医用成像器械之放射性核素成像设备（三）

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来源：【中国医药报】
正电子发射型计算机断层装置（PET）
PET是医学影像领域中最先进的技术之一，代表了现代核医学影像技术的最高水平，现已在医学生物研究和临床诊断及处理中担任重要角色。PET是从人体分子水平反映人体内脏器和组织的功能及代谢状况的诊断技术。
PET成像原理
将含有正电子放射性的药物（如18F-FDG）注入人体，由于FDG的代谢情况与葡萄糖非常相似，可聚集在消耗葡萄糖的细胞内，尤其是生长迅速的肿瘤组织中。18F衰变放出的正电子与组织中的负电子发生湮灭反应，产生两个能量相同方向相反（互为180°）的两个γ光子。这两个γ光子可通过两个相对（互为180°）的探测器，并利用符合测量技术法测得，从而可获得正电子的位置信息。再用图像重建软件进行处理后可得到正电子在人体内三维分布情况，也就是药物在人体中的分布情况。
由于PET可进行三维成像，有较高的灵敏度，可在短时间内获得清晰的三维图像，这就使得连续获取图像成为可能。以时间为轴的一系列三维图像，经过数学处理，可从中提炼出有用的功能信息，即组织对某种物质的摄取比、生物率常数（如代谢常数、血流）等。
符合测量技术原理
正电子的测量采用符合测量法，利用相对的（互为180°）的两个探测器，测量人体内正电子湮灭产生的两个能量相等、方向相反的γ光子。若单道分析器分析出γ光子的能量为511keV，则输出脉冲，经符合电路输出两个脉冲，代表在探测器直线上有两个正电子湮灭事件，即此直线位置有两个正电子，这种测量方法称为符合测量。而不在探测器直线范围内的正电子湮灭事件不可能同时被两个探测器测量到，也就不能符合输出，这种测量方法实际上相当于起到了一个准直器的作用，称为电子准直。与SPECT相比，由于PET不必使用铅准直器，因而提高了系统的灵敏度。
PET的探测器环
PET机器的符合探测器是由数百个探测器排列成环形组成，叫探测器环。环上的每一块晶体与对面一组晶体都有符合关系，形成一组扇形束的符合线，扇形束的宽度决定了PET的径向视野。对于这样一个扇形束经过单道分析器进行能量筛选后，再经过符合电路即可得到一个投影方向上的数据。如果同时获得各不同角度扇形束投影数据，通过图像重建技术就可以得到FOV内的正电子分布情况的断层影像。
探测器结构
PET探测器的结构变化经历了几十年的探索和改进，从单环到多环，从六边形到圆形，每一种结构的改进都是为了满足不同的要求，提高各项性能指标（如空间分辨率、灵敏度等）。发展到今天，用于临床的PET多采用多晶体组合结构。这种结构的优点是可以用较少的探测器得到较多的环数、较大的轴向视野和较高的空间分辨率。常用的结构组合多为4×64组合，即四个光电倍增管与一块被切割成8×8的晶体组合而成，成为一个探测器块。若将众多的探测器块组合成一个环，则可构成8个探测器环，轴向有4个探测器块组成，则最终可获得32个探测器环。
PET的基本组成
PET装置由扫描机架、主机柜、操作控制台、检查床等构成。
扫描机架是最大的部件，内部装有探测器环、激光定位器、电子学测量线路等。主机柜主要有CPU、输入输出系统、内外存贮系统等，主要负责数据的存贮、处理和图像重建。操作控制台主要是由一台计算机和软件组成，负责整个检查或质量过程的控制、图像显示和分析等。
（未完待续）
（摘编自《医疗器械专业技术知识》，中国医药科技出版社出版）
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