3 放射诊断技术

重点
核素发生器原理级联衰变
放射性探测仪器的基本构成和工作原理
γ相机、SPECT、PET的显像原理与特点

3.1 放射性核素

来源

1. 核反应堆生产：反应堆的高通量中子流照射靶材料，产生不稳定的核素
2. 医用回旋加速器生产：通过回旋加速器加速带电粒子，撞击靶核后产生
3. 放射性核素发生器生产：从长半衰期核素生产短半衰期核素

3.2 核医学仪器

定义
在医学中用于探测和记录放射性核素发出的射线种类、能量、活度，和其随时间、空间变化的仪器, 不能发射射线

分类

1. 显像仪器（γ相机、SPECT、PET等）
2. 脏器功能测量仪器
3. 放射性计数测量仪器
4. 放射性药物合成与分装仪器

仪器的基本构成和工作原理
基本都由两个模块构成：放射性探测仪（探头）和后续电子单元
探头：使射线在其中发生电离或激发，再将产生的离子（电离）或荧光光子（激发）收集并转变为可记录信电号，实际上是一个将射线能量转化为电能的换能器

固体闪烁计数器
由下面的部分组成（按顺序）

1. 准直器：阻挡斜射的射线，便于定位

2. 闪烁晶体：将射线的辐射能转变为光能（不都是电磁波吗）

3. 光学耦合剂：减缓折射率变化，有效传递光能

4. 光电倍增管：将微弱的信号转换成可测量的电信号

5. 前置放大器：对信号进行放大跟踪

6. 后续电子电路：得到闪烁的位置和能量信号

7. 记录装置

X射线和γ射线检查的区别

1. 前者属于放射学检查，后者属于核医学检查
2. 前者依靠仪器的射线源穿透人体后的衰减
3. 后者依靠人体事先服用的药物的放射性，仪器收集放射线，测量放射性分布

γ相机的动态显像
记录放射性分布随时间的变化，得到人体的代谢信息

SPECT
基本结构
在一台高性能γ相机的基础上增加了探头旋转和图像重建的功能

显像特点
断层显像（类似CT）消除了不同层次的放射性的重叠干扰，更加精确
断层图像重建：从已知的每个角度上的平面投影（也就是记录值），求出断层平面内各体素的放射性分布，目前主要两种

1. 滤波反投影（FBP）：速度快；抗噪声能力差，精确度低；适用于临床实时诊断
2. 有序子集最大期望值（OSEM）:质量高，伪影少；运算量大

SPECT/CT融合显影
二者有高度互补性。CT可以查看组织分布，无法看病灶；SPECT可以查看异常分布，无法看组织分布。同时CT提供的图像数据还可以用于SPECT的衰减校正（光子被人体吸收但SPECT不能得知衰减），提高图像质量

PET
显像原理
药物中含有正电子，利用湮灭产生的相对的光子对和两个相对的探测器，通过探测器输出的脉冲的信号来确定闪烁位置的方法称电子准直，这种探测方法称为符合探测

数据矫正
由于没有准直器，PET需要很多矫正

探测器组成
具有保护和光屏蔽的外壳（内有若干晶体+光电倍增管+放大定位电路）组成一个探测器，一组探测器组合成组块，几个组块组成探测器组，若干探测器组组成探测器环，若干探测器环排列成探头。探头的环数越多，轴向的视野越大，一次扫描可获得的断层面越宽

PET/CT融合显影
具有PET和CT的全部功能，很厉害

脏器功能测定仪
只关心特定的脏器中药物的放射性浓度随时间的变化，以连续测量计数率为设计目标

3.3 核医学显像技术

核医学显像特点

1. 可同时提供脏器组织的功能和结构变化
2. 定量分析
3. 较高的特异性
4. 安全、无创

不足

1. 对组织的分辨率不及其他影像学方法
2. 任何脏器的显像都需要使用显像剂

3.4 核医学分子影像

从分子水平动态显示体内各种生命信息
分子影像是精准医学的重要标志