中文表述：正電子發(fā)射計算機斷層顯像
PET-CT將PET與CT融為一體,，由PET提供病灶詳盡的功能與代謝等分子信息，而CT提供病灶的精確解剖定位,，一次顯像可獲得全身各方位的斷層圖像,， 具有靈敏、準確,、特異及定位精確等特點,，可一目了然的了解全身整體狀況，達到早期發(fā)現(xiàn)病灶和診斷疾病的目的,。PET-CT的出現(xiàn)是醫(yī)學(xué)影像學(xué)的又一次革命,，受到了醫(yī)學(xué)界的*和廣泛關(guān)注，堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技”,。
PET-CT是PET掃描儀和*進螺旋CT設(shè)備功能的一體化融合,，臨床主要應(yīng)用于腫瘤、腦和心臟等領(lǐng)域重大疾病的早期發(fā)現(xiàn)和診斷,。
PET的*作用是以代謝顯像和定量分析為基礎(chǔ),，應(yīng)用組成人體主要元素的短命核素如11C、13N,、15O,、18F等正電子核素為示蹤劑，不僅可快速獲得多層面斷層影象,、三維定量結(jié)果以及三維全身掃描,，而且還可以從分子水平動態(tài)觀察到代謝物或藥物在人體內(nèi)的生理生化變化，用以研究人體生理,、生化,、化學(xué)遞質(zhì)、受體乃至基因改變,。近年來,，PET在診斷和指導(dǎo)治療腫瘤、冠心病和腦部疾病等方面均已顯示出*的*性,。
一 ,、PET顯像的基本原理
PET是英文 Positron Emission Tomography的縮寫,。其臨床顯像過程為：將發(fā)射正電子的放射性核素（如F－18等）標記到能夠參與人體組織血流或代謝過程的化合物上，將標有帶正電子化合物的放射性核素注射到受檢者體內(nèi),。讓受檢者在PET的有效視野范圍內(nèi)進行 PET顯像。放射核素發(fā)射出的正電子在體內(nèi)移動大約1mm后與組織中的負電子結(jié)合發(fā)生湮滅輻射,。產(chǎn)生兩個能量相等（511 KeV）,、
方向相反的γ光子。由于兩個光子在體內(nèi)的路徑不同,，到達兩個探測器的時間也有一定差別,，如果在規(guī)定的時間窗內(nèi)（一般為 0－15 us），探頭系統(tǒng)探測到兩個互成180度（士0．25度）的光子時,。即為一個符合事件,，探測器便分別送出一個時間脈沖，脈沖處理器將脈沖變?yōu)榉讲?，符合電路對其進行數(shù)據(jù)分類后,，送人工作站進行圖像重建。便得到人體各部位橫斷面,、冠狀斷面和矢狀斷面的影像,。
PET系統(tǒng)的主要部件包括機架、環(huán)形探測器,、符合電路工作站等,。探測系統(tǒng)是整個正電子發(fā)射顯像系統(tǒng)中的主要部分，它采用的塊狀探測結(jié)構(gòu)有利于消除散射,、提高計數(shù)率,。許多塊結(jié)構(gòu)組成一個環(huán)，再由數(shù)十個環(huán)構(gòu)成整個探測器,。每個塊結(jié)構(gòu)由大約36個鍺酸鉍（BGO）小晶體組成,，晶體之后又帶有2對（4個）光電倍增管（PMT）（請看圖1）。BGO晶體將高能光子轉(zhuǎn)換為可見光．PMT將光信號轉(zhuǎn)換成電信號,，電信號再被轉(zhuǎn)換成時間脈沖信號,，探頭層間符合線路對每個探頭信號的時間耦合性進行檢驗判定，排除其它來源射線的干擾,，經(jīng)運算給出正電子的位置,，計算機采用散射、偶然符合信號校正及光子飛行時間計算等技術(shù),，完成圖像重建,。重建后的圖像將PET的整體分辨率提高到2 mm左右。
PET采用符合探測技術(shù)進行電子準直校正,，大大減少了隨機符合事件和本底,，電子準直器具有非常高的靈敏度（沒有鉛屏蔽的影響）和分辨率,。另外．BGO晶體的大小與靈敏度成正相關(guān)性。塊狀結(jié)構(gòu)的PET探頭,。能進行2D或3D采集,。2D采集是在環(huán)與環(huán)之間隔置鉛板或鎢板，以減少散射對圖像質(zhì)量的影響 2D圖像重建時只對臨近幾個環(huán)（一般2－3個環(huán)）內(nèi)的計數(shù)進行符合計算,，其分辨率高,，計數(shù)率低；3D數(shù)據(jù)采集則不同,。取消了環(huán)與環(huán)之間的間隔,， 在所有環(huán)內(nèi)進行符合計算，明顯地提高了計數(shù)率,，但散射嚴重,， 圖像分辨率也較低，且數(shù)據(jù)重組時要進行大量的數(shù)據(jù)運算,。兩種采集方法的另一個重要區(qū)別是靈敏度不同,，3D采集的靈敏度在視野中心為最高。
二 ,、多層螺旋CT的工作原理
