正电子湮灭与符合探测
4、符合探测PET的工作目的是成像,即显示正电子核素标记的示踪剂在体内的分布。但是发射出的正电子无法直接探测,只能通过探测由电子对湮灭所产生的γ光子对反映正电子湮灭时的位置。接收到这两个光子的两个探测器之间的连线称为符合线,湮灭事件的位置必定在这条直线上。用两个探测器间的连线来确定湮灭地点的方法称为电子准直,这种探测方式称为符合探测。
PET探测原理
5、符合探测技术利用了湮灭光子对的两个特性(1)这两个光子沿着直线反方向飞行;(2)它们都以光速向前传播,几乎同时到达这条直线上的两个探测器,事实上光子从发射到被转换为最后的脉冲信号经历了多种不确定延迟,致使符合事件的两个光子被记录的时间间隔展宽了,该时间间隔称之为符合窗,只有在符合窗时间内探测到的两个光子,才被认为来自同一湮灭事件,属于真符合。随机符合与散射符合,两个光子来源于不同的湮灭事件则定位信息实际上是不存在的或者说来源于同一湮灭事件而由于散射偏离了飞行方向则信息是错位的,成像中要剔除这两种符合。
符合事件的几种情况
二、PET/CT设备1、PET探测器探测器是决定PET性能好坏的最关键部件。是由闪烁晶体转换γ光子为荧光,再有光电倍增管转换光信号为电信号,再经过一系列电子线路系统来完成记录。闪烁晶体不是一块平板大晶体,而是由许多小晶体块组成的晶体环。
探测器结构
用于PET晶体的主要特性:
发射光谱发射光谱愈窄,在光电倍增管中的光电转换愈好。衰减长度入射光强度衰减到初始值的1/e时所经过的距离。衰减长度短,则组织本领强,探测效率提高,晶体尺寸小,空间分辨率高。闪烁衰减时间晶体激发后,发射光子数的速度下降到初始值的1/e时所需要的时间,也称退光常数,衰减时间短,则时间分辨率好,可使随机符合事件下降。光电效应分支比入射光子在晶体中发生光电效应的几率。光电效应的分支比高,则定位精度好,能量分辨率好。发光效率闪烁晶体将入射光子能量转换为闪烁光子的性能。光产额高,则能量分辨率好。2、PET主要性能指标
3、PET/CT
PET/CT是把PET和CT两种影像设备有机的结合在一起。PET/CT的探头由分离的PET探头和CT探头组成,CT探头在前,PET探头在后。有的设备将PET探头和CT探头装在同一个机架上,有的设备将PET探头和CT探头装在不同的机架上。PET/CT中CT的作用:为PET提供衰减校正,大大缩短检查时间;为PET提供解剖位置信息;提供诊断信息。PET/CT检查时先进行CT扫描,然后检查床自动移动到PET视野进行扫描,把CT扫描得到的图像和PET扫描获取的图像通过软件融合,获得PET-CT图像。PET/CT起到了PET与CT的优势互补,提高了病灶定位定性的准确性。PET和CT可以对发现一致的病变互相印证,不一致的病变互相补充;CT有助于对放射性增高病灶的定性诊断,发现放射性摄取不高的病变;PET有助于对CT所见占位病变的定性诊断,发现尚未形成形态结构异常的早期病变,显示CT的等密度病变及微小的病灶。PET/CT设备与成像
CT与PET参数比较
4、PET/CT图像采集
(1)采集过程包括空白扫描、透射扫描和发射扫描
空白扫描是每天早晨PET工作之前必须做的一项质控任务。是装在机内的线源(Ge-68,半衰期days),扫描时线源自动贴着探测器环从屏蔽器中伸出并绕中心旋转,使各探测器均匀地接受辐射,目的是检测探测器性能随时间发生的漂移。用于计算病人体内组织的衰减因子,了解Scanner能否正工作。
透射扫描透射扫描所探测的光子并不是体内的示踪剂发出的,而是由体外放射源发出并穿透患者身体的光子,单纯PET透射扫描放射源同空白扫描,对于PET/CT,衰减校正由CT数据来完成,不需要Ge-68线源扫描。发射扫描探测体内的湮灭光子对,从而获得示踪剂的位置信息。采集方式有2D,3D方式;静态、动态方式;门控采集;全身采集(一般需要几个床位衔接的静态采集拼接)。2D采集时探头环与环之间放置栅隔,防止错环符合事件发生,3D采集收起环间栅隔,系统会记录探测器之间任何组合的符合事件。(2)图像重建滤波反投影重建;迭代重建;二位傅里叶变换法。5、PET/CT整体性能指标
