核医学仪器ECT的原理和应用目录摘要 (1)Abstract (1)一、核医学仪器概述 (2)二、核医学仪器SPECT的原理和应用 (2)2.1 SPECT的原理 (2)2.1.1 SPECT的结构和基本组成 (2)2.1.2 SPECT的原理 (2)2.2 SPECT的应用 (3)12.3 SPECT的新进展 (3)2.3.1 利用FIX显像提高了对肿瘤的鉴别能力 (3)2.3.2 SPECT也能生成正电子符合图像 (4)2.3.3 SPECT灵敏度进一步提高 (4)2.3.4整机结构的变化 (4)2.3.5利用不同机型图像的进行融合 (5)2.3.6衰减校正 (6)2.3.7探测器实现数字化 (7)2.3.8新型探测器进入实用阶段 (7)2.3.9新型准直器进入实用阶段 (7)2.4 关于SPECT-CT (8)三、核医学仪器PET的原理及应用 (8)3.1 PET概述 (8)23.2 PET的原理 (9)2.3.3 PET探测器 (9)3.3.1 PET探测器的现状 (9)23.3.2 PET探测器的发展趋势 (11)3,4,5,63.4 关于PET/CT、SPECT/PET (13)3.4.1 PET/CT设备概况 (13)3.4.2 PET—CT的工作原理 (13)3.4.3 PET与PET—CT的比较 (14)3.4.4 PET／CT的临床应用 (14)3.4.5 SPECT/PET--带有符合线路的SPECT (14)四、总结和展望 (15)参考文献 (15)核医学仪器ECT的原理和应用摘要自从进人20世纪90年代以来，医学影像技术得到重大发展。
在以解剖结构为基础的X射线计算机断层成像(XCT)及磁共振成像(MRI)技术发展的同时，以人体功能代谢为成像基础，反映脏器功能、组织生化代谢和细胞基因变化的功能分子影像设备，即单光子ECT和正电子符合成像(PET)也得到了迅猛发展。
核医学正日益成为医学科学现代化的重要标志之一。
最初，核医学领域广泛使用的成像仪器曾经是伽马照相机。
但是，当今最具有代表性的设备是探测发射正电子放射性药物分布的正电子发射断层成像仪(PET)和探测单光子放射性药物分布的单光子发射计算机断层成像仪(SPECT)。
本文就核医学仪器ECT的原理和应用展开了探讨。
关键词：ECT ；PET；SPECT；断层成像AbstractSince the ninety's of twenty-first century, medical imaging technology has made a significant development. While the technologies of X-Ray Computed Tomography based on anatomical structure and Nuclear Magnetic Resonance Imaging developing, the molecular imaging technique, that is ECT and PET, has also made rapid development at the same time, whose imaging based on Metabolism of the human body functions, reflecting organic function, tissue biochemical metabolism and changes in cell gene. Nuclear medicine is increasingly becoming one of important symbols of modern medical science. Initially, the field of nuclear medicine imaging equipment widely used in gamma cameras used to be. But today the most representative positron emission device is to detect the distribution of radioactive drugs positron emission tomography imaging device (PET) and single photon radiopharmaceuticals distribution of detection of single photon emission computed tomography imaging device (SPECT). In this paper, the principle of nuclear medicine instrumentation and application of ECT to start the studyKey words: ECT；PET；SPECT；Tomography一、核医学仪器概述核医学仪器是用于医学目的的探测和记录放射性核素放出射线的种类、数量、能量、时间变化和空间分布的仪器。
具体可分为核医学显像设备、核医学功能测定设备、γ计数器、活度计、污染、测量监测仪等。
