核医学教学课件：核医学仪器及放射防护.ppt

核医学仪器核医学仪器核医学仪器一般由两大部分组成核医学仪器一般由两大部分组成辐射探测器（辐射探测器（radiation detectorradiation detector）电子测量装置和电子测量装置和/ /或计算机装置或计算机装置最后以一定的方式进行显示最后以一定的方式进行显示 核探测仪器的基本原理核探测仪器的基本原理n n一一. .荧光现象荧光现象n n二二. .电离作用电离作用n n三三. .感光作用感光作用放射性探测器的种类n(一)闪烁型探测器 -计数器 相机（二）电离型探测器（二）电离型探测器 电离室（电离室（ionization chamberionization chamber），）， 正比计数器（正比计数器（proportional counterproportional counter） 盖革计数器（盖革计数器（Geiger-Muller counterGeiger-Muller counter） （三）半导体探测器（三）半导体探测器 碲锌镉（碲锌镉（Cadmium-Zinc-TellurideCadmium-Zinc-Telluride，CZTCZT）（四）感光材料探测器（四）感光材料探测器 感光材料感光材料n n一、一、 闪烁探测器闪烁探测器n n 闪烁探测器（闪烁探测器（scintillation detectorscintillation detector）实际上是一种实际上是一种能量转换器，其作用是将探测到的射线能量转换成可以能量转换器，其作用是将探测到的射线能量转换成可以记录的电脉冲信号。

主要部件由碘化钠（铊）记录的电脉冲信号主要部件由碘化钠（铊）NaINaI（TlTl）晶体、光电倍增管（）晶体、光电倍增管（PMTPMT）和前置放大器组成）和前置放大器组成核显像仪器核显像仪器n n核显像仪器经历了四个发展阶段：线形扫描机、核显像仪器经历了四个发展阶段：线形扫描机、相机相机、单光子发射计算机断层（、单光子发射计算机断层（single photo emission single photo emission computed tomography, SPECTcomputed tomography, SPECT）、正电子发射计算机断）、正电子发射计算机断层仪层仪(positron emission computed tomography, PET) (positron emission computed tomography, PET) ；由逐点线形扫描到一次成像；静态成像到动态成像；由逐点线形扫描到一次成像；静态成像到动态成像；局部成像到全身成像；平面成像到断层成像局部成像到全身成像；平面成像到断层成像n n二、核医学显像仪器二、核医学显像仪器n n（一）（一）扫描仪扫描仪放射性核素扫描仪甲状腺扫描肝扫描肺扫描脑扫描部分脏器的扫描 图象n n二、核医学显像仪器二、核医学显像仪器 （二）（二） 照相机照相机 （cameracamera）是核医学最基本的显像）是核医学最基本的显像仪器，它由探头及支架、电子线路、计算机操作仪器，它由探头及支架、电子线路、计算机操作和显示系统组成和显示系统组成相机相机n n结构：结构：n n1 1、探头：、探头：n n 准直器准直器n n 晶体晶体n n 光电倍增管：光电倍增管：n n2 2、电子线路、电子线路n n 放大器放大器 n n 脉冲幅度分析器脉冲幅度分析器n n 取样保持线路取样保持线路n n 校正线路校正线路n n3 3、显示和照相、显示和照相n n 通常显示在高分辨率的阴极示波器上或以通常显示在高分辨率的阴极示波器上或以X X光胶片或光胶片或 n n 彩色打印记录彩色打印记录光电倍增管屏蔽层晶体准直器探头可移动的可移动的 照相机照相机脑r照相肝胆系统r照相肝脏r照相肾脏r照相甲状腺r照相部分脏 器的照相图片n n（三）单光子发射型计算机断层仪（三）单光子发射型计算机断层仪（ SPECTSPECT）（single photon emission computed tomographysingle photon emission computed tomography） 是一台高性能的是一台高性能的 照相机的基础上增加照相机的基础上增加 1. 1.支架旋转的机械部分支架旋转的机械部分 2. 2.断层床断层床 3. 3.图像重建（图像重建（reconstructionreconstruction）软件）软件 使探头能围绕躯体旋转使探头能围绕躯体旋转360360或或180180，从多角度、，从多角度、多方位采集一系列平面投影像，通过图像重建和多方位采集一系列平面投影像，通过图像重建和处理，可获得处理，可获得 横断面（横断面（transverse sectiontransverse section） 冠状面（冠状面（coronal sectioncoronal section） 矢状面（矢状面（sagittal sectionsagittal section） 平面显像平面显像断层显像动态显像动态显像SPECTSPECT成像原理成像原理1 1、单光子的产生、单光子的产生2 2、图像重建：、图像重建：11c1c2c3c487985c1+c2=5;c3+c4=11c1+c3=7;c2+c4=9c2+c3=8;c1+c4=8解方程组得：c1=2c2=3C3=5c4=62356重建后图象如下：图像融合图像融合衰减校正衰减校正CTSPECT/PET同机同机图像融合图像融合心脏专用SPECT/CT心脏专用SPECT正电子发射计算机断层仪（正电子发射计算机断层仪（positron positron emission computed tomography;PETemission computed tomography;PET） n nPETPET机不需利用铅准直器对射线的来源作定位，而是利机不需利用铅准直器对射线的来源作定位，而是利用两个相对应的探测器对湮没辐射的一对用两个相对应的探测器对湮没辐射的一对 光子作符合光子作符合测量。

