北大医学院继教核医学仪器褚玉.doc
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第二章核医学仪器
【学习目标】
1.熟悉核医学核医学常用仪器的分类。
2.了解γ照相机、SPECT、PET的基本结构及工作原理。
3.了解甲状腺功能测定仪、肾图仪的基本结构及原理。
4．了解其他核医学常用仪器的应用。
【内容要点】
1.核医学常用仪器的分类:
显像仪器、脏器功能测定仪器、体外样本测量仪器、辐射防护仪器和放射性核素治疗仪器等，其中显像仪器是最重要的组成部分。
2．γ照相机、SPECT、PET的基本结构有准直器、NaI（Tl）晶体、光导、光电倍增管矩阵、位置电路、能量电路、显示系统和成像装置等。
3．γ照相机、SPECT、PET的基本工作原理：
准直器选择性的允许γ光子通过，到达晶体。
γ光子与晶体作用后产生荧光光子，光子被光电倍增管吸收，转换成电子再经过放大，形成电脉冲信号，显示及成像系统记录大量的闪烁光点，构成图像。
【习题】
一、名词解释
1．SPECT
2．PET
3．符合线路SPECT
4．超高能准直器正电子显像
5．异机图像融合
6．同机图像融合
7．活度计
8．个人剂量监测仪
9．小动物PET
10．甲状腺功能仪
二、中英文互译
1．图像融合
2．衰减校正
3．辐射探测器
4．annihilationradiation
5．filteredback-projection
6．dosecalibrator
三、单项选择题
1．有关核医学仪器，不正确的描述是
A．是核医学工作必不可少的条件
B．包括显像仪器、脏器功能测定仪器、体外样本测量仪器、辐射防护仪器和放射性核素治疗仪器等。
C．显像仪器是最重要的核医学仪器
D．SPECT是目前最先进的显像仪器
1
2．有关核探测器的描述，正确的是
A．基本原理建立在射线与物质的相互作用基础上
B．放射性自显影技术依据荧光现象而建立
C．放射性探测仪器按原理可分闪烁探测仪和感光探测仪
D．表面沾污监测仪属于闪烁探测仪
3．有关准直器，下列描述不正确的是
A．置于病人与晶体之间
B．垂直进入准直器的射线才能被晶体探测到
C．大部分γ光子能进入准直器作为显像信号
D．作用是保证γ照相机的分辨率和定位的准确
4．关于γ照相机晶体，描述正确的是
A．薄晶体可提高γ照相机的分辨率
B．薄晶体也可提高γ照相机的探测效率
C．高能射线适合用薄晶体、
D．低能射线适合用厚晶体
5．有关SPECT的成像原理,不正确的是
A．SPECT的图像反映了放射性药物在体内的分布
B．放射性药物中的γ射线具有穿透性
C．仪器能在体外探测到放射性浓度差
D．能反映脏器、组织或病变的功能变化，但不能显示解剖结构
6．有关SPECT的描述，正确的是
A．中文称为正电子发射型计算机断层仪
B．是目前最先进的核医学显像仪器
C．接受γ光子而成像
D．只能进行静态、动态和全身显像
7．关于符合线路SPECT的描述,正确的是
A．由双探头SPECT系统、符合探测技术和衰减校正装置构成
B．必须配置超高能准直器
C．仅对两个γ光子中的一个进行单光子探测
D．可进行18F、11C、15O、13N等成像
8．有关超高能准直正电子显像的描述，正确的是
A．探测正电子湮灭辐射产生的两个511keVγ光子中的一个
B．探测正电子湮灭辐射产生的两个511keVγ光子中的两个
C．对判断心肌存活以及脑功能有较大临床价值
D．在我国临床使用较普及
9．有关PET的描述,不正确的是
A．是核医学科目前最先进的显像仪器
B．能反映人体生理、生化代谢变化
C．将影像检查技术提高到了分子水平
D．图像清晰，可替代其他影像检查
10．关于核医学的图像融合技术，不正确的描述是：
A．将来自相同或不同成像方式的图像进行变换处理
B．包括异机图像融合和同机图像融合
C．实现了解剖结构影像与功能/代谢/生化影像的实时融合
D．同机融合因显像时间缩短因而准确性和精确性欠佳
11．关于功能测定仪，正确的是
A．是利用放射性核素示踪技术做脏器功能检查的仪器
B．通常需要在手术中直接进行测定
C．常用的有甲状腺功能测定仪、肾图仪、手持式γ探测仪等
D．主要分析脏器的静态功能
12．有关辐射防护仪器,不正确的是
A．表面污染监测仪主要用于检测工作人员的体表和衣物有无放射性污染
