山西医科大学.docx

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山西医科大学

山西医科大学

教案

（理论教学用）

单位

：

山西医科大学第一医院

教研室

：

影像医学与核医学

任课教师姓名

：

课程名称

：

授课时间

：

山西医科大学

教案

（实践教学用）

单位

：

山西医科大学第一医院

教研室

：

影像医学与核医学

任课教师姓名

：

课程名称

：

授课时间

：

授课章节

授课对象

授课时数

授课时间

年月日

授课地点

教学目的

1、认识常用的核医学仪器

2、了解常用核医学仪器的构造及基本原理

3、掌握核医学仪器的常规应用

重点难点

重点：

认识常用的核医学仪器及其应用

难点：

核医学仪器的成像原理

教学方法

多媒体教学

教学仪器

授课提纲

第二章核医学仪器

第一节放射性探测仪器的基本原理

一、放射性探测的基本原理

二、放射性探测仪器的基本构成和工作原理

三、照相机的基本结构

第二节SPECT、SPECT/CT和双探头符合探测

一、SPECT基本结构

二、SPECT工作原理

三、SPECT成像特点

四、SPECT数据采集和断层图像重建

五、SPECT/CT图像融合技术

六、双探头符合线路SPECT

第三节PET、PET/CT、PET/MRI及小动物PET

一、PET基本结构及原理

二、PET/CT

三、PET/MRI

四、小动物PET

第四节脏器功能测定仪器

一、甲状腺功能测定仪

二、肾功能测定仪

三、多功能仪

第五节体外样本测量仪器及辐射防护仪器

一、闪烁计数器

二、手持式射线探测器

三、活度计

四、液体闪烁计数器

五、表面污染和工作场所剂量监测仪

六、个人剂量监测仪

选用教材

《核医学》第八版李少林主编

参考教材

1.供8年制及7年制临床医学等专业用《核医学》，张永学主编，人民卫生出版社出版

2.《简明核医学》（第二版），潘中允主编，北京医科大学、中国协和医科大学联合出版社出版

授课章节

第二章核医学仪器

授课对象

授课时数

授课时间

授课地点

教学目的

1、认识常用的核医学仪器

2、了解常用核医学仪器的构造及基本原理

3、掌握核医学仪器的常规应用

重点难点

重点：

认识常用的核医学仪器及其应用

难点：

核医学仪器的成像原理

教学方法

多媒体教学

教学仪器

教学步骤

第二章核医学仪器

第一节放射性探测仪器的基本原理

一、放射性探测的基本原理

二、放射性探测仪器的基本构成和工作原理

三、照相机的基本结构

第二节SPECT、SPECT/CT和双探头符合探测

一、SPECT基本结构

二、SPECT工作原理

三、SPECT成像特点

四、SPECT数据采集和断层图像重建

五、SPECT/CT图像融合技术

六、双探头符合线路SPECT

第三节PET、PET/CT、PET/MRI及小动物PET

一、PET基本结构及原理

二、PET/CT

三、PET/MRI

四、小动物PET

第四节脏器功能测定仪器

一、甲状腺功能测定仪

二、肾功能测定仪

三、多功能仪

第五节体外样本测量仪器及辐射防护仪器

一、闪烁计数器

二、手持式射线探测器

三、活度计

四、液体闪烁计数器

五、表面污染和工作场所剂量监测仪

六、个人剂量监测仪

思考题

1、简述放射性探测仪器的基本探测原理。

2、临床常用的核医学仪器有哪些？

各自的特点分别是什么？

参考教材

1.供8年制及7年制临床医学等专业用《核医学》，张永学主编，人民卫生出版社出版

2.《简明核医学》（第二版），潘中允主编，北京医科大学、中国协和医科大学联合出版社出版

讲授内容

注解

第二章核医学仪器

