET/CT是将PET和螺旋CT整合在同一台机器中，通过一个较长的扫描床，将两个相对独立的、共轴的设备单元相连接，两个设备单元保持一定距离，以避免电磁干扰。两台设备可各自独立使用，也可融合在一起使用，一次扫描可获得PET、CT及PET与CT的融合图像。核医学设备双模式分子影像技术和设备（三）PET/MRI全身一体化PET/MRI，是将PET和MRI有机结合在同一个机架内，一次扫描即可完成全身PET和MRI成像，可获得解剖、功能、代谢等方面的全方位信息，真正实现了PET和MRI数据的同步采集，提高了PET和MRI图像融合的精确性，它在神经系统疾病、肿瘤、心脏功能评估及小儿肿瘤诊断等方面具有独特的临床应用价值。γ照相机成像过程

受检者体内放射性核素辐射出的γ射线，经过准直器入射到闪烁晶体，转换成可见光子，发出闪烁荧光。闪烁晶体发出的闪烁荧光通过光导纤维耦合给光电倍增管。光电倍增管将接收到的闪烁荧光按照一定的比例关系转换成电流，经过前置放大器放大和定位电路后，形成四路含有X、Y位置信息和能量信息的电脉冲信号。位置信号和能量信号传输给计算机，经处理后由高分辨率显示器实时显示，或者回顾性显示，供医生精细观察。γ照相机探测器及其准直器（一）探测器

γ照相机的探测器，也称为探头，它是γ照相机的核心部件。探测器的性能优劣对于整机性能和成像质量起着决定性的作用。γ照相机探测器及其准直器（二）准直器

准直器位于探头的最前端，是由具有单孔或多孔的铅或铅合金块构成。其孔的几何长度、孔的数量、孔径大小、孔与孔之间的间隔厚度、孔与探头平面之间的角度等，依准直器的功能不同而有所差异。1．作用由于放射性核素是任意地向立体空间内各方向发射γ射线，因而，要准确地探测γ射线的空间分布，就必须使用准直器。准直器的作用是让一定视野范围内及一定角度方向上的γ射线通过准直器进入到闪烁晶体，而视野外的、与准直器孔角不符的γ射线，则被准直器所屏蔽。简而言之，就是起到空间定位选择器的作用。2．主要性能参数准直器的几何参数主要有孔数、孔径、孔长（或称孔深）及间壁厚度，它们决定着准直器的空间分辨率、灵敏度和适用能量范围等性能参数。γ照相机探测器及其准直器

3.类型准直器按结构形态可分为单针孔型、多针孔型、多孔聚焦型、多孔发散型、平行孔型、平行斜孔型等。核医学设备-SPECT与PETSPECT第三节一、基本结构与工作原理

SPECT可以通过2种方法实现体层显像。

一种方法是用多针孔准直器或旋转斜孔准直器采集不同角度的投影而进行图像重建，由于角度取样有限，空间分辨率和均匀度都较差，容易产生伪影，目前已很少应用。

另一种方法是使γ照相机探测器围绕身体旋转360o或180o进行完全角度或有限角度取样，所得投影量丰富，可以重建各种方向的、符合临床要求的体层图像，是当今SPECT的主流。SPECT一、基本结构与工作原理工作原理探测器沿病人某一层面在不同方向上作直线扫描，形成一个投影。做完一次直线扫描，探测器旋转一个角度再扫描一次，如此反复，完成投影数据的采集。采集到的原始数据需经过“预处理”电路及吸收校正后，由图像重建系统重建出SPECT图像。现在各公司最常用的重建方法是滤波反投影法。SPECT第三节一、基本结构与工作原理基本结构SPECT通常由探测器、机架、床、控制台、计算机和外围装置组成。

图像的重建和处理是控制台和计算机的主要任务之一，外围装置包括磁带机、磁盘机、高精度显示器、打印机和照相装置。SPECT二、探测器结构：包括准直器、闪烁晶体、光电倍增管、综合电路和探测器外壳；作用：探测参与体内各种生理、代谢活动的放射性核素不断向外辐射的γ射线。采用新型晶体材料--碲锌镉（CZT）的优势

降低了探头和SPECT机架整体质量，提高了SPECT系统分辨率和图像的信噪比。

对γ射线探测具有极高的系统灵敏度，可直接将γ射线转化成电信号，具有更高的探测效率和能量分辨率等。SPECT三、机架和扫描床SPECT的机架部分由机械运动组件、机架运动控制电路、电源保障系统、机架操纵器及其运动状态显示器等组成。主要功能是：①根据操作控制命令，完成不同采集条件所需要的各种运动功能，②把探测器输出的位置信号、角度信号等通过模数转换后传输给计算机，并接受计算机指令进行各种动作。③保障整个系统的供电，提供各种稳定的高低压、交直流电源。SPECT三、机架和扫描床机架的运动形式①整体机架直线运动。探测器处于0o