传统核医学显像设备包括闪烁扫描机、γ照相机、单光子发射计算机断层成像（Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT）以及正电子发射计算机断层成像（Positron Electronic Tomography, PET）。
随着技术的不断成熟和新材料的应用，其设备研制不断发展，近几年，相继应用于临床的核医学设备有SPECT/CT、SPECT/PET和PET/CT。
本文将对其相应的设备的原理和应用进行归纳。
二、核医学仪器SPECT的原理和应用2.1 SPECT的原理2.1.1 SPECT的结构和基本组成我们知道γ照相机的结构包括探头、机架系统、检查床、后续电路、数据连接传输线路和图像记录显示系统。
而探头的基本组成包括准直器、探测晶体、光导、光电倍增管矩阵等。
而SPECT多是以旋转探头的γ照相机为基础，加上计算机而构成。
但在设计上较γ照相机有更高的要求，如PMT(光电倍增管)的磁屏蔽需要增强，以克服地球磁场变化对PMT放大倍数的影响；对系统的均匀性、线性、稳定性要求有所提高；更换易于使用的旋转机架和低衰减检查床；相配套的计算机和SPECT 专业软件等。
2.1.2 SPECT的原理γ射线从患者体内发射到探头表面后，经过准直器限制和排除散射。
斜射或干扰探测器的γ射线，投射到探测晶体表面转换成低能且大量的可见光子，可见光子在光电倍增管（PMT）的放大作用后，通过位置电路（X、Y信号，对应用于γ射线作用点）和能量电路（Z脉冲，X、Y脉冲的总和反映γ射线的能量）的定位，最后利用脉冲高度分析器（PHA）进行窗位置和宽度的设定，可以通过PHA的脉冲传输至几率系统，形成一个γ射线的定点记录。
注意这里准直器主要作用就是限制进入探头视野内射线的入射方向和范围，阻挡视野外γ射线进入探测器。
其性能一般由孔数、孔径、孔长、间壁厚度和准直器材料决定。
而SPECT的质量控制内容包括：空间线性、图像均匀性、空间分辨率、计数率特性、固有能量分辨率、平面源灵敏度、多能窗一致性、均匀性校正、旋转中心校正多探头匹配、断层均匀性测试、断层空间分辨率以及SPECT总体性能测试等。
2.2 SPECT的应用70年代末期，SPECT开始应用于临床，我国从1983年开始引进和应用SPECT．目前我国SPECT的总数已近300台，其增长趋势高于X射线CT和MRI。
SPECT在心、肺、脑，骨骼等主要脏器的临床应用价值。
特别是与X射线CT、MRI、超声等其他影像技术比较有其固有的优势。
（1）SPECT不仅显示脏器和病变的位置、形态、大小等解剖结构．更重要的是同时提供脏器和病变的血流、功能和引流等方面的信息，这有助于疾病的早期诊断；（2）具有多种动态显像方式，使脏器和病变的血流和功能情况得以动态而定量地显示，能给出很多功能参敏；（3） SPECT多因脏器或病变特异性聚集某一种显像剂而显影．因此影像常具有较高的特异性。
2.3 SPECT的新进展12.3.1 利用FIX显像提高了对肿瘤的鉴别能力正电子发射体(18F，150，13N，11C)可标记非常接近体内的生物活性分子。
18F有适合的半衰期(110min)，18FDG(18氟一脱氧葡萄糖)可以显示器官和组织的葡萄糖代谢，是最常用的肿瘤显像剂。
FDG—PET利用良恶性细胞代谢的差别达到肿瘤显像的目的。
FDG显像有多种适应症：鉴别良恶性肿瘤、恶性病灶分期、检出复发的恶性病灶、观察治疗效果，从而提高了诊断效能和减少侵入性检查。
最初的FDG—PET显像是由多环锗酸铋探测器组成的专用PET完成的，现在已经开发出多功能ECT，它既能够做常规的单光子显像，也能够做正电子(如FDG)显像，并且现已有了SPECT／CT和PET／CT(Hybrid Camera)的混合型机型。
2.3.2 SPECT也能生成正电子符合图像带准直器的FDG—SPECT比PET的灵敏度和分辨率低的多，因此许多厂家以符合线路测试的方式提高灵敏度和分辨率。
这是另一项有重大价值的技术突破。
PET由于其设备昂贵，维护费用高。
一般医院添置PET装置几乎是不可能的。
双探头SPECT问世不久即出现了兼有PET功能的双探头SPECT。
现在这种机型已经由多家公司生产。
基本技术措施是增加时间符合判断电路。
此外，有些SPECT产品还允许同时使用511keV高能放射性核素，生成不同能量的双同位煮图像，这对心脏的研究有时很有意义。
产品要增加高能准直器，碘化钠晶体厚度由9mm增加到12.5mm，以保证能量为51IkeV光子的探测效率。
目前临床最常用于18F成像。
2.3.3 SPECT灵敏度进一步提高虽然带准直器的FDG—SPECT与PET相比分辨率和灵敏度相差较大，许多厂家开始改进双探头SPECT，以符合探测方式提高分辨率和灵敏度。
符合线路显像是一种无准直器3-D体积采集，因此有可能成为检出毫米级病灶的方法其空问分辨率仅仅受限于固有分辨率。
例如VC (GE公司)装备了狭缝准直器SEPTAL(间隔为40mm×4mm，间隙为10mm)，并有多层滤波器(锌、铅、铜)以减少来自视野以外的射线和减少散射效应。
数据采集是3min转一圈，以尽量减少放射性衰减的影响。
该系统的空间分辨率：空气中空间分辨率(FWHM)4．5mm，这和专用PET非常接近。