(1)检查床的移动精度
(2)PET图像与CT图像的融合精度
6、PET/CT质控
PET/CT质控项目
三、PET/CT临床应用1、PET/CT检查流程
2、PET/CT临床应用分子是生命(疾病)的基础,并非所有的分子都与疾病相关,但所有的疾病都有相应的分子基础和可能的分子治疗靶点,PET/CT具有跨专业界限的独有能力,不仅能反映体内结构,更重要的是反映体内该种显像剂所代表的分子及其生物活动信息,为医生的诊断治疗能力增加了新维度。在解剖成像技术检测到结构变化之前诊断疾病有可能改善预后;通过检测患者对特定方案的反应提供早期疗效反馈,有助于减少或避免无效治疗或不必要的住院;在某种情况下,用一次检查代替多个诊断程序消除一些不利于患者的检查,从而显著降低医疗服务费用的成本。特别是影像组学和分子影像的快速发展,都离不开PET影像技术,为疾病的诊治提供了有力保障。
(1)在肿瘤学的应用肿瘤筛查,可以发现有无肿瘤的存在;肿瘤的良恶性鉴别及寻找原发灶;肿瘤的分期;放射治疗生物靶区的划定;病情监测及疗效动态观察;预后的评估;复发后续治疗策略等。但在肿瘤诊断中也存在局限:PET/CT依然是影像学诊断,不是病理诊断,常用的F-18不是肿瘤的特异性显像剂;自身分辨率和生物分辨率的限制。
放射治疗靶区的判定
放射治疗靶区的判定
(2)指导穿刺活检不明原因胸水;不明原因发热;骨折不愈合的早期预测等。
指导穿刺活检
(3)PET/CT在神经精神疾病,心脏疾病中也得到广泛应用脑肿瘤、癫痫、帕金森、老年痴呆、脑血管疾病早期诊断及脑组织存活评价;冠心病诊断、急性心肌梗死后存活心肌的判断等。
应与正常生理性排做鉴别
卵巢生理性排泄
四、PET/CT检查前、后注意事项检查前注意事项1、预约登记;2、检查前一天禁酒、禁做剧烈运动或长时间运动,进清淡饮食;3、需带齐资料:病史记录、康复有关情况、影像学检查资料等;4、检查前需要禁食6小时,预约上午不吃早餐,预约下午不吃午饭,做心肌检查例外(接受心脏检查时可能需要口服葡萄糖);5、避免服用高糖类物质,不用含葡萄糖的液体和药物,不注射口服CT检查增强剂;6、部分患者尤其是糖尿病患者需做血糖浓度测定,有些糖尿病患者需使用胰岛素;检查后注意事项1、尽量多喝水,以利于F-18的代谢排出,一般2-3小时后,残留的显像剂通过尿液全部排除干净;2、一般检查完后6个小时内,建议最好不要接触孕妇和婴儿;3、如有特殊情况,应主动向PET/CT中心医务人员说明情况,医务人员会妥善安排并进行针对性指导;五、PET/CT检查安全吗?PET/CT检查受检者接受的辐射有2种:一种是CT扫描时发射的X射线,另一种是PET显像时注射的放射性药物所发射的γ射线;PET系统中常用的正电子核素的物理性质图表显示,放射性核素是一种超短半衰期的同位素,衰变快,射程短,在几个小时内就完全从人体内消失,PET/CT是一项安全、无创的检查。受检者在检查过程中会受到一定量的辐射,有研究显示,受检者进行一次全身F-18PET/CT检查的总有效辐射的有效剂量相当于一次局部的(腹部或盆腔)常规CT扫描所产生的辐射剂量。通过多喝水,加速药物排泄,也可适当降低患者接受核素的辐射总剂量。毕竟PET/CT检查有一定辐射剂量,应严格掌握PET/CT检查的适应症,采用正当化、最优化原则使用PET/CT检查。
(Theend)
审核:王璐
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校对:罗英杨思遥
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