生物医学成像技术

生物医学成像技术PET-CT1.PET-CT成像原理及关键技术2.PET-CT的临床应用3.PET-CT的优缺点4.PET-CT的现状及发展趋势PET-CT良好的工作环境1.PET-CT成像原理及关键技术PET-CT是PET与CT的同机融合，整台设备一体化，使用同一个检查床和同一个图像处理工作站，它集两者优势于一身，既可以显示人体的解剖结构及形态学改变，也可以显示功能、代谢、受体方面的信息，有效地降低了单纯PET或CT的假阳性和假阴性，具有灵敏度高、准确性好、定位准确的特点。PET正电子发射型断层显像PositronEmissionTomography它采用正电子核素或其标记生物活性物质为显像剂来了解全身脏器功能及代谢变化。PET的结构PET是由封闭多环型探测器、电子前端放大与符合系统、计算机系统以及检测床构成。发射正电子的核素，导致一个电子的湮灭辐射，从而产生方向相反、角度180°±0.25°的2个511kev的γ射线光子，利用相对排列的两组探头进行成对湮灭光子的符合检测，然后用计算机处理获得脏器的三维断层图像。PET：mechanismPETAdvanceCT计算机断层扫描ComputedTomography它利用X线观察特定部位形态学特点（解剖结构、形态、大小、密度）CT：Mechanism该扫描方式是通过单一轴面的射线穿透被测物体，根据被测物体各部分对射线的吸收与透过率不同，由计算机采集透过射线并通过三维重构成像。PETCTPET-CT功能图像解剖图像融合图像PET-CT:Mechanism将PET和CT两种设备有机的结合起来，把极其微量的正电子示踪剂注射到人体内，然后用特殊的体外探测器（PET）探测这些正电子核素在人体全身脏器的分布情况，再结合CT的精确定位，这样在对病灶进行定性的同时还能准确地定位，大大提高了临床诊断的准确性和使用价值。PET-CT的基本组成由一台CT和一台PET组成，包括扫描机架、主机柜、操作控制台、图像融合工作站、图像记录系统等组成。扫描机由CT扫描系统、PET扫描系统、扫描床组成。PET扫描系统主要部件是PET扫描探头，是由多个探测器排列组成，围成环状。探测器是用来探测γ射线的装置，探测器晶体的性能是影响PET灵敏度的关键因素。与探测器相连的是光电倍增管，它的作用是把晶体产生的微弱光信号转换、放大成电信号，经过倍处理，光信号才能形成脉冲电流输出。PET-CT的核心设备性能：CT与PET图像同机融合全身扫描20分钟完成图像分辨率：4mm断层层厚：4.25mm各种图像定量分析处理DiscoveryLSPET-CT软件美国GE公司PET-CT将PET（正电子发射计算机断层显像）-CT（计算机断层显像）技术整合为一体，是目前世界上最先进的医学影像设备。其高灵敏的特性可以观察到清晰的解剖结构和分子水平的功能改变。通过一次非侵入性的扫描，即可观察到体内器官以及活体组织的完整的细节。2.PET-CT的临床应用基础领域临床领域•心脏病•神经精神疾病•肿瘤PET-CT首选适应症：已知恶性肿瘤原发灶治疗前分期、治疗前放疗靶区定位、治疗后疗效监测、治疗后复发、残余病灶和坏死、瘢痕的鉴别，已知恶性肿瘤转移灶寻找原发灶。一、PET-CT能对肿瘤进行早期诊断和鉴别诊断，鉴别肿瘤有无复发，对肿瘤进行分期和再分期，寻找肿瘤原发和转移灶，指导和确定肿瘤的治疗方案、评价疗效。在肿瘤患者中，经PET-CT检查，有相当数量的患者因明确诊断，而改变了治疗方案；PET-CT能准确评价疗效，及时调整治疗方案，避免无效治疗。总体上大大节省医疗费用，争取了宝贵的治疗时间。PET-CT肿瘤检查适应范围二、PET-CT能鉴别心肌是否存活，为是否需要手术提供客观依据。目前，PET-CT心肌显像是公认的估价心肌活力的“金标准”，是心肌梗死再血管化（血运重建）等治疗前的必要检查，并为放疗评价提供依据。PET-CT对早期冠心病的诊断也有重要价值。三、PET-CT能对癫痫灶准确定位，也是诊断抑郁症、帕金森氏病、老年性痴呆等疾病的独特检查方法。癫痫的治疗是世界十大医疗难题之一，难就难在致痫灶的准确定位，PET-CT使这一医学难题迎刃而解。经PET-CT的引导，采用Ｘ－刀或γ－刀治疗，收到很好的治疗效果。四、PET-CT也是健康查体的手段，它能一次显像完成全身检测，可早期发现严重危害人们身体健康的肿瘤及心、脑疾病，达到有病早治无病预防的目的。3.PET-CT的优缺点PET-CT同时具有PET和CT的功能，但它绝不是二者功能的简单叠加，因为PET与CT优势互补。PET可以显示病灶病理生理特征，更容易发现病灶；CT可以精确定位病灶，显示病灶结构变化。PET-CT除了具备PET和CT各自的功能外，其独有的融合图像，将PET图像与CT图像融合，可以同时反映病灶的病理生理变化及形态结构变化，明显提高了诊断的准确性。近些年PET-CT在肿瘤、冠心病和神经系统疾病等方面的临床诊断，疗效观察，治疗方案制定中发挥着重要作用，PET-CT能够比一般检查早半年发现病人的病灶，而其他方法有可能会拖延到中期或晚期才能确诊，并且PET-CT一次检查可以完成患者全身的代谢和解剖现象，减少了扫描时间，使患者更舒适。其缺点，除了PET-CT本身价格比较昂贵外，由于正电子核素超短半衰期的特点，大多数PET-CT中心需要购置医用小型回旋加速器以及相关的化学合成系统，这样在提高对医技人员技术要求的同时还增加了建立PET-CT中心的整体费用，这些都成了PET-CT影像设备发展的最大的障碍。4.PET-CT的现状及发展趋势PET-CT是近几年发展最迅速的医学影像设备之一，迄今全球已经安装了110台，在亚洲已经安装了17台，这17台大部分在中国（包括台湾和香港地区）。由于PET-CT临床应用增多，原先单纯使用PET或CT进行诊断的病例中有20－25％通过PCT-CT检查后，临床诊断和治疗的效果得到明显提高。在大陆超过200例的患者接受了PET-CT的检查，并在临床上取得了非常好的效果。无论在国际和国内，PET-CT的临床价值已获得医学界的首肯，接下来的工作是如何更好、更有效地在临床使用PET-CT。虽然PET-CT正以惊人的速度发展，但是仍有许多问题有待进一步解决，例如：如何降低设备成本，如何更精确进行3D采集的衰减校正，以及因为PET和CT采集速度差异造成PET和CT图像精确配准的困难等问题均是目前热门研究课题。4.1PET-CT设备进展4.2PET-CT临床应用进展早期PET-CT主要考虑肿瘤的诊断和治疗。随着CT功能和性能的迅速提高，为PET-CT开拓在心血管、神经系统的功能诊断提供了基础，所以PET-CT在心血管和神经系统临床应用具有广阔的前景。PET-CT在这些方面还需要进一步研究：一是图像评定的标准化问题；二是影响正常本底的因素及如何确定；三是检查成本问题，高昂的费用给PET-CT的普及带来了障碍。所以如何解决这些难题，成了PET-CT今后的发展方向。