医学影像设备PET成像

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1、高能正电子成像主要内容正电子正电子放射性核素的生产发射正电子的放射性核素高能正电子成像方式PET/CT欢迎随时提问一、正电子1、正电子（e+；称β+粒子）：是与电子（负电子）相似的一种带电粒子。正电子带一个正电荷，有一定质量和能量。正电子所带能量的大小决定了正电子在组织中的消失射程。2、正电子发射原子核中的一个质子释放正电子和中微子并衰变为中子。P——〉n+β++ν18F原子结构：9个质子、9个中子、9个核外电子；注：氟稳定结构是10个中子CarlAnderson3、湮没辐射（annihilation）湮没辐射：是指β+粒子与物质作用能量耗尽时，和物

2、质中的自由电子（e-）结合，正负电荷抵消，两个电子的静止质量转化为2个能量相等（511keV）、方向相反的γ光子而自身消失。二、发射正电子的放射性核素发射正电子的放射性核素18F、11C、13N、15O半衰期：18F1.87hr、11C20.4min、13N10min、15O122.5s。正电子的放射性核素特点1、人体组织的基本元素。易于标记各种生命所必需的化合物及其代谢产物而不改变它们的生物活性，且可以参与人体的生理、生化代谢过程；2、半衰期比较短。检查时可给予较大剂量，提高了影像的对比度和空间分辨率，更真实地反映人体生理、生化、病理和功能等方面的

3、改变。三、正电子放射性核素的生产医用回旋加速器正电子放射性核素通常是用稳定的核素经处理变成放射性核素。放射性核素18F是用稳定核素18O经质子轰击而产生的。质子带正电，产生的18F缺中子，其在衰变过程中放出一个正电子或俘获一轨道上的电子行成稳定核素。正电子发生器四、高能正电子成像方式1、高能准直成像（HECI）HighEnergyPositronCollimationImaging2、正电子符合探测成像(MCD)MolecularCoincidenceDetectionImagingPET：PositronEmissionTomographyCPET

4、：CirclePEThPET：hybridPET（一）正电子符合探测成像1、符合探测成像原理符合探测利用了湮没辐射产生的2个γ光子的直线性、同时性这两个特点，进行成像。(1)直线性：即湮没辐射产生的2个γ光子互成180°。探测基本要求是2个互成180°的探头-----双探头SPECT机。(2)同时性同时性即湮没辐射产生2个γ光子，同时被两个相对探头探测。同时性要求采用一种特殊的线路—符合线路符合线路符合线路（coincidencecircuit）：只有进入两个探头的两个γ光子是同时到达的闪烁事件才能被记录，否则不予接受，这种线路称符合线路。湮灭作用产

5、生的两个γ光子几乎同时击中探测器环上对称位置的两个探测器，每个探测器接收到γ光子后产生一个定时脉冲，这些定时脉冲分别输入符合线路进行符合甄别，挑选符合事件。(3)飞行时间技术（TOF）飞行时间：假设湮没辐射产生在两个探测器的正中间，发生的2个湮没辐射光子可同时到达两探测器，产生的脉冲时间差为零，除此之外，其他位置发生的湮没辐射光子，在探测中总有一定时间差，这个时间差称为飞行时间。符合时间窗：是为时间差所设的限，即两个光子被记录的时间差小于符合时间窗时，就被作为一次符合探测。它决定着符合探测效率、稳定性和精确度。符合窗时间一般定为12-15ns，现在5

6、ns。RPMTPMTCOINCIDENCEPROCESSINGDETECTORRINGProjectionDataCollectionProcessingElectronicsProcessingElectronicsCoincidenceProcessorDataSorting,HistogramImageReconComputerImages19传统PET无飞行时间飞行时间“飞行时间”基本概念定位三维空间的一条线定位三维空间的一个点20飞行时间原理t1=1.3nst2=1.7nsR+∆xR-∆x2∆x=(t2-t1)*C∆x=∆t*C/2noTO

7、FTOF定位精度和时间分辨率的关系∆x=∆t*C/2∆x是位置误差，即定位精度∆t是时间误差，即时间分辨率所以定位精度与时间分辨率成正比例关系650ps的时间分辨率对应有9.75cm的定位精度580ps的时间分辨率对应有8.7cm的定位精度20ps的时间分辨率对应有3mm的定位精度降噪机制A是传统PET，一个体素的LOR穿过所有其他同一条线上的体素B是TOFPET，定位精度以外的体素的影响将不再考虑23无飞行时间有飞行时间24无飞行时间Morepreciselocalizationofannihilationeventimprovesimagequa

8、lity灵敏度和信躁比更少的外部计数飞行时间更高的有效灵敏度+更高信躁比有效的范围内有更高的计数有飞行时间（