CT的基本原理是圖像重建,， 根據(jù)人體各種組織（包括正常和異常組織）對X射線吸收不等這一特性， 將人體某一選定層面分成許多立方體小塊（也稱體素）X射線穿過體素后,， 測得的密度或灰度值稱為象素,。X射線束穿過選定層面， 探測器接收到沿X射線束方向排列的各體素吸收X射線后衰減值的總和,，為已知值,，形成該總量的各體素X射線衰減值為未知值，當(dāng)X射線發(fā)生源和探測器圍繞人體做圓弧或圓周相對運動時,。用迭代方法
求出每一體素的X射線衰減值并進行圖像重建,，得到該層面不同密度組織的黑白圖像。
螺旋CT突破了傳統(tǒng)CT的設(shè)計,，采用滑環(huán)技術(shù),， 將電源電纜和一些信號線與固定機架內(nèi)不同金屬環(huán)相連運動的X射線管和探測器滑動電刷與金屬環(huán)導(dǎo)聯(lián)。球管和探測器不受電纜長度限制,，沿人體長軸連續(xù)勻速旋轉(zhuǎn),， 掃描床同步勻速遞進（傳統(tǒng) CT掃描床在掃描時靜止不動），掃描軌跡呈螺旋狀前進,，可快速,、不間斷地完成容積掃描。
多層螺旋CT的特點是探測器多層排列,。是高速度,、高空間分辨率的最佳結(jié)合,。多層螺旋CT的寬探測器采用高效固體稀土陶瓷材料制成。每個單元只有 0．5,、1或 1.25 mm厚,， 最多也只有5 mm厚 薄層掃描探測器的光電轉(zhuǎn)換效率高達99%能連續(xù)接收X射線信號。余輝極短,， 且穩(wěn)定性好,。多層螺旋CT能高速完成較大范圍的容積掃描， 圖像質(zhì)量好,， 成像速度快，具有很高的縱向分辨率和很好的時間分辨率,。大大拓寬了CT的應(yīng)
用范圍,，與單層螺旋CT相比。采集同樣體積的數(shù)據(jù),， 掃描時間大為縮短,，在不增加X射線劑量的情況下， 每15 S左右就能掃描一個部位,；5S內(nèi)可完成層厚為3 mm的整個胸部掃描,；采用較大的螺距 P值，一次屏氣20 S,，可以完成體部掃描,；同樣層厚， 同樣時間內(nèi),， 掃描范圍增大4倍,。掃描的單位時間覆蓋率明顯提高， 病人接受的射線劑量明顯減少,，x線球管的使用壽命明顯延長,，同時，節(jié)省了對比劑用量,，提高了低對比分辨率和空間分辨率,，明顯減少了噪聲、偽影及硬化效應(yīng),。另外,，還可根據(jù)不同層厚需要自動調(diào)節(jié)X射線錐形線束的寬度，經(jīng)過準直的X射線束聚焦在相應(yīng)數(shù)目的探測器上 探測器通過電子開關(guān)與四個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）相連,。每個DAS能獨立采集完成一套圖像,， 按照DAS與探測器匹配方式不同。通過電子切換可以選擇性地獲得1層,、2層或4層圖像,，每層厚度可自由選擇（0.5,、1.0、1.25 mm或 5,、10 mm,。采集的數(shù)據(jù)既可做常規(guī)圖像顯示， 也可在工作站進行后處理,， 完成三維立體重建,、多層面重建、器官表面重建等,，并能實時或近于實時顯示,。另外．不同角度的旋轉(zhuǎn)、不同顏色的標記,，使圖像更具立體感 更直觀,、逼真。仿真內(nèi)窺鏡,、三維CT血管造影技術(shù)也更加成熟和快捷,。
三 、 PET－CT的圖像融合
PET與CT兩種不同成像原理的設(shè)備同機組合,，不是其功能的簡單相加,。而是在此基礎(chǔ)上進行圖像融合，融合后的圖像既有精細的解剖結(jié)構(gòu)又有豐富的生理．生化功能信息 能為確定和查找腫瘤及其它病灶的精確位置 定量,、定性診斷提供依據(jù),。并可用X線對核醫(yī)學(xué)圖像進行衰減校正。
PET－CT的核心是融合,，圖像融合是指將相同或不同成像方式的圖像經(jīng)過一定的變換處理 使它們的空間位置和空間坐標達到匹配,，圖像融臺處理系統(tǒng)利用各自成像方式的特點對兩種圖像進行空間配準與結(jié)合， 將影像數(shù)據(jù)配準后合成將影像數(shù)據(jù)配準后合成合成為一個單一的影像,。 PET－CT同機融合（又叫硬件融合,、非影像對位）具有相同的定位坐標系統(tǒng)，病人掃描時不必改變位置,，即可進行 PET－CT同機采集,， 避免了由于病人移位所造成的誤差。采集后兩種圖像不必進行對位,、轉(zhuǎn)換及配準,，計算機圖像融合軟件便可方便地進行
2D、3D的精確融合,，融合后的圖像同時顯示出人體解剖結(jié)構(gòu)和器官的代謝活動,， 大大簡化了整個圖像融合過程中的技術(shù)難度、避免了復(fù)雜的標記方法和采集后的大量運算,， 并在一定程度上解決了時間,、空間的配準問題,， 圖像可靠性大大提高。
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