B．工作人员进行放射性药物操作后应采用表面污染监测仪检测
C．个人剂量监测仪有便携式、固定式两种
D．个人剂量监测仪是用于测量个人接受外照射剂量的仪器
四、多选题（可有多项选择）
1．下列哪些是核医学显像仪器
A．γ照相机
B．SPECT
C．PET
D．PET/CT
E．CT
2．下列哪些是核医学功能测定仪
A．甲状腺功能测定仪
B．肾图仪
C．局部脑血流测定仪
D．γ射线肺密度仪
E．γ心功能测定仪
3．下列哪些核医学仪器主要用于放射防护监测
A．表面污染监测仪
B．铅屏风
C．个人剂量笔
D．活度计
E．手持式γ探测仪
4．以下描述正确的是
A．核医学最基本的显像仪器是γ照相机
B．核医学最常用的显像仪器是是SPECT
C．核医学目前最先进的显像仪器是SPECT/PET
D．三甲医院必配的核医学仪器是PET
E．国家规定的核医学科唯一强制检定的核医学仪器是PET/CT
5．以下描述不正确的是:
A．γ照相机可进行静态和动态显像,但不能进行全身显像
B．SPECT能进行静态、动态，全身和断层显像
C．符合线路SPECT也称为SPECT/PET
D．专用的超高能准直器常用于肿瘤显像
E．PET可进行定性及定量分析
6．关于符合探测正电子显像，正确的描述是
A．采用双探头符合探测模式
B．同时采集湮灭辐射产生的两个方向相反的511keVγ光子
C．需要配置超高能准直器
D．在人体中空间分辨率可达4.5mm
E．需要进行衰减校正提高图像质量
7．关于SPECT/PET与PET的比较，下列哪些不正确
A．SPECT/PET与PET均采用符合探测原理
B．SPECT/PET在空气中的分辨率可达4.5mm,与PET接近
C．SPECT/PET兼备单光子和18F正电子成像
D．PET只能进行18F正电子成像
E．SPECT/PET和PET均能进行快速动态显像
8．PET的探头包括下列哪些部分
A．晶体
B．机械准直器
C．光电倍增管
D．高压电源
E．计算机数据处理系统
9．关于PET的描述正确的是
A．比SPECT分辨率高,灵敏度低
B．常用的发射正电子的核素为人体生命元素
C．能反映人体的生理、生化代谢水平
D．PET/CT实现了衰减校正及同机图像融合，可同时获得功能与解剖信息
E．小动物PET主要用于动物疾病的早期诊断
10．以下描述正确的是:
A．肾图仪是一种显像仪
B．甲状腺功能仪主要进行甲状腺摄碘功能测定
C．肾图曲线是时间-放射性活性曲线
D．肾图检查需要记录两侧肾图曲线，耗时较长
11．影响活度计测定结果的因素有:
A．样品在测量井中高度
B．样品的体积
C．本底、污染及屏蔽
D．待测核素的电离电流
E．电压的高低
12．关于手持式γ探测仪，以下哪些描述是正确的：
A．探测原理与活度计相同
B．γ射线的强弱可通过声音大小和计数高低来确定
C．主要用作肿瘤手术中转移的前哨淋巴结的探测
D．术前需静脉注射放射性药物
E．术中手持式γ探测仪需贴近组织进行测定
五、填空题
1．____________是核医学的基本组成部分，在核医学工作中必不可少。
核医学常规仪器包括_____________、______________________、_____________________、___________________和___________________等，其中_____________是最重要的组成部分。
2．核探测仪器的基本原理是建立在_______与_______相互作用的基础上，其探测和测量辐射的机制主要是利用____________效应，主要是_____________、________________和______________。
3．放射性探测仪器主要由_______________、______________和________________等三部分组成。
4．放射性探测仪器按探测原理可分为____________和____________两大类，前者包括_________________、__________________、________________等，后者按用途又可分为___________________、_________________和________________以及少数______________。