第一节核探测仪器的基本原理

一、核探测仪器的基本原理

（一）电离作用

射线可引起物质电离，辐射引起电离的数量与收集的电子对数目具有相关性。

在此原理基础上诞生了电离室﹑盖革计数管等经典仪器。

（二）荧光现象

荧光现象主要是由于电子在某些吸收材料中从高能态电子轨道移动到低能态电子轨道时产生光信号。

激发作用使原子核外电子从低能态跃迁到高能态，当原子退激时就产生荧光，荧光可以转变成电信号。

电信号的大小与跃迁到高能态的核外电子数量有关，进而与引起闪烁现象的射线的总量相关。

荧光现象是进行射线监测和计量非常重要的机制，最常见的闪烁探测仪就是利用这种原理。

（三）感光作用

射线可使感光材料形成“潜影”，经显影和定影处理后，感光材料中出现黑色颗粒沉淀形成的黑影，根据黑影在被测样品中的部位和相对灰度，可对被测样品的放射性做出定位和定量判断。

依据这一原理，放射自显影技术得以建立并发展。

二、放射性探测仪器的基本构成和工作原理

放射性探测仪器主要由三部分组成。

一是辐射探测器（radiationdetector），利用射线和物质相互作用产生的各种效应，将射线的辐射能转变为电子线路部分能处理的电信号。

二是电子学单元，即根据不同的测量要求和探测器的特点而设计的分析和记录电信号的电子测量仪器。

三是数据处理系统。

放射性探测仪器按探测原理可分为电离探测仪（ionizationdetector）和闪烁探测仪（scintillationdetector）两大类，电离探测仪主要用于辐射防护和测定放射源活度，闪烁探测仪的核医学仪器可分为放射性核素显像仪器、脏器功能测定仪、体外样本测量仪器以及少数放射防护用仪器等。

三、γ照相机的基本结构

1、结构：

探头（闪烁体+光电倍增管）和前置放大器

图示：

γ闪烁探测器的工作原理

2、应用

γ井型计数器：

血尿等组织样品及体外分析标本的放射性测量，各脏器的静态显像，动态显像和全身显像。

第二节SPECT、SPECT/CT和双探头符合探测

一、SPECT

二、SPECT工作原理

三、SPECT成像特点

四、SPECT数据采集和断层图像重建

五、SPECT/CT图像融合技术

六、双探头符合线路SPECT

一、SPECT基本结构▲

相当于大视野的旋转型γ照相机。

探头、机架、计算机、光学照相、检查床系统和图像重建。

二、工作原理

电脉冲经过放大器成形经位置电路X、Y位置信号，各个光电倍增管输出信号之和形成Z能量信号。

X、Y信号经处理后加入显示器偏转极，Z信号加入启辉极，从而在荧光屏幕上形成闪烁影像。

利用滤波反投影借助计算机处理系统重建横向断层影像，其三维信息再经重建组合形成其他方向断层影像。

三、成像特点

放射性药物能够选择性聚集在特定脏器、组织或病变部位，使其与邻近组织之间的放射性分布形成一定程度浓度差，SPECT在体外探测、记录到这种放射性浓度差，获得放射性药物在体内的断层分布图，从而显示出脏器、组织或病变部位的形态、位置、大小以及脏器功能变化。

四、SPECT数据采集和断层图像重建

用大视野γ照相机探头通过可旋转机架围绕病人旋转，每隔一定角度采集一帧图像，获得靶器官各方位的放射性分布信息。

图像重建：

通过计算机处理、重建成断层影像。

常用图像重建方法是滤波反投影技术（filteredback-projection）。

五、SPECT/CT图像融合技术

六、双探头符合探测

1）定义：

用互成180o无准直器的双或三探头SPECT对正电子湮灭辐射产生的两个方向相反的511kevγ光子进行符合探测成像。

2）电子准直:

利用湮灭辐射和两个相对的探头做符合测量对射线进行限束的技术。

3）缺点：

组织衰减严重影响图像质量，可用衰减矫正；不用于短T1/2正电子显像。

4）特点：

单光子和长T1/2正电子显像，一机两用。

4、应用全身各个系统的放射性核素显像.

