(工学)核医学仪器与方法

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1、正电子发射断层扫描仪(PET)原理应用及进展赵书俊郑州大学生物物理与医学工程研究所郑州大学物理工程学院内容引言基本工作原理与过程临床应用国外PET研究发展现状国内外市场概况国内PET研究发展现状引言PET是英文名称PositronEmissionTomography的缩写，即“正电子发射断层扫描仪”。PET是当今最高层次的核医学技术，它也是当前医学界公认的最先进的大型医疗诊断成像设备之一。PET已成为肿瘤、心、脑疾病诊断的不可缺少的重要方法。PET是在分子水平上利用影像技术研究人体心脑代谢和受体功能的最先进的手段，在肿瘤学，心血管疾病学和神经系统疾

2、病学研究中，以及新医药开发研究等领域中已经显示出它卓越的性能。引言PET显像特点:功能显像它是一种有较高特异性的功能显像和分子显像，除显示形态结构外，它主要是在分子水平上提供有关脏器及其病变的功能信息。显像方式适合于快速动态研究，可具有多种动态显像方式。电子准直技术视野非常均匀、分辨率不受深度的影响、并且灵敏度高的优点。其次，射线的衰减补偿容易、不受深度的影响。引言:发展历史PET的历史上世纪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。

3、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，可进行断层面显像引言:发展历史PET的历史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PET20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)?PET系统已日趋成熟，许多新技

4、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引言:发展历史1964年环状头部PET引言:发展历史2001年GEDISCOVERY-LSPET引言:物理基础正电子放射性核素通常为富质子的核素,它们衰变时会发射正电子。原子核中的质子释放正电子和中微子并衰变为中子：正电子的质量与电子相等，电量与电子的电量相同，只是符号相反。通常正电子（β＋）衰变都发生于人工放射性核素。引言:物理基础正电子湮灭前在人体组织

5、内行进1-3mm湮灭作用产生:能量（光子是511KeV）动量同时产生互成180度的511keV的伽玛光子。引言:物理基础引言:物理基础PET工作原理PET工作原理PET工作示意图PET工作原理正电子发射与湮灭PET工作原理符合探测PET工作原理图像重建PET工作原理:EventdetectionEventdetection+1.5kVgTheprimaryannihilationphotonexcitestheBGOcrystalwhichdecaysbyreleasingsecondary,lowerenergyphotons.Thesegoth

6、roughtheopticalcouplingandstrikethephotocathode(s)ofthePMT(s).Thiscauseselectronstobeejectedfromthephotocathodesviathephotoelectriceffect.Theseareacceleratedtosecondaryphotocathodesbythelargepotentialdifferencewheretheycausemoreelectronstobeejected(amplification).Bytheendofthe

7、chain,thereareenoughelectronspresenttomeasurablecurrentpulse.currentpulsecurrentpulsePhysicsofPET;photondetection-IIPET工作原理xyACBDEventlocationsaredeterminedtakingbyweightingtheamplitudesofthesignalsfromthefourphotomultipliertubesPET工作原理:EventdetectionPET工作原理:EventdetectionPET工

8、作原理:EventdetectionPET工作原理:EventdetectionPET工作原理detectorblock(