核医学入门知识

元素：质子数相同的一类原子称为一种元素。

核素：质子数相同，中子数相同，并处于相同能量状态的原子核。

同位素：质子数相同、中子数不同的元素互称为同位素。

同质异能素：质子数相同、中子数相同，但核处于激发态的元素称为其基态原子核的同质异能素。

放射性衰变：放射性原子核自发放出α或β等粒子而变成另一种原子核的过程，或者自发放出γ射线而跃迁到低能级的过程。

根据放出射线的种类，放射性衰变可分为α衰变，β衰变，和γ跃迁。

湮灭辐射：β+粒子（正电子）只能存活极短的时间，它的射程仅1~2mm，当它被物质阻止而失去动能时，将和物质中的负电子结合而发生湮灭辐射，在二者湮灭的同时，失去它们的全部质量。

转变成两个方向相反，能量均为511KeV的γ光子，这个过程称为正电子湮灭辐射。

韧致辐射：快速电子通过物质时，在原子核电场作用下，急剧减低速度，电子的一部分或全部动能转化为连续能量的X线激发出来这种现象称为韧致辐射。

半衰期：放射性原子核的数目衰变掉原来一半所需的时间。

活度：一个放射源在单位时间内发生衰变的原子核数目为它的放射性活度。

即：核衰变数目/单位时间
国际单位：贝克勒尔( Bq ): 1Bq = 1个核衰变/sec( dps )
常用单位：居里（Ci）1Ci = 3.7 ×1010Bq
毫居（mCi）1mCi = 3.7 ×107Bq = 37MBq
辐射防护的三项基本原则：
1、实践的正当化：要求产生电离辐射的实践给个人或社会带来的利益大于代价。

