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PET-CT成像技术的原理及其应用.doc
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1、PET-CT成像技术的原理及其应用 摘要:本文主要介绍了正电子发射型断层显像(Positron Emission Tomography,PET)-计算机断层显像(Computed Tomography,CT)生物医学成像技术的原理及其应用。并总结了该技术的优缺点和对该技术未来的应用进行了展望。关键词:成像技术,PET, CT1.PET-CT成像技术的原理 医学图像在医学中占有重要地位。显微镜的发明对医学的发展是一次重大推动1。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(如图1)。其高灵敏的特性可以观察到清晰的解剖结构
2、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。图1美国GE公司PETCT仪器图PET是核医学领域比较先进的临床检查影像技术。其大致方法是,将某种物质,一般是生物生命代谢中必须的物质,如:葡萄糖、蛋白质、核酸、脂肪酸,标记上短寿命的放射性核素(如F18,碳11等),注入人体后,通过对于该物质在代谢中的聚集,来反映生命代谢活动的情况,从而达到诊断的目的。当前各医院主要使用的物质是氟代脱氧葡萄糖,简称FDG。其机制是,人体不同组织的代谢状态不同,在高代谢的恶性肿瘤组织中葡萄糖代谢旺盛,聚集较多,这些特点能通过图像反映出来,从而可对病变进行诊断和分析。CT是
3、用X射线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描,由探测器接收透过该层面的X射线,转变为可见光后,由光电转换变为电信号,再经模拟/数字转换器(analog/digital converter)转为数字,输入计算机处理。图像形成的处理有如对选定层面分成若干个体积相同的长方体,称之为体素(voxel)。扫描所得信息经计算而获得每个体素的X射线衰减系数或吸收系数,再排列成矩阵,即数字矩阵(digital matrix),数字矩阵可存贮于磁盘或光盘中。经数字/模拟转换器(digital/analog converter)把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块,即像素(pixel),并按矩阵排列,
4、即构成CT图像。所以,CT图像是重建图像。每个体素的X射线吸收系数可以通过不同的数学方法算出。PET-CT是PET与CT的同机融合,整台设备一体化2,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。 其原理如图2: PET CT PETCT图2 PETCT联用显像原理图2.PET-CT成像技术的应用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
5、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。 林勤课题组3用18FFDG PETCT显像对比,探讨18FFLT PETCT检测鼻癌原发灶和颈部淋巴结转移灶的可行性。图3鼻咽癌患者”F-FDG和18FFLT PETCT显像图。1a患者男,38岁;1b患者男,43岁。大箭头示鼻咽癌原发灶,小箭头示咽后;鼻咽癌颅内侵犯患者(男,45岁)18F-FDG PETCT显像图。2a,2b病灶与颞叶分界不清;2c,2d18F-FIT PETCT显像示病
6、灶与清晰(箭头示) 3鼻咽癌患者(男,44岁)放疗前PETCT全身显像图 结果显示(如图3),18F-FLT在鼻咽肿瘤和颈部转移淋巴结区均呈高摄取,与周围正常组织有明显的分界;18F-FLT PETCT诊断鼻咽癌的效能与18F-FDG无明显差别,与之前的研究结果类似;研究结果示,18F-FLT在脑组织中摄取明显低于18F-FDG,表明对于颅底、海绵窦等部位侵犯的病灶18F-FLT可能比较FFDG PETCT显像有更清晰,因此,18F-FLT用于鼻咽癌患者显像是可行的。丁其勇课题组4利用PETCT检查并经手术或随访证实的良恶性SPN患者各30例,PET诊断由2位核医学科医生以标准摄取值(SUV)
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