或180o，机架沿导轨作直线运动，床与导轨平行，适于全身扫描。②探测器及其悬臂以支架机械旋转轴为圆心，作顺时针或逆时针圆周运动，床与导轨垂直，此时探测器倾斜度必须为0o，适于体层采集。③探测器及其悬臂沿圆周运动半径作向心或离心直线运动，其主要作用是使探测器在采集数据时尽可能贴近病人。④探测器沿自身中轴作顺时针和逆时针倾斜或直立运动。适于静态或动态显像时特殊体位的采集。SPECT三、机架和扫描床机架运动的控制方式有手动控制和自动控制两种。手动控制主要适用于：①数据采集前，根据要求把探测器运动到指定位置。②在全身或体层扫描前，必须将预定探测器运动轨迹的数据输入计算机控制系统，如椭圆体层轨道预置四点距旋转中心最近点的定位、床的高度定位、预定全身扫描的起始位置等。自动运行主要适用于全身或体层采集，根据预置运动条件(起始角度和位置、旋转的总角度和运行的总距离等)，在计算机的控制下自动运行并同时采集每个角度和位置上的投影数据。SPECT三、机架和扫描床定位控制系统主要由三部分组成：①驱动马达控制电路；②位置信息存储器；③定位处理器。定位处理器是定位控制系统的核心，它的主要作用是控制探测器及机架转动的角度、移动的距离及识别位置，并将各种定位数据传输给主计算机。SPECT四、控制台和计算机(一)采集工作站

通过人机对话控制探头和扫描床的各种运动，实现各种图像采集，完成仪器的质量控制和校正。工作流程为：基本信息录入数据采集采集数据的管理SPECT的质量控制和各种校正SPECT四、控制台和计算机(二)处理工作站手工处理规程包括对各种图像的显示浏览、数学和几何运算、图像资料的统计和分析等,另外还包括对资料的电影显示、感兴趣区的勾画、图像的标注、颜色显示方案的选择等。临床处理规程包括全身各种脏器的处理规程,如甲状腺静态显像、心肌血流灌注体层显像、肺通气灌注显像、全身骨显像、肾动态显像的常规处理软件等。数据库维护包括数据的储存、传输、导入、导出、查询等功能。SPECT五、外围装置ECG触发器

用于实现心电控制的平面或体层采集,可对心动周期不同时相的心功能或心肌供血进行评价分析。多功能运动踏车功量仪

核素心肌血流灌注显像常用的负荷试验之一。肺通气专用雾化装置

其结构主要包括铅屏蔽雾化器、呼吸管路、过滤器、氧气管等。在肺栓塞诊断中起重要作用。各式打印机质量控制模型

线性模体、四象限铅栅模体、SL铅栅模体、系统灵敏度测试面源及SPECT/PET体层模体等。PET一、基本结构与工作原理PET的基本结构主要由探测器、机架、控制台、计算机及外围装置等组成。核心部分是探测器阵列。该探测器阵列是一个由数百个成对分布的小型γ闪烁探测器组成的环形装置，人体置于环中，体内湮没辐射产生的成对γ光子可投影到相应的成对探测器中，四周众多探测器获得的这些投影信息就可以重建体层图像。全身PET的外形图PET一、基本结构与工作原理工作原理正电子放射性核素标记物注入患者体内后，发射的正电子(β+)在极短时间内与其邻近的负电子(β-)碰撞而发生湮没辐射，即在二者湮没的同时，产生两个方向相反的能量皆为511keV的γ光子。两个相对的γ闪烁探头和符合电路组成湮没符合探测装置。两个方向相反的γ光子可以同时分别进入这两个探头，通过符合电路形成一个Z信号，而被探测到。湮没符合探测原理PET二、探测器结构：探测器是PET设备的核心部分，由闪烁晶体、光电倍增管和高压电源组成。闪烁晶体的主要作用：将高能γ光子转换为多个可见光子，由光电倍增管将光信号转换为电信号，再经过一系列电子线路系统完成记录。闪烁晶体性能要求：光输出高、光产额高、时间分辨率好、阻止本领强等。目前临床使用的γ闪烁晶体主要有锗酸铋(BGO)、CsF和BaF2等。PET三、机架作用：机架主要用来固定探测器并使其在机架上以某种方式运动。要求：一般要求稳定、可靠、安全，还应能迅速灵活地调整定位