PET的基本原理PPT.ppt

PositronEmissionTomography 正电子发射断层成像 CANCER HOSPITAL CAMS 3 上世纪20年代物理学家就从理论上推断有带正电荷的正电子存在。 20世纪30年代开始对放射性核素的物理、化学性能进行了深入研究，发现了它们在生物学和医学领域的应用价值。 1953年Dr. Brownell和Dr. Sweet就已研制了用于脑正电子显像的 PET显像仪。 60年代末出现了第一代商品化PET扫描仪，可进行断层面显像 1976年由Dr. Phelps和Dr. Hoffman设计，由ORTEC公司组装生产了 第一台用于临床的商品化的PET。 20世纪80年代更多公司投入了PET研制，岛津（Shimadzu,1980）、CTI公司（1983）、西门子公司（Siemens，1986）通用电气公司（GE，1989）、日立公司（Hitachi，1989）和ADAC公司（1989）POSITRON PET系统已日趋成熟，许多新技术用于PET产品，如：采用了BGO和 LSO晶体的探测器、引用了数字化正电子符合技术、切割晶体的探 测器模块等，使PET系统的分辨率小于4mm。90年代中期，在发达国 家PET已成为重要的影像学诊断工具 PET的历史 国内PET研发现状 1983年中国科学院高能物理所开始研制PET； 1986年高能所研制出国内第一台PET样机； 1990年6月高能所与广州威达公司合作研制第一台PET（两环）； 1992年9月该机交付中日友好医院临床使用； 1997年7月高能所与威达公司研制成第二台PET，并交付北京阜外医院使用。 目前国内已经有多家单位在研制基于模块化BGO晶体加光电倍增管方式的医用PET。国内研制生产PET，可打破国外厂家在该领域内的垄断，带动国内相关学科如核探测、核电子、数据处理技术向产业化和实用化发展，带动国内核医学设备自主开发的水平，是件利国利民的好事。 数据重组 CANCER HOSPITAL CAMS 21 PET的结构 光电探测器 符合处理 探测器环 处理电路 光电探测器 处理电路 符合处理器 ? 图像 图像重建 探测器工作原理 PET成像基本原理： 标记有能够产生β＋放射性核素（18F等）的示踪药物进入人体后，会随血流分布全身，通过自身的生物学性质，“靶向”定位于特定细胞或者组织，参与特定的生物过程；这些放射性核素在衰变时会产生的正电子，当这些正电子与组织中的电子相遇时就会发生正负电子对湮灭反应，从而产生在同一直线上两个能量为511keV飞行方向相反的γ光子，这两个γ光子可以确定一条反应线，如果在LOR的两端正好有一对探测器，通过获得的相关信息，就可以来确定湮灭事件点在LOR线上的位置 ，然后通过后端的图像重建程序，可以在线重建辐照离子空间分布的Ｄ影像。PET就是通过符合测量正负电子对 湮灭反应产生的两个飞行方向相反的 γ光子实现图像重建的。 TOF-PET和PET成像的基本原理是 一样的。 TOF-PET引入了飞行时间TOF信息 后，可以明显的缩短图像重建的时间， 有效降低本底噪声，提高成像的质量。 12 ? 正电子湮灭前在人体组织内行进 1－3mm。 ? 湮灭作用产生: - 能量（光子是511 KeV)。 - 动量 ? 同时产生互成180度的511 keV的伽玛光子。 正电子湮灭 ν β+ β? ~1-3mm 511KeV 511KeV 10 正电子核素 半衰期 产 物 Carbon-11 Nitrogen-13 Oxygen-15 20.5 min 10.0 min 2.1 min 14N(p,α)11C 16O(p,α)13N 14N(d,n)15O Fluorine-18 110 min 18O(p,n)18F (F-) 20Ne(d,α)18F (F2) Gallium-68 68 min Ge-68 的子体(271天) Rubidium-82 1.27 min Sr-82 的子体(25天) ? C, N, O, F 等成分直接参与人体生化代谢 正电子药物 CANCER HOSPITAL CAMS 13 常用正电子放射性核素的物理特性 放射性核素 11C 13N 15O 18F 68Ga 82Rb 半衰期 （min） 20.3 10.0 2