核医学仪器放射性药物

核医学仪器与放射性药物---通大附院核医学科 葛呈春

第二章 核医学仪器在医学中用于探测和记录放射性核素发出射线的种类、 能量、活度以及随时间变化规律和空间分布的仪器，统 称为核医学仪器。

核医学显像仪器的发展历程

扫描仪 γ照相机

1951年美国加州大学Cassen 1958年H.Anger

SPECT

1979年 Kuhl等

PET 正电子发射型计算机断层仪(positron emission tomography, PET),2001年《时代周刊》21世纪最 具有创意且已商业化的三大发明之一

SPECT/CT; PET/CT Micro PET、Micro SPECT、Micro PET/CT PET/MRI

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：利用射线可引起物质电离的原理而产生 了电离室等仪器。例如：电离室、正比计数管、盖格计 数管。 (二)激发-荧光现象：荧光现象是由于射线可引起一些 物质发出荧光，荧光可以转变成电信号。电信号的大小 与此同时射线数量有关， γ闪烁探测器就是利用这种原 理制成。 (三)感光作用：利用射线可使感光材料形成“潜影”的 原理来进行射线的探测。依据这一原理，放射性自显影 技术得以发展。

二、放射性探测仪器的基本构成和工作原理： 通常由两大部分组成：放射性探测器、后续电子学单元放射性探测器通常被称为 探头，实质上它是一个可 以将射线能量转换为电能的换能器。 后续电子学单元是由一系列电子学线路和外部显示装 置构成，可以将探头传过来的电信号进行相关处理，并 加以记录和显示，从而完成对射线的探测、分析过程。

固体闪烁计数器是目前核医学中最常用的的核探测仪器之一， 主要由下列部分构成： 晶体

光学耦合剂 光电倍增管 前置放大器 后续电子学电路 显示记录装置

晶体、耦合剂、光电倍增管、前置放大器等部件共同组 成探测器的探头，是探测仪器最重要的部分。

三、 γ照相机基本结构γ照相机是核医学最基本的仪器，是一种能对脏器 中放射性核素的分布进行一次成像和连续动态成像的 仪器。 它由探头、电子学线路、显示记录装置、显像床 四部分组成。探头是γ照相机的核心部件。

(一)准直器 (二)γ闪烁探测器：1、晶体 2、光电倍增管 3、定位电路和能量电路

γ闪烁探测器实际上是一种能量转换器， 其作用是将射线能量转换成可记录的电脉冲 信号。主要部件由碘化钠(铊)晶体、光电 倍增管和前置放大器组成。 光电倍增管由光阴极、10多个联极和阳极 组成。

准直器：位于病人与晶体之间，只有垂直入射的射线才能通过准直器而被晶体探测到。

晶体：碘化钠(NaI)将射

线能量转换成荧光光子，铊的作用是转换光子波长(将NaI发出的光子吸收， 重新释放出波长与光电倍增管的吸收峰范围相匹配 的光子，以增加探测效率)。

光电倍增管：阴极吸收晶体发出的荧光光子后通过光电效应产生光电子，在高压电场作用下光电子 加速射到下一联极时产生放大作用，电子数可增加 3-6倍，经过10多个联极的作用，电子数可增加到 106-108倍，形成一个强大的电子流射入阳极并产生 一个电压降而形成一个负电压脉冲。

准直器(collimator)

准直器位于探头的最前端它是由铅或铅钨合金铸成的机械装置，它 的作用是把人体内四面八方分散的伽玛射线定向准直到闪烁晶体的一定 部位上。这种采用准直器的方法称作机械准直，以确别于电子准直。

准直器(collimator)的分类

孔的形状： 针孔型、平行孔型、发散型、会聚型及斜孔型。

能量范围：低能(<150Kev)、中能(150Kev-350Kev)高能(> 350Kev)。

灵敏度和空间分辨：高灵敏、高分辨及通用型。

光 电 倍 增 管

很微弱的电信号

脉冲信号只有几 毫伏~几百毫伏

γ射线

探 测 仪 器 记 录

γ照相机工作原理 ： γ照相机探测人体内的放射性核素发出的γ光 子，γ光子经准直器选择性地到达晶体后产生的 信号被晶体后的光电倍增管吸收。位置电路根 据各个光电倍增管的位置和脉冲幅度定出位置 并输出相应的位置信号，形成显像图像。 三、应用 γ相机是大晶体一次性成像，可以完成各种脏 器的静态显像，又可进行快速连续的动态显像。 通过探头和床的配合运动，还可以进行全身显 像。

γ相机