最常用的是排成一圈或多圈的多晶体探测器最常用的是排成一圈或多圈的多晶体探测器每个晶体的视角包括环对面的多个晶体，根据一个晶体与个晶体的视角包括环对面的多个晶体，根据一个晶体与该晶体产生符合计数就可确定核素的该晶体产生符合计数就可确定核素的 投影投影 部位这种部位这种探测器由于免除了铅准直器的吸收和散射而具有较高的探测器由于免除了铅准直器的吸收和散射而具有较高的灵敏度和分辩率此外，非符合的射线不被记录，从而灵敏度和分辩率此外，非符合的射线不被记录，从而本底较低许多晶体同时进行探测，亦即整个断层过程本底较低许多晶体同时进行探测，亦即整个断层过程中每一晶体都多次收集射线这些因素也使中每一晶体都多次收集射线这些因素也使PETPET机的灵机的灵敏度提高，每次断层的时间缩短敏度提高，每次断层的时间缩短1-21-2分钟甚至更快分钟甚至更快n n正电子湮灭正电子湮灭 n n两个光子沿着直线反方两个光子沿着直线反方向飞行向飞行n n几乎同时到达在这条直几乎同时到达在这条直线上的两个探测器线上的两个探测器n n符合探测符合探测 n n探测由电子对湮灭所产探测由电子对湮灭所产生的生的光子对来反映正光子对来反映正电子湮灭时的位置电子湮灭时的位置n n符合事件符合事件(coincidence (coincidence event)event)：一个计数：一个计数n n在符合窗时间内探测到在符合窗时间内探测到的两个光子的两个光子PET/CTPET/CT是一个全新的系统是一个全新的系统PET影像（功能）CT影像（形态）一体化的机架系统一体化的检查床一体化的操作工作站系统不是简单的“PET+CT”PET/MRIPET/MRImicro-PET/CTmicro-PET/SPECT/CT其它核医学仪器其它核医学仪器甲吸仪甲吸仪 肾图仪肾图仪 功能测定仪自动放免分析仪自动放免分析仪微粒子酶免疫放大发光分析技术：微粒子酶免疫放大发光分析技术：化学发光分析技术化学发光分析技术 时间分辨荧光分析技术：时间分辨荧光分析技术：活度计液体闪烁计数器探针表面污染检测仪放射卫生防护放射卫生防护Radiation Protection常用常用辐射剂量单位辐射剂量单位照射量照射量 (exposure dose)(exposure dose) n n表示射线空间分布的辐射剂量，即在离放表示射线空间分布的辐射剂量，即在离放射源一定距离的物质受照射线的多少，以射源一定距离的物质受照射线的多少，以X X射线或射线或射线在空气中全部停留下来所产射线在空气中全部停留下来所产生的电荷量来表示。

