PET-CT原理 PPT课件.ppt

1、医学课件,1,PET/CT 原理,PET/CT与影像学 PET/CT相关的物理基础 PET/CT的原理 PET/CT与放射治疗 中国医学科学院肿瘤医院 陈盛祖,医学课件,2,PET/CT是一种最新的影像技术,医学课件,4,Melanoma of the eye,Case: 54 year-old male patient with melanoma of the right eye. Scan protocol: CT125 mAs, 130 kVp, pitch 1.4, 2 mm slice width, iv contrast PET 390 MBq FDG, 1 h p.i., 8 m

2、in/bed, 2 beds Findings: PET/CT shows tumour limited to the eyeball and not extending into the eye muscle.,Data Courtesy of University Essen (Drs T Egelhof and S Mueller),病例 3： 肺癌 分期 确定 治疗 方案,手 术,60 Kg 7 minutes 1 minute par lit,90 Kg - 12 minutes 2 minute par lit,90 Kg - 17 minutes 3-4 minute par l

3、it,Activit injecte : 6 MBq/Kg,Discovery LS,医学课件,8,PET/CT的特点,PET 与CT同机融合 解剖图像与功能图像融合 结构解剖和代谢解剖相结合 用于肿瘤诊疗的全过程 高灵敏度、高特异性、高准确性 PET/CT 优于单独的PET和CT,影像学三阶段,常规影像学 模拟图像 ( Conventional Imaging ) 现代影像学 数字断层图像 (Modern Medical Imaging) 分子影像学 解剖功能融合图像 ( Molecular Imaging),医学课件,10,常规放射影像学,1895年 伦琴发现X线 开创了用射线观察人体和疾

4、病的新纪元 奠定了放射影像学的基础 常规放射影像学价廉，剂量低，分辨好,医学课件,11,X-线的发现,伦琴（W K RONTGEN，1845-1923）,伦琴夫人 安娜,医学课件,12,常规核素显像,1896年 , H. Becquerel发现放射性 1898年, 居里夫人发现新元素钋 1924年, G. Hevesy发明放射性示踪技术 开创了用放射示踪技术研人体功能的新时代 常规核术显像价廉，图像质量好，剂量低,医学课件,13,居里夫人,Hevesy,医学课件,14,CT的发明是放射学的一次革命,医学课件,15,医学课件,16,CT值定义及计算公式,定义：CT值是物质衰减系数的另一种表示方法

5、 公式：, mat 、 water 、 air 分别为物体、水、空气的线性衰减系数 影响CT值的因素：有效原子序数、机型、能量、 脏器大小、厚度、解剖结构 等,医学课件,18,磁共振成像 ( MRI ),医学课件,19,医学课件,20,水在MRI中的作用,水中有丰富的质子 水能改变MRI的环境 水的粘稠度与T1和T2有关 发生肿瘤和病变时,水的粘稠度改变,医学课件,21,MRI 新技术,水成像 弥散成像 ( DWI ) 弥散张力成像 ( DTWI ) 灌注成像 (PWI ) 波谱成像 ( MRS ) 功能磁共振 ( f-MRI ),分子影像学定义,活体状态下 细胞分子水平 应用影像学技术 生物

6、过程定性定量研究,医学课件,23,医学课件,24,小结,X 线及 CT 以组织密度为基础 水在MRI中有重要作用 PET/CT 属于分子影像学 影像技术只能互补,不能取代,医学课件,25,PET / CT相关的物理基础,医学课件,26,放射性同位素与放射线,放射线: 射线, 射线, 射线, 射线 放射性同位素能产生放射线 射线用于放射诊断学 射线用于核医学 PET/CT既有射线,又有射线,医学课件,27,放射线有哪几种, 射线 ( 氦原子核 ) 射线 ( 高速电子流 ) 射线 ( 光子流 , 同位素产生) 射线 ( 光子流, 机器产生 ),X射线与射线的异同,特点 X射线 射线 本质 光子流

7、光子流 能谱 多能谱 单能谱 能量 0-140kVp(80keV) 50-511keV 光子通量 高 低 射线硬化 有 无 防护 容易 难,医学课件,29,放射性的衰变,放射性核素的特征 半衰期 ( Half time of Decay ): T1/2 I = I0 (1/2)n n =1,2,3,. 衰变永远不会结束 5 个T1/2 后: 3/100 10个T1/2 后: 1/1000,医学课件,30,放射性活度,放射性的多少 1 居里 = 3.7x1010 衰变/秒 1 Ci= 1000mCi 1mCi= 1000Ci 1 贝可 ( Bq）= 1 衰变/秒 1 KBq=1000Bq, 1

8、MBq=1000 K Bq 1 Ci=37 KBq 1 mCi=37 MBq 1 MBq=27 Ci,医学课件,31,放射性的能量,放射线的穿透能力 电子伏特( ev ) 1 Kev= 1000 ev 1 Mev=1000Kev=1x106 ev,医学课件,32,最大剂量,放射性工作人员 : 1020 mSv/年 , 最大 :50 mSv/ 5年 公共人员: 1 mSv/年, 最大 : 5 mSv/ 5年 PET/CT 病人: 510mSv,医学课件,33,PET/CT原理,PET/CT的发展历史,1995年 Townsend研制 PET/CT 2000年 PET/CT在RSNA问世 2001

9、年 PET/CT用于临床 2003年 300 台PET/CT 2005年 1000多台PET/CT 2005年 中国65台PET/CT,医学课件,35,PET and PET/CT Procedure Volume,什么是正电子发射断 层? Positron Emission Tomography (PET),Isotope productionCYCLOTRONS Tracer production CHEMISTRY SYSTEMS Imaging SCANNER,Positron Emitting Isotopes,IsotopeHalf-LifeProduction Carbon-11

10、20.5 min14N(p,a)11C Nitrogen-1310.0 min16O(p,a)13N Oxygen-15 2.1 min14N(d,n)15O Fluorine-18110 min18O(p,n)18F (F-) 20Ne(d,a)18F (F2) Gallium-6868 minDaughter of Ge-68 (271days) Rubidium-82 1.27 minDaughter of Sr-82 (25days) Small elements (C,N,O,F) allow “real” biochemistry Short half-lives make tra

11、cer production an integral part of PET,Positron Annihilation (湮没),Positron travels 1-3mm (depending on energy) before annihilation. Annihilation process conserves: - Energy (photons are 511KeV). - Momentum (photons are almost exactly colinear). Simultaneous detection of two 511KeV photons - event al

12、ong line between detectors.,n,b+,b-,1-3mm,511KeV,511KeV,Coincidence Detection (符合),Events occurring between detectors contribute coincidence counts. Recorded counts are proportional to line integral of activity between the detectors.,DET 1,DET 2,Pulse Processing,AND,Pulse Processing,R,PMT,PMT,COINCI

13、DENCE,PROCESSING,DETECTOR,RING,Ring Data Collection (环型),Coincidence Processor,Data Sorting, Histogram,Image Recon Computer,Images,医学课件,41,医学课件,42,PET/CT与放疗,医学课件,43,3DCRT,IMRT,BCRT,适形放疗技术进步,适形调强放射治疗,医学课件,45,Acta Oncologica 42（ 2）123-136 2003,用 PET/CT 进行放疗计划设计和优化,生 物 靶 区,医学课件,47,70 cm大孔径适合放疗计划系统固定装置,乳房固定板,头颈固定架,真空泡沫床垫,臀部固定架,医学课件,48,医学课件,49,PET/CT的辐射安全与防护,医学课件,50,辐射标识,医学课件,51,个人剂