心脏全身骨显像

肺灌注显像甲状腺平面显像

第三节PET、PET/CT、PET/MRI及小动物PET

一、PET基本结构及原理▲

1、结构:

晶体、电子准直、符合线路和飞行时间技术、计算机数据处理系统、图像显示和断层床。

2、工作原理

正电子放射性核素及其标记化合物湮灭辐射发出β+511kevγ光子互成180o环绕人体的多个探测器接受

3、应用

肿瘤、神经、心血管系统

4、与SPECT的比较

1）空间分辨率高

2）电子准直---探测效率高

3）常用正电子药物为生命元素---准确反映机体生理状态

4）易进行衰减校正和定量分析

二、PET/CT

PET/CT

三、PET/MRI

PET功能图像缺少解剖参照，且结构对比度低。

将PET功能图像与高分辨率的MRI或CT解剖图像结合起来，获得具有生理、代谢和功能特点与解剖形态特点的融合图像，把二者的定性和定位优势进行了有机的结合，提高了诊断的准确性。

四、小动物PET

1.性能空间分辨率等主要指标要远高于人体PET

2.应用药物开发、疾病研究、基因显像等生命科学基础研究。

MicroPET

第四节脏器功能测定仪器

探测器置于体表，探测并获得受检脏器的计数率或时间-活性曲线以及有关功能参数。

常用的功能测定仪有：

1.甲状腺功能测定仪：

主要用于甲状腺功能测定和诊断。

2.肾图仪：

在静脉内注射合适的放射性示踪剂之后，记录两侧肾脏的时间-放射性曲线。

专用于人体肾功能测定检查。

它是临床上广泛应用的核医学仪器之一。

3.多功能仪：

可同时测定一个脏器多个部位或多个脏器的功能，包括肾图、甲状腺摄碘率、过氯酸钾释放试验、肾小球滤过率、分肾血浆流量等。

第五节、体外样本测量仪器及辐射防护仪器

1、γ闪烁计数器测量样品γ射线计数，典型装置是配备井型闪烁探测仪的γ计数器。

井型探测器探测效率较高。

还易于用铅屏蔽探测器，降低本底计数。

电子线路部分通常有放大器、单道或多道脉冲幅度分析器、定时计数器、打印机等。

很多仪器还配备计算机作数据采集和处理，并有自动换样功能。

2、手持式γ探测仪由两部分组成：

探头和信号处理显示器。

探头有闪烁型和半导体型两类。

信号处理显示器由数字显示装置和声控信号处理系统组成。

探测原理与γ照相机的原理相同，即将照射到晶体上的γ射线转换成电信号，由信号处理显示器进行记录，γ射线的强弱可通过声音大小和计数高低来确定。

3、活度计

1）定义:

用于测量放射性药物或试剂所含放射性活度的一种专用放射性剂量仪器。

2）是国家唯一强制检定的计量工具

影响因素：

样品离井口越近，探测效率越低；样品体积大的低于体积小的探测效率；本底、污染、屏蔽等也会影响测定结果。

4、液体闪烁计数器

1）液体闪烁体

2）符合线路：

低能β射线产生弱光，降低噪声。

3）应用：

14C-尿素呼气试验和实验核医学。

5、表面污染、工作场所剂量检测仪

1）用于防护

2）表面污染监测仪---对工作人员体表、衣物表面和工作场所有无放射性沾染和沾染多少的检测。

6、个人剂量检测仪---用于测量工作场所的照射剂量和放射性工作人员的吸收剂量。

理解γ闪烁探测器的工作原理

掌握

1、是目前国内核医学主要的显像仪器；

2、工作原理建立在γ闪烁探测器基础上。

手绘模式图：

掌握

新仪器：

PET/CT是功能图像和解剖图像完美结合，发挥了核医学优势，降低了其缺点。