第九章 原子核物理及核医学成像的物理原理.pptVIP

SPECT图像-脑部 SPECT图像-心脏 SPECT图像-骨骼 10 四. 正电子发射型计算机断层成像(PET) 第六节 核医学成像的物理原理 PET是将某些放射性核素（如11C、13N、15O、18F等贫中子核素，这些核素是人体自身分子的主要元素）注入体内，这些核素能放射出正电子。正电子与负电子相遇时会产生一对能量为0.511MeV、飞行方向相反的一对光子，探测器接收这对光子并给出一个投影数据，足够多的探测器接收足够多投影数据并利用计算机进行处理，从而确定放射性核素在体内的位置及其分布。 1. 成像原理 11 第六节 核医学成像的物理原理 在β＋衰变发生的两侧，相对放置两个探测器，并连接符合电路，只有当两个探测器同时接收到光子时符合电路才有输出，这就能准确地探测到正电子的湮灭的位置，实际上起到准直器的作用，也称为自准直作用。再通过与X-CT类似的扫描方法来形成人体断层像。 2. 成像方法 12 第六节 核医学成像的物理原理 PET符合探测 探头 探头 符合电路 输出 湮灭区 断层面 PET的结构 PET设备 PET 图像 13 第六节 核医学成像的物理原理 （1） 11C、13N、15O、18F等多为体内固有元素的的同位素，因此,可以方便地用于人体或标记生物活性物质，能很好地发挥示踪剂原理的优势。 3. PET 的技术优势 （2）新式PET装置可用于用获得全身断层影像，并可以任意用冠状面、横断面或矢状面显示，这是一般SPECT无法比拟的。 14 第六节 核医学成像的物理原理 （3） MRI和X-CT检查对脏器的肿瘤是良性还是恶性很难做出判断，但PET检查可以根据肿瘤代谢旺盛的特点而做出确切的诊断。 3. PET 的技术优势 （4）PET检查尽管使用核素有一定的放射性，但所用核素量很少。 15 第六节 核医学成像的物理原理 配合使用影像融合技术,可将X-CT或MRI等采集到的图像形态学信息与PET图像的功能及代谢信息融合在一起,将病灶部位的解剖形态与其生化代谢状态二种信息同时显示在同一融合图像上,从而大大提高了图像诊断的综合技术水平。 3. PET与X-CT或MRI等的技术融合 解剖图像 功能图像 融合图像 ECT图像 融合图像 XCT图像 * * * * 8 第三节 放射性核素的衰变规律 放射性核素在单位时间内衰变的原子核数称为该物质的放射性活度 放射性活度也是随时间作指数变化，有： 或： 三. 放射性活度(radioactivity) 9 第三节 放射性核素的衰变规律 放射性活度的SI制单位是贝克勒尔（Bq）。它表示每秒钟发生一次核衰变，即： 1Bq＝1次核衰变／秒 常用的旧单位为居里（Ci） 1Ci＝3.7×1010Bq 10 第三节 放射性核素的衰变规律 式中λ1N1是母体衰变导致子体在单位时间内增多的原于核的数目，λ2N2是子体本身衰变在单位时间内减少的原子核数目 1. 暂时平衡 四.两级串连衰 11 第三节 放射性核素的衰变规律 求解上述微分方程并带入初始条件（t=0时，N2=0），则得 将 代入前式 子体和母体放射性活度的关系式 12 第三节 放射性核素的衰变规律 当母体的半衰期T1不是很长，但比子体的半衰期T2长（即λ1λ2）时，又t足够长时，有 ?? ，则 和 13 第三节 放射性核素的衰变规律 利用串连衰变的暂时平衡用长半衰期的母体生产半衰期短的放射性核素。这种装置称为放射性核素发生器(radioactive nuclide generator)，俗称“母牛”。 2. 放射性核素发生器 使用最普遍的医用的放射性核素发生器有 99mTc(99Mo→99mTc) 113mIn(113Sn→113mIn) 1 直接电离 1. 电离和激发 一. 带电粒子与物质的相互作用 第四节 射线与物质的相互作用 间接电离 2 2. 散射 第四节 射线与物质的相互作用 3. 轫致辐射 4. 射程和吸收 4 第四节 射线与物质的相互作用 三种射线在空气中的射程及电离密度 α射线 0.01 6000 β射线 1.00 60 γ（或X）射线 100.00 0.6 2MeV的射线 空气中的射程（m） 每毫米行程上的离子对 5 光子与原子的电子发生相互作用，将其全部能量传递给这个电子，使其成为自由电子 ，而