文档介绍：PositronEmissionTomography
正电子发射断层成像
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上世纪20年代物理学家就从理论上推断有带正电荷的正电子存在。
20世纪30年代开始对放射性核素的物理、化学性能进行了深入研究,发现了它们在生物学和医学领域的应用价值。
1953年Dr. Brownell和Dr. Sweet就已研制了用于脑正电子显像的
PET显像仪。
60年代末出现了第一代商品化PET扫描仪,可进行断层面显像
1976年由Dr. Phelps和Dr. Hoffman设计,由ORTEC公司组装生产了
第一台用于临床的商品化的PET。
20世纪80年代更多公司投入了PET研制,岛津(Shimadzu,1980)、CTI公司(1983)、西门子公司(Siemens,1986)通用电气公司(GE,1989)、日立公司(Hitachi,1989)和ADAC公司(1989)POSITRON
PET系统已日趋成熟,许多新技术用于PET产品,如:采用了BGO和
LSO晶体的探测器、引用了数字化正电子符合技术、切割晶体的探
测器模块等,使PET系统的分辨率小于4mm。90年代中期,在发达国
家PET已成为重要的影像学诊断工具
PET的历史
国内PET研发现状
1983年中国科学院高能物理所开始研制PET;
1986年高能所研制出国内第一台PET样机;
1990年6月高能所与广州威达公司合作研制第一台PET(两环);
1992年9月该机交付中日友好医院临床使用;
1997年7月高能所与威达公司研制成第二台PET,并交付北京阜外医院使用。

目前国内已经有多家单位在研制基于模块化BGO晶体加光电倍增管方式的医用PET。国内研制生产PET,可打破国外厂家在该领域内的垄断,带动国内相关学科如核探测、核电子、数据处理技术向产业化和实用化发展,带动国内核医学设备自主开发的水平,是件利国利民的好事。
数据重组
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PET的结构
光电探测器
符合处理
探测器环
处理电路
光电探测器
处理电路
符合处理器
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图像
图像重建
探测器工作原理
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符合探测原理
符合
符合探测技术能在符合电路的时间分辨范围内,检测同时发生的放射性事件。
利用符合探测技术可以进行正电子放射性核素示踪成像。
使用符合探测技术,起到电子准直作用,大大减少随机符合事件和本底的同时提高了探测灵敏度。
探测器1
探测器2
脉冲处理器
脉冲处理器
PET成像基本原理:
标记有能够产生β+放射性核素(18F等)的示踪药物进入人体后,会随血流分布全身,通过自身的生物学性质,“靶向”定位于特定细胞或者组织,参与特定的生物过程;这些放射性核素在衰变时会产生的正电子,当这些正电子与组织中的电子相遇时就会发生正负电子对湮灭反应,从而产生在同一直线上两个能量为511keV飞行方向相反的γ光子,这两个γ光子可以确定一条反应线,如果在LOR的两端正好有一对探测器,通过获得的相关信息,就可以来确定湮灭事件点在LOR线上的位置,然后通过后端的图像重建程序,可以在线重建辐照离子空间分布的D影像。PET就是通过符合测量正负电子对
湮灭反应产生的两个飞行方向相反的
γ光子实现图像重建的。
TOF-PET和PET成像的基本原理是
一样的。
TOF-PET引入了飞行时间TOF信息
后,可以明显的缩短图像重建的时间,
有效降低本底噪声,提高成像的质量。
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•正电子湮灭前在人体组织内行进
1-3mm。
•湮灭作用产生:
- 能量(光子是511 KeV)。
- 动量
•同时产生互成180度的511 keV的伽玛光子。
正电子湮灭
ν
β+
β−
~1-3mm
511KeV
511KeV
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正电子核素半衰期
产
物
Carbon-11
Nitrogen-13
Oxygen-15
min
min
min
14N(p,α)11C
16O(p,α)13N
14N(d,n)15O
Fluorine-18
110 min
18O(p,n)18F
(F-)
20Ne(d,α)18F
(F2)
Gallium-68
68 min
Ge-68 的子体(271天)
Rubidium-82 min
Sr-82 的子体(25天)
• C, N, O, F 等成分直接参与人体生化代谢
正电子药物