多模成像的种类

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1、PET,即正电子断层扫描成像（positron emission topography）。其原理是使用放射性物质（心 理学研究常用氧 18）来标记脑内葡萄糖，使得当脑的某个区域执行功能需要消耗更多葡萄 糖时，可以通过PET的线圈收集到这些多余葡萄糖的信号，从而判定脑区在心理过程中的作 用。研究示例：上个世纪 90年代末有心理学者利用该仪器对智力测验分数具有显著差异的人进行了研究， 发现智商分数比较高的人脑内葡萄糖代谢水平比较低。优缺点：与其他认知神经科学方法相比，PET可以与多种放射性同位素（常用的还有F等）结合测量 脑内其他的化学物质，灵敏度在10e-9mol。但是它具有一定的侵入性，实验过

2、程中需要由 被试肘部静脉注射，所以具有局限性。另外，该系统需要制备同位素，所以需要自带微型离子加速器，与其他方法相比是最昂贵的， 整台仪器的成本在千万人民币级别。除了某些特定的目的，该仪器没有核磁共振使用广泛。PET/CT成像原理、优势及临床应用2010-09-20 14:47:35 作者：孙涛 善清 家旺 来源：中国医学物理学 浏览次数：0 网友评论 0条目的：探讨PET/CT成像原理、优势及临床应用。方法：从PET/CT定义开始，相继介绍原理、 主要参数、优势及临床应用。结果：PET/CT能将PET（功能代谢显像）和CT（解剖结构显像）两 种先进的影像技术有机地结合在一起，让具有不同特征的

3、影像在同一平台显示、解读、对比 与分析，具有广泛的应用前景。结论： PET/CT 代表了当今医学影像仪器发展的最高水平， 是目前医学影像诊断技术最为理想的结合。关键词： PET/CT 优势 临床应用近年来，影像诊断学的一个重要进展，就是图像融合技术的发展与应用。图像融合包括 硬件与软件，是一个全自动图像配准及多种图像的解读技术。它不仅具有全自动的功能与解 剖图像的融合，还可以让具有不同特征的影像在同一平台显示、解读、对比与分析，为临床 诊断与治疗之间架起了一座高速、流畅的桥梁。图像融合最引人瞩目的产品就是PET/CT，就是将“正电子发射计算机断层显像技术-PET” 所获取的功能性信息，与“x

4、射线计算机体层显像技术一 CT”获取的解剖学信息进行融合。1 定义PE/CT（positron emission tomography/computed tomography）全称为正电子发射断层显像 /X线计算机体层成像仪，是一种将PET（功能代谢显像）和CT（解剖结构显像）两种先进的影像 技术有机地结合在一起的新型的影像设备，它是将微量的正电子核素示踪剂注射到人体内， 然后采用特殊的体外探测仪（PET）探测这些正电子核素人体各脏器的分布情况。通过计算机断层显像的方法显示人体的主要器官的生理代谢功能，同时应用 CT 技术为 这些核素分布情况进行精确定位，使这台机器同时具有 PET 和 CT

5、的优点，发挥出各自的最 大优势。2 PET/CT 一体机的检测成像原理2.1 PET 的基本原理PET其全称是：正电子发射型计算机断层扫描显像仪（positron emission tomography,简 称PET）由探头、数据处理系统、图像显示及检查床组成。PET使用正电子示踪剂，核素衰变 过程中正电子从原子核内放出后很快与自由电子碰撞湮灭，转化成一对方向相反、能量为 511 keV的Y光子。在这光子飞行方向上对置一对探测器，便可以几乎在同时接受到这两个 光子。并可推定正电子发射点在两探头间连线上，通过环绕360。排列的多组配对探头，得 到探头对连线上的一维信息，将信号向中心点反投射并加以

6、适当的数学处理，便可形成断层 示踪剂分布图像。凡代谢率高的组织或病变，在 PET 上呈明确的高代谢亮信号，凡代谢率低 的组织或病变在 PET 上呈低代谢暗信号。2.2 CT 的基本原理CT的全称是：计算机断层扫描显像（computed tomography，简称CT），利用人体各种组 织对 X 线的吸收能力不等的特性， X 线通过人体衰减，经重建计算获得图像矩阵。 CT 对组 织的密度分辨率较高。2.3 PET/CT的工作原理PET 主要根据示踪剂来选择性地反映组织器官的代谢情况，从分子水平上反映人体组织 的生理、病理、生化及代谢等改变，尤其适合人体生理功能方面的研究，但是图像解剖结构 不清楚

7、。 CT 功能有：采用 X 线对 PET 图像进行衰减校正。大大缩短了数据采集时间，提高 了图像分辨率;利用 CT 图像对 PET 图像病变部位进行解剖定位和鉴别诊断。所以 PET/CT 从 根本上解决了核医学图像解剖结构不清楚的缺陷。同时又采用 CT 图像对核医学图像进行全 能量衰减校正，使核医学图像真正达到定量的目的并且提高诊断的准确性，实现了功能图像 和解剖图像信息的互补。2.4 PET/CT主要性能指标2.4.1 空间分辨率空间分辨率表明PET对空间的两个“点”的分辨能力。一个理想的放射性点源放在PET 的视野（field of view，简称FOV）中，PET所得到的放射性分布图像并