5．________________是核医学最基本的显像仪器，________________是临床核医学最常用的显像仪器，________________是目前核医学领域最先进的显像仪器。
6．γ照相机探测接收人体内的放射性核素发出的_____射线，入射的射线能量经_________转换成荧光光子，荧光光子再被____________吸收后转换成电子形成电脉冲信号，信号分析及数据处理系统最后记录并形成______________。
____________，
7．SPECT中文全称为_____________________________。
8．PET中文全称为_____________________________。
9．γ照相机可以完成各种脏器的________、________和_______像；SPECT借助计算机处理系统经影像重建组合获得________影像。
10．SPECT与CT探测的射线来源不同，SPECT接受的_____射线是由__________
发射出来的，为________型CT，反映的是器官组织的________状况，而X线
CT是穿透成像，为________型CT，主要反映器官的_______状况。
11．将核医学的________图像与CT、MRI的________图像进行配准，称为_______________，有________和_____________，为病变的诊断提供了有用的检查手段，是医学影像发展的新亮点。
12．SPECT/PET在电子符合时间窗的控制下，正电子________________产生的两个方向________的511keV的__________进行符合探测成像。
13．PET可进行静态、动态及断层显像，并能进行________________分析，是________________、________________和________________疾病诊断与研究的重要设备；可进行________________、________________和氨基酸代谢显像，临床最多用的是________________显像，可从_________水平反映人体的代谢状况，对疾病作出早期诊断。
14．常用的核医学功能测定仪有________________、_______________、________________、________________、_______________和________________等。
15．___________是国家规定的核医学科唯一强制检定的计量工具，主要用于测量_______________所含的________________。
16．____________________和________________是用于测量放射性工作场所和实验室工作空间，以及工作人员体表、衣物表面的放射性污染的监测，佩带在人体适当部位的________________是用于测量个人接受________________的仪器。
六、问答题
1．简述SPECT的工作原理。
2．简述SPECT的成像特点。
3．简述SPECT/PET的特点。
4．简述PET的特点。
核医学仪器参考答案
一、名称解释
1．SPECT：
中文全称为单光子发射型计算机断层扫描仪，是目前核医学科最常用的显像仪器。
2.PET：
中文全称为正电子发射型计算机断层扫描仪，是目前核医学领域最先进的显像仪器。
3．符合线路SPECT：
用双探头符合探测技术对正电子湮灭辐射产生的两个方向相反的511keVγ光子进行符合探测成像，称为符合线路SPECT，又称SPECT/PET。
4．超高能准直器正电子显像：
采用1英寸晶体切割技术，配置超高能准直器，探测正电子湮灭辐射产生的两个511keVγ光子中的一个，是一种单光子显像，主要用于心梗塞病人判断心肌是否存活。
5．异机图像融合：
是利用计算机软件将各自独立获得的PET或SPECT图像与相同部位的CT或MRI图像进行配准融合，操作较烦琐，准确性和精确性欠佳。
6．同机图像融合：
在同一仪器上分别采集PET与CT或SPECT与CT两种图像，然后对同一部位的两种图像进行融合，准确性和精确性较高。
7．活度计：
是用于测量放射性药物或试剂所含放射性活度的一种专用放射性计量仪器。
8．个人剂量监测仪是用来测量个人接受外照射剂量的仪器，其射线探测器部分体积较小，可佩带在人体的适当部位。
