正电子发射计算机断层扫描

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正电子发射计算机断层扫描
治疗法
ICD-10 Procedure Coding System英语ICD-10-PCS C?3
ICD-9-CM Volume_3 92.0-92.1
MeSH D049268
OPS-301英语OPS-301 編碼 3-74
典型的正电子发射计算机断层扫描(PET)設備圖片
侦测器模块和PET探头的示意图(此处为西门子ECAT Exact HR+)
PET数据采集流程示意图
典型的最大強度投影(MIP) 18F-FDG全身PET影像擷取

正电子发射计算机断层扫描英语Positron emission tomography,简称PET)是一种核医学成像技术,它为全身提供三维的和功能運作的图像。正电子发射计算机断层扫描既是医学也是研究的工具。在肿瘤学临床醫學影像癌扩散方面的研究方面有着大量的应用。

简介[编辑]

PET(Positron Emission Computed Tomography,PET)的全称为正电子发射计算机断层扫描,是核医学领域最先进的临床检查影像技术。PET技术是目前唯一的用解剖形态方式进行功能、代谢和受体显像的技术,具有无创伤性的特点,是目前临床上用以诊断和指导治疗肿瘤最佳手段之一。


扫描器[编辑]

当注射到人体内的放射性同位素经历正电子放射衰变时(又称为正电子的β衰变),它释放出一个正电子(即一个电子相对应的反粒子).在经历了几个毫米的旅行后,正电子将會與生物體中的一個电子遭遇并湮灭,产生一对湮灭光子射向几乎背對背的两个方向。当它们遇到偵測器中的闪烁晶体物质时,会造成一点光亮,而被光敏感的光电倍增管雪崩光電二極體所探测到。此种技术依靠对于一对光子的并发事件(同時事例)探测,非同时發生抵達偵測器(即相差几个奈秒以上的时間)的光子将被視為背景事件而不考虑在其中。

影像重建[编辑]

PET扫描器获得的原始数据是一系列由探测器获得,由正子與電子湮灭產生的一對光子的并发事件。每个并发事件背后,有一个正电子逸出,从而引发一个湮灭事件,在空间中同时射出背向的两个光子并被捕捉到。

并发事件重组成投影图像,成为sinograms。sinograms被多角度和方向排列组合後,构成3维图像。普通的一次PET扫描,数据量达到几百万个事例,而相對於電腦斷層掃描(CT)則可以达到几十亿个事例。由此可見,PET数据遭遇的散射和偶发事件(即背景事件)比率远比CT为多。

事实上,人们需要非常多地对数据进行预处理,校正由随机并发造成的影响,估计并去除散射的光子,探测头不工作期dead-time的修正(每次探测到一个光子之后,探测头需要一個短暫的恢復時間),及探测器敏感性校正(为探测头内在敏感性及由于并发事件发生的角度产生的敏感性)。

安全考虑[编辑]

PET扫描是非侵入性的,但是会暴露在放射性同位素下。放射总量很少,通常在7个毫单位Sv左右。与之相比,在英国平均每年环境辐射达到2.2 mSv,胸部X光辐射0.02 mSv,CT胸部辐射8 mSv,空中乘务人员每年接受辐射2-6 mSv,而在康沃爾郡每年环境辐射达到7.8 mSv。(数据来源,英国国家辐射保护协会).然而,在临床应用领域,PET一般与CT同时运用,介于PET对软组织成像的优势结合成熟的CT技术,PET/CT是现在商业PET的主要形式,市面上几乎没有独立的医用PET销售。

参考文献[编辑]

  • Young H, Baum R, Cremerius U, et al.. Measurement of clinical and subclinical tumour response using [18F]-fluorodeoxyglucose and positron emission tomography: review and 1999 EORTC recommendations. European Journal of Cancer. 1999, 35 (13): 1773–1782. 
  • Bustamante E and Pedersen PL. High aerobic glycolysis of rat hepatoma cells in culture: role of mitochondrial hexokinase. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 1977, 74 (9): 3735–3739. 
  • Klunk WE, Engler H, Nordberg A, Wang Y, Blomqvist G, Holt DP, Bergstrom M, Savitcheva I, Huang GF, Estrada S, Ausen B, Debnath ML, Barletta J, Price JC, Sandell J, Lopresti BJ, Wall A, Koivisto P, Antoni G, Mathis CA, and Langstrom B. Imaging brain amyloid in Alzheimer's disease with Pittsburgh Compound-B. Annals of Neurology. 2004, 55 (3): 306–319. 
  • Small GW, Kepe V, Ercoli LM, Siddarth P, Bookheimer SY, Miller KJ, Lavretsky H, Burggren AC, Cole GM, Vinters HV, Thompson PM, Huang SC, Satyamurthy N, Phelps ME, and Barrio JR. PET of brain amyloid and tau in mild cognitive impairment. New England Journal of Medicine. 2006, 355 (25): 2652–2663. 

参见[编辑]