8、不是一个点，而是有一 定扩展，所得到的是一个“球”，球的大小反映了 PET 的空间分辨能力。分辨率定义为该点 源的扩展函数的半宽高，主要取决于环形探测器的位置分辨。另外，点源放在视野中不同位 置，其分辨率稍有不同，距 FOV 中心越远，其分辨率越差。2.4.2 灵敏度PET 灵敏度常用单位体积内单位辐射剂量情况下探测器探测到的事例来表示。灵敏度越 高表明在一定统计误差要求下，对特定脏器的放射性强度要求越低。影响灵敏度的主要因素 有：第一，整个探测器对被测物体所张的立体角。第二，探测器本身的探测效率，即探测器 响应事例数与入射事例数的比例。第三，系统时间窗、能量窗大小。第四，系统的死时间。2.4

9、.3 时间分辨率时间分辨率定义为：对已知好事例相对的两个探测器响应的时间差分布的半宽高。时间 分辨率是时间窗的选定主要依据.时间窗选择应比时间分辨率稍大，一般以时间分布曲线的 1/10 高宽来定。2.4.4 能量分辨率能量甄别是排除散射事例的有力依据。因为散射事例中至少有一个光子经过了康普顿散 射，能量部分损失，因而可以根据被测光子的能量大小决定好坏事例的取舍。系统能量分辨 率的大小决定着能量窗的选择，好的能量分辨率可以选择较小的能量窗。2.5 图像重建图像重建包括解析法和迭代法。解析法是以中心切片定理为基础的反投影方法，常用滤 波反投影法。迭代法是属于数值逼近算法，即从断层图像的初始值出发，

10、通过对图像的估计 值进行反复修正，使其逐渐逼近断层图像的真实值。2.6 数据校正引起 PET 成像误差的因素很多：正电子类药物强度的快速衰变、高计数率造成的偶然符 合、散射和人体吸收衰减的影响、死时间损失、探测器灵敏度不一致等 .如果不加以校正。 这些因素都会严重影响PET的成像质量，所以PET数据校正是图像处理的关键部分。3 PET/CT与传统CT或PET相比具有的优势大多疾病都会经历从基因突变一代谢异常一形态改变的发展过程。传统的CT检查密度 分辨率高、定位准确，但只有当疾病发生到“形态改变”这一阶段才能被发现，因此不能达 到“早期诊断”的目的；传统的PET检查，虽然能在“代谢异常”阶段就

11、发现病灶，但是由 于缺乏周围正常组织的对照致使定位模糊。PET/CT一次显像能同时获得PET与CT两者的全身各方向的断层图像，既发挥了两者的 优势，又有效地弥补了两者的不足。作为当今最完美、最高档次的医学影像设备， PET/CT 全面实现了医学影像学“四定” 目标：定位”：发现病变和明确病变部位定性”：明确显示形态和功能变化的病理和病理生理性质“定量”：量化疾病或病变在形态学上及功能上的改变“定期”：确定疾病的发展阶段4 PET/CT 在医学中的应用4.1 PET/CT在肿瘤疾病的诊断与治疗中的临床价值(1) 早期诊断及鉴别诊断恶性肿瘤或病变.(2) 进行精确的肿瘤临床分期.(3) 有利于指导

12、或调整临床治疗方案.(4) 帮助制订肿瘤放疗计划。4.2 PET/CT在冠心病诊疗中的临床应用(1) 准确、无创地诊断有症状或无症状冠心病。(2) 估测溶栓治疗、经皮冠状动脉成形术和支架植入和其他冠脉血流重建术的治疗效果。(3) 跟踪观察有高危险因素人群(遗传病史、不良生活习惯、高血压、高血脂、高血糖等) 冠心病的进展或转归，制定相应的防治措施。(4) 心肌梗塞后及其他坏死性心肌病治疗前存活心肌活力判断。4.3 PET/CT在大脑疾病中的作用(1) 各种大脑疾病(脑血管性疾病、癫痫、帕金森氏病、脑原发肿瘤、早老性痴呆和血管 性痴呆等)的定性、定位诊断，了解其影响范围及程度。(2) 脑瘤的分类、

13、分型、定性和预后评估。(3) 监测退行性脑病的功能障碍。(4) 肿瘤复发灶与坏死灶鉴别。(5) 预测外科手术损伤脑组织，造成脑功能障碍的程度。4.4 PET/CT在癫痫诊疗中的作用(1)帮助定位癫痫病灶，为脑外科手术提供参考。(2)PET/CT 可实现多种正电子同位素成像，能为患者提供脑血流、脑代谢、脑神经受体 分布等多个方面的信息，为癫痫在的定位和手术后复发预测提供了宝贵的资料。4.5 PET/CT在健康人体格检查中应用在健康体检方面，随着人们生活方式、工作压力的改变.出现了退行性疾病的低龄化及 肿瘤发病率持续上升的情况，定期进行 PET/CT 体检，可以早期发现这些处于萌芽状态的病 灶。从而达到早发现、早治疗、早康复的目的，同时还可对一些良性病变进行监测 .以提高 生活和生命质量。自问世以来，PET/CT已充分体现出临床应用价值，并且不断改进升级。现在已经应用 64层螺旋CT,采集时间更短，图像质量更高，并应用了新的探测器晶体一硅酸镥晶体技术 (LSO)，光衰减常数时问更短，进一步提高了图像的空间分辨率，把核医学影像带入到了一 个新的高度，随着应用领域的不断扩大.PE吖CT必将对人类的健康发挥更加重要的作用【4】。