包括胶片剂量监测计和热释光剂量监测计。
9．小动物PET：
专门用于小动物显像的PET扫描仪，用于小动物科学实验。
10．甲状腺功能测定仪：
主要用于甲状腺功能的测定和诊断，是用放射性碘作示踪核素检查甲状腺生理功能的装置，又称为甲状腺吸碘率测定仪。
二、中英文互译
1．imagefusion
2．attenuationcorrection
3．radiationdetector
4．湮灭辐射
5．滤波反投影技术
6．活度计
三．单项选择题
1.D2.A3.C4.B5.D
6.C7.A8.A9.D10.D
11.A12.C
四、多项选择题
1.ABCD2.ABCDE3.AC4.AB5.AD
6.ACE7.DE8.ACD9.BCD10.BC
11.ABCD12.BCE
五、填空题
1.核医学仪器显像仪器脏器功能测定仪器体外样本测量仪器辐射防护仪器放射性核素治疗仪显像仪器。
2.射线物质电离作用荧光现象感光作用
3.辐射探测器电子学元件数据处理系统
4.电离探测仪闪烁探测仪辐射剂量监测仪表面污染监测仪放射性活度测量仪放射性核素显像仪脏器功能测定仪体外样本测量仪放射防护仪
5.γ照相机SPECTPET
6.γ晶体，光电倍增管图像
7.单光子发射型计算机断层扫描仪
8.正电子发射型计算机断层扫描仪
9.静态动态全身断层
10．γ体内发射功能代谢穿透解剖形态。
11．功能代谢形态解剖图像融合异机融合同机融合
12．湮灭辐射相反γ光子
13．定量分析肿瘤神经心血管葡萄糖代谢脂肪酸代谢葡萄糖代谢
分子
14.γ甲状腺功能测定仪肾图仪多功能测定仪γ心功能测定仪局部脑血流测定仪γ射线肺密度仪
15.活度计放射性药物或试剂放射性活度
16.表面污染监测仪工作环境剂量监测仪个人剂量监测仪外照射剂量
六、问答题
1.SPECT工作原理是利用引入体内的放射性核素发出的γ射线经碘化钠晶体产生荧光，荧光光子再与光电倍增管的光阴极发生相互作用，产生光电效应。
光电效应产生的光电子经光电倍增管的打拿极倍增放大后在光阳极形成电脉冲，其经过放大器放大成形，在经过位置计算电路形成X、Y位置信号。
各个光电倍增管输出信号之和为能量信号Z。
X、Y信号经处理后加入显示器偏转极，Z信号加入启挥极，从而在荧光屏上形成闪烁影像。
利用滤波反投影方法，借助计算机处理系统可以从一系列投影影像重建横向断层影像，由横向断层影像的三维信息再经影像重建组合获得矢状、冠状断层或任意斜位方向的断层影像。
2.SPECT的图像是反映放射性药物在体内的分布图，放射性药物聚集在特定脏器、组织或病变部位，使其与邻近组织之间的放射性分布形成一定程度的浓度差，而放射性药物中的放射性核素可发射出具有一定穿透力的γ射线，SPECT在体外探测、记录到这种放射性浓度差，从而显示出脏器、组织或病变部位的形态、位置、大小以及脏器功能变化。
3.应用双探头符合探测技术的SPECT，既可以做常规的SPECT，又可以对正电子湮灭辐射产生的两个方向相反的511keVγ光子进行符合探测成像，被称为双探头符合线路SPECT或SPECT/PET。
它主要由可变角双探头SPECT系统、符合探测技术和衰减校正装置构成。
由于取消了机械准直器后其符合探测的灵敏度提高了1000倍，使得采集信息量明显增加，系统空间分辨率在空气中可达到4.5mm，和专用PET比较接近，兼备单光子和T1/2较长的正电子18F断层成像，具有一机两用的功能，目前在国内应用较多。
4.正电子发射型计算机断层仪（PET）的临床应用是核医学发展的一个重要里程碑。
PET是当前所有影像中最有前途的技术之一。
PET不仅无创伤地打开了人们探讨大脑奥秘的窗口，而且在人体其他器官，如心、肺等进行了成功应用。
在许多疾病发生、发展过程中，生理和生化指标变化早于病理和解剖变化。
PET的优势就在于它使用的放射性核素（11C、15O、13N、18F）是人体的基本组成元素。
这些核素在研究人体生理、生化代谢方面起到非常重要的作用。
近年来，以PET为基础添加CT成像系统的PET/CT，实现衰减校正和同机图像融合，将机体待检部位的功能代谢信息和精确解剖定位信息有效整合，进一步提高了诊断的灵敏度和精确度。
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