2、防护的最优化：在产生辐射的实践中尽可能用最小的代价获得最大的净利益，避免一切不必要的照射，并使必要的照射保持在可以达到的最低水平。

3、个人剂量限制：在实施上述两项原则的前提下,要保证操作人员的个人剂量当量不超过个人的限值。

辐射防护的基本措施：
1、外照射防护的3项基本措施
（1）时间防护外照射的累积剂量与照射时间成正比。

因此要求在保证工作质
量的前提下尽量缩短放射性操作时间。

（2）距离防护点状放射源在周围空间产生的辐射剂量率与距离的平方成反
比，因此在进行放射性操作时，尽量与放射源拉开距离，或采用长柄机械手，机械手，遥控装置等。

（3）屏蔽防护在辐射源与操作者之间设置屏障，吸收部分射线能量，以减低
人体的受照剂量。

实际工作中要根据射线的种类和能量选择不同的屏蔽材料，防护γ射线和x射线采用铅、铁、水泥等重元素物质，防护β射线用铝、有机玻璃或塑料等轻元素物质。

屏蔽可以根据需要做成不同的形式，如固定式和移动式，也可以做成铅砖或铅玻璃屏蔽一级铅眼镜铅围裙等。

2、内照射防护：内照射防护的目的是防止放射性物质通过呼吸道、消化道、皮肤、伤口、进入人体。

因此放射性工作场所应根据工作性质和级别配备相应的个人防护用品，工作人员必须会正确使用个人防护用品。

严禁用嘴吸吮放射性移液管，皮肤损伤者应暂停放射性操作，离开工作场所前要有效清洗手部和可能被污染的身体部位。

闪烁探测器的结构与原理：由闪烁体+光收集部件+光电倍增管组成。

入射粒子打到闪烁体上引起闪烁体中原子激发，原子退激发出荧光。

荧光通过光收集部件进入光电倍增管并照射到光阴极上，光阴极受照射后发生光电效应发出光电子。

光电子经光电倍增管中各级的倍增作用，逐级放大，最后在光电倍增管阳极产生一个负脉冲，该脉冲的幅度的大小正比于入射线的能量，脉冲数量的多少正比于射线强度。

准直器：
分类
按性能分为高灵敏（孔径大）、高分辨（孔径小）、通用型。

按探测能量分为：低能、中能、高能。

按形状分类：单针孔型、平行多孔型、发散孔型、聚焦孔型。

特点：针孔探测的灵敏度与距离的平方成反比，分辨率随距离增加而变坏。

孔径越小分辨率越好，常用于小脏器显像。

距离越近，成像越大。

平行孔有均匀的时间响应。

图像大小与距离无关，分辨率与孔径有关。

发散孔可扩大视野10%-20%。

用于大器官显像和全身扫描，灵敏度和分辨率比平行孔差。

距离越远，视野越大。

聚焦孔与针孔类似，但灵敏度高（多孔），对深部病变有较高的分辨率。

关系：准直器孔数越多，孔径越小，分辨率越好，但灵敏度降低。

单道脉冲幅度分析器（滤波电路）：用来选择一定幅度的脉冲，滤除非指定幅度的脉冲。

功能：(1)用于能谱测量(spectrum measurement)
(2)用于滤除热噪声及散射线(低能本底—低幅度的脉冲）及来自宇宙射线的外源本底(高能本底—高幅度的脉冲。

SPECT重建算法：滤波反投影法（filtered back projection,FBP）适用于要求完整的投影数据，适用于完全角度的图像重建。

像素（pixel ）：构成影像的最小单位。

图像分辨率（图像解析度）：一幅图像中的像素个数。

图像融合就是不同图像之间的空间配准和叠加，这些图像经过必要的交换处理，使它们的空间位置，空间坐标达到匹配。

图像融合技术发展可分为三个阶段：1.原始阶段；2.软件融合阶段；3.设备整合阶段；
图像融合的分类：
单模融合：是指将同一种影像学的图像融合，被融合的两组图像是由同一种设备获得的；
多模融合：是指将不同影像技术的图像进行融合，融合的两组图像来源不同种类的成像设备；
模板融合：将病人图像与模板图像融合；
SPECT测量指标：
衰变率：某单位时间的衰变数( dpm、dps )。

发射率>= 衰变率。

本底计数(background count)：无待测样品时的计数。

计数率：脉冲数/时间探测效率：
探测效率：探测到的脉冲数/表面接受的总粒子数
分辨时间：一次计数后的失效时间
FWHM: full width at half maximum 半高全宽。

SPECT的性能指标及质量控制：
能量分辨率：相机精确确定光子能量的能力，UFOV(有效视野)内能量响应曲线的FWHM占目标能量的百分比。

数值越小越好。

影响因素（各个PMT的不一致、晶体的性能、PMT与晶体耦合是否良好）。

空间分辨率：能分辨出两点源或线源间的最小距离。

影响因素：准直器–孔数多，孔径小，厚：好
晶体种类、厚度：NaI(Tl) 薄
光电倍增管的数量–越多越好
电路–信号处理方法
散射–通过能量分辨率影响
灵敏度：对单位活度源相机可以测得的最大计数。

单位：count/min/µci；数值越大越好
影响因素：与空间分辨率相同但作用相反。

一般约为200Counts/Min/uCi 均匀性：描述探头全视野内对均匀分布的放射源影响的差异。

影响因素：PMT性能不一致，空间线性变坏，晶体性能变差和损坏，能量窗的漂移，机器未稳定等。

——是一个综合因素的表现。

线性：反映γ光子位置几何畸变的程度的参数。

影响因素：光电倍增管的增益漂移、位置计算等电路的线性。

线性不好会明显表现在均匀性变差。

线性校正对修正较差的均匀度有重要意义。

SPECT的校正：衰减校正、散射校正、旋转中心校正、检查患者移动的校正。

PET的每个探头在探测一个光子事件时都会产生一个定时脉冲。

这些脉冲被结合到符合电路中，如果脉冲落到一个很短的时间窗内，就认为是符合。

每个符合事件都被赋予一个连接两个相关探头的响应线（LOR）。

通过这种方式可以从探测的射线得到位置信息而无需物理准直器。

通常称之为电子准直。

主要有2个优点：改进了点源响应函数的灵敏度和均匀性。

PET中的符合事件：
真符合：当来自于一个湮灭事件的两个光子被符合探头探测时则为真符合。

这时两个光子被探测到之前没有与物质发生任何形式的作用，并且在符合时间窗内没有其他的事件被探测到。

散射符合：如果有一个光子在被探测到之前至少发生一次Compton散射则探测到的事件为散射符合。

随机符合：系统的符合时间窗内作为符合探测到的两个光子不是来自于一个湮灭事件。

多重符合
PET最常用的显像药物是18F-FDG(18F化葡萄糖)
PET的校正：衰减校正、随机符合校正、散射校正、探头归一化校正、死时间校正。