生的电荷量来表示 n n国际单位为国际单位为库仑库仑/ /千克千克(C/kg(C/kg），简写为，简写为C C （kgkg）-1-1传统的单位是传统的单位是伦琴伦琴(roentgen, R)(roentgen, R)吸收剂量吸收剂量 （absorbed doseabsorbed dose）n n单位质量的受照物质吸收射线的平均能量单位质量的受照物质吸收射线的平均能量n n国际单位是国际单位是戈瑞戈瑞（graygray，GyGy） ，1 1 GyGy表示表示1 1千克受射线照射物质吸收射线能量为千克受射线照射物质吸收射线能量为1 1焦焦耳，简写为耳，简写为j j (kg)(kg)-1-1传统单位是拉德传统单位是拉德（radrad） n n1 1 GyGy100rad100rad剂量当量剂量当量 （equivalent doseequivalent dose）n n即使在吸收剂量相同的情况下，不同类型的辐射所产生的生物效应的即使在吸收剂量相同的情况下，不同类型的辐射所产生的生物效应的严重程度各部相同用适当的修正因子对吸收剂量进行加权，使修正严重程度各部相同用适当的修正因子对吸收剂量进行加权，使修正后的吸收剂量更能反映辐射对机体的危害程度。

后的吸收剂量更能反映辐射对机体的危害程度H = D .Q.NH = D .Q.NDD为吸收剂量，为吸收剂量，为品质因子，为品质因子，NN为其它修正因素的乘积为其它修正因素的乘积X,X,，电子，正电子，电子，正电子，Q=1Q=1 未知能量中子，质子，未知能量中子，质子，Q=10Q=10粒子、裂变碎片等，粒子、裂变碎片等，Q=20Q=20n n是衡量射线生物效应及危险度的辐射剂量，国际制单位是是衡量射线生物效应及危险度的辐射剂量，国际制单位是希沃特希沃特（sievertsievert，SvSv）n n旧制单位是雷姆旧制单位是雷姆（remrem），）， 1 Sv = 100 rem1 Sv = 100 rem n n原子核科学技术的迅速发展及其在各个领原子核科学技术的迅速发展及其在各个领域的广泛应用，使得人类接触射线的机会域的广泛应用，使得人类接触射线的机会日益增多因此，放射防护的宗旨是为了日益增多因此，放射防护的宗旨是为了保障放射性工作人员、公众及其后代的健保障放射性工作人员、公众及其后代的健康和安全，提高放射防护的效益，促进核康和安全，提高放射防护的效益，促进核技术的发展及放射工作的顺利进行。

技术的发展及放射工作的顺利进行电离辐射来源电离辐射来源n n天然本底：天然本底：宇宙射线，地球辐射（宇宙射线，地球辐射（环境中环境中的天然放射性核素）的天然放射性核素）n n人工辐射源人工辐射源： 职业照射职业照射 医疗照射医疗照射 环境的放射性污染环境的放射性污染其它辐射其它辐射n n在生活中人们也经常受到来自其它方面的在生活中人们也经常受到来自其它方面的照射，如佩戴夜光表、看电视，也会造成照射，如佩戴夜光表、看电视，也会造成一定的剂量，但都不会对人体健康造成危一定的剂量，但都不会对人体健康造成危害公众所受辐射照射比例（公众所受辐射照射比例（19931993年）年）据联合国原子辐射效应科学委员会对正常地据联合国原子辐。