医学图像处理医学影像成像原理.ppt

3.5 核医学设备成像基本原理 3.5.2．SPECT成像系统 1．SPECT显像原理 SPECT单光子发射型计算机断层成像是通过示踪技术，将具有选择性聚集在特定脏器或病变部位的放射性核素或其标记化合物引入体内（吸入、静注或口服），根据示踪剂在体内器官发射到体表的光子（γ射线）密度，由计算机检测并通过重建处理生成断层影像。 探测器 SPECT基本原理示意图 3.5 核医学设备成像基本原理 3.5.2．SPECT成像系统 2．SPECT的基本结构 SPECT主要由探头、电子线路、计算机影像处理系统和显示记录装置四部分组成。 （1）探头 探头是在体表检测放射性γ射线的分布状态的传感器，由准直器、晶体、光导、光电倍增管、前置放大器和计算电路等部件组成。 （2）电子线路 电子线路指含光电倍增管的高压电源、线性放大器和脉冲高倍分析器等电子控制装置。 3.5 核医学设备成像基本原理 3.5.3　PET成像系统 1．PET的基本原理 PET为正电子发射型计算机断层成像。以正电子核素在湮没时发射出的双光子为探测对象。 2. 正电子放射性药物 目前临床上较常用的正电子放射性药物主要包括代谢类、受体类、灌注类与乏氧类，共4类。 3.5 核医学设备成像基本原理 3.5.3　PET成像系统 3．PET的基本结构 PET的结构主要由探测器、电子装置和计算机影像处理系统组成 PET结构示意图 3.5 核医学设备成像基本原理 3.5.3　PET成像系统 4．PET的技术优势： （1）PET 所用的放射性示踪剂中的核素是构成人体生物分子的主要元素。 （2）由于采用了贫中子核素，其半衰期极短。 （3）PET采用了具有自准直的符合电路计数方法 （4）由于正电子发生电子对湮灭的距离为 1.0 mm 左右。 （5）因为衰减校正更为精确，PET便于做定量分析。 （6）PET多环检测技术可以获得大量容积成像数据，从而可以进行三维图像重建。 3.2.2 X-CT 的扫描方式 3. 旋转-旋转（R/R）方式 这种扫描称为第三代CT扫描，扫描装置由一个X射线管和由250～700个检测器（或用检测器阵列）排列成一个可在扫描架内滑动的紧密圆弧形。X射线管发出张角为30°～45°，能覆盖整个受检体的宽扇形射线束。 由于这种宽扇束扫描一次 即能覆盖整个受检体，故 只需X射线管和检测器作 同步旋转运动。 X线管 旋转采样点 检测器轨道 检测器 扇形X线束 摄影区域 旋转-旋转扫描方式 3.2.2 X-CT 的扫描方式 3. 旋转-旋转（R/R）方式 这种扫描的缺点是：要对每个相邻检测器的接收灵敏度差异进行校正，否则由于同步旋转扫描运动会产生环形伪像。 X线管 旋转采样点 检测器轨道 检测器 扇形X线束 摄影区域 旋转-旋转扫描方式 3.2.2 X-CT 的扫描方式 4. 静止-旋转（S/R）方式 这种扫描称为第四代CT扫描方式，扫描装置由一个 X射线管和 600~2000个检测器所组成。在静止-旋转扫描方式中，每个检测器得到的投影值，相当于以该检测器为焦点，由 X射线管旋转扫描一个扇形面而获得。 静止-旋转扫描方式的优点是：每一个检测器上获得多个方向的投影数据，能很好地克服宽扇形束的旋转-旋转扫描方式中由于检测器之间差异所带来的环形伪影，扫描速度与静止-旋转方式相比也有所提高。 检测器 X线管轨迹 X线管 静止-旋转扫描方式 3.2.2 X-CT 的扫描方式 5.电子束扫描方式 电子束扫描又称为第五代CT，扫描装置由一个特殊制造的大型X射线管和静止排列的检测器环组成。这种机构在50～100ms内能完成 216°的局部扫描 。 真空泵 靶环 扫描床 电子枪 电子束 聚焦线圈 偏转线圈 X线束 电子束扫描方式 3.2.3 螺旋CT工作原理 螺旋扫描是指在扫描期间， X线管连续旋转并产生X线束，同时扫描床在纵轴方向连续移动，这样，扫描区域X线束进行的轨迹相对被检查者而言呈螺旋运动，扫描轨迹为螺旋形曲线，这样可以一次收集到扫描范围内全部容积的数据，所以也称为螺旋容积扫描。 螺旋CT扫描装置包括探测器、X线管滑环、机架与检查床、控制台与计算机。其中滑环技术是螺旋扫描的基础，螺旋扫描是通过滑环技术与扫描床的连续移动相结合而实现的。 3.2.3 螺旋CT工作原理 多层螺旋CT，又称多层CT。它的结构特点是具备多排检测器和多个数据采集系统。 螺旋扫描及层面投影 3.2.3 螺旋CT工作原理 多层螺旋CT扫描特点 ： （1）降低X射线球管损耗。 （2）扫描覆盖范围更长。 （3）扫描时间更短。 （4）扫描层厚更薄。 3.3 MRI成像原理 磁共振成像（magnetic resonance imaging, M