1、成像設備成像設備- -核醫學成核醫學成像設備像設備 SSSSSPECT的結構SPECT由探頭、機架、電子學線路和計算機系統等組成。 SPECT的機架主要用來支撐探頭，并能夠讓探頭在其上運動。 探頭可分為：探頭旋轉型和固定型（環型），主流為旋轉照相機型，使照相機探頭圍繞身體旋轉360或180進行完全角度或有限角度取樣，重建出各種方向的符合臨床要求的斷層影像，同時可以進行平面、斷層和全身顯像。 電子學線路包括光電倍增管的高壓電源、線性放大器和脈沖高度分析器等。 成像過程 從聚集著放射性核素的臟器發出的射線以均勻的角概率分布發射，成像過程就是要測量初始軌跡位于特定斷層中的射線分布。 SPECT采用橫

2、向斷層掃描 將照相機探頭繞人體軸連續或分度旋轉一周 記錄掃描時體內放射性核素發出的射線，得到一組投影數據 這些投影數據的集合構成一個投影斷層面 SPECT探頭 探頭為方形，以使探頭的尺寸可以覆蓋人體的寬度方向，PMT的形狀也由圓形的變為方形，減少圓形光電倍增管之間的間隙 對每個光電倍增管構成的通道，根據每個光子事件的峰值位置、幅度大小、閾值定位 關聯信號增強技術，可以去掉本底造成的小脈沖事件，增強信噪比。 圖像重建 在不同角度上對患者體內放射性藥物上發射的光子計數，在三維空間重建出放射性藥物在人體內的濃集分布。 計數的統計漲落是數據中的主要噪聲形式，核醫學成像的計數有限，其噪聲水平較高。 重建

3、SPECT圖像可以利用類似于X-CT的濾波反投影算法，也可以用最大似然迭代等統計方法。 統計方法重建 光子計數模型描述了從放射性核素濃度通過斷層成像時的坐標變換和其他物理過程得到光子計數的分布 先驗模型描述了放射性在空間的概率分布 實空間被劃分為若干像素，如果用平行孔準直器，由像素s處發射的光子，通過準直器后，只有與成像平面垂直的光子能被探測，并被記錄到投影矩陣。 每個角度上以一定空間間隔采樣，獲取一個投影矢量，最終得到投影矩陣Y。 光子計數的分布 假設像素s處的光子以恒定的速率完全隨機發射，此光子投影到投影矩陣第t個元素的過程構成時間上均勻的Poisson過程。 該概率依賴于核素的活度分布、

4、曝光時間、放射性衰變速率、藥物的廓清速率、探測器的幾何結構、光子的吸收和散射等。 ()ttsssyPoissona x先驗分布模型 該模型應該適當考慮醫師對于同位素濃度在臟器重分布的知識，以及臟器的尺寸和形狀。 研究人員只考慮局部屬性（相鄰像素），從而得到簡化的模型。 式中為可調的參數，V(x)是描述相鄰像素關系的函數。 )()(xVexp重建的過程 假定一個初始圖像f(0);計算該圖像的投影d;同測量的投影值d相比；計算糾正系數并更新f值；滿足停止規則時，迭代中止；如果不滿足，則由新的f作為f(0)從2重新開始。 不同算法的糾正系數不同，但都是將估計值與實測值相比較，從而糾正估計值。對重建算

5、法的要求是重建質量高，迭代的收斂速度快。圖像質量改善 統計噪聲主要取決于每個體素內的總計數值，由于核素成像是量子事件，成像時間不足的話，會因為本底噪聲等，使體素的值受到鄰近體素的干擾； 散射噪聲來源于光子和人體組織的compton散射； 衰減噪聲來源于光子在被測量臟器到探測器的路徑上被吸收的情況； 臨床上常用的方法是利用體外的源，由射線源繞人體旋轉一周，形成人體的輪廓線，同時重建出人體內部的線性衰減分布。 現在有些設備直接用XCT測量受測部位的衰減系數，大大加快了衰減校正的速度。 SPECT的質量控制 SPECT斷層均勻性與三方面有關：構成斷層圖像的原始信息量低，統計噪聲高；探頭旋轉造成均勻性

6、變化；重建過程放大非均勻性。 旋轉中心是SPECT質控的重要指標。SPECT的旋轉中心是一個位于旋轉軸上的虛設空間點，必須是空間坐標系統、照相機探頭電子坐標系統和計算機圖像重建坐標系統的重合點。 PETPET成像過程成像過程人體內含有發射正電子的核素,如18F、13N、15O、11C等會發射的正電子被人體組織慢化后，被電子俘獲，并發生湮滅而產生一對光子，這兩個光子的運動方向相反，能量均為511Kev用兩個位置相對的閃爍探頭加符合電路組成湮沒符合探測裝置加以檢測 人體的病變開始于大分子運動的紊亂，從而導致臟器功能的變化，這種變化在臟器發生器質性變化之前就開始了。 帶有放射性標記的藥物會自動尋找和濃集在特定的組織和臟器上，根據放射性強度的時間分布曲線可以知道這些組織和臟器對這種藥物的代謝情況。 藥物與某種生理狀態相關：如應用廣泛的PET藥物脫氧葡萄糖能參與人體內的葡萄糖代謝。由于腫瘤組織與正常組織在代謝水平上差別比較大，可以測量腫瘤的大