PET/CT的原理-知识更新讲座44

2008-07-11 07:08 阅读(?)评论(0)

这是汶川大地震后成都军区总医院恢复日常工作后的第一次讲座:正电子发射型断层显像(positron emission tomogra-phy,PET)是目前有效的灌注/代谢成像技术,已广泛应用于肿瘤和心、脑的功能成像,但存在空间分辨率低、解剖结构显示不清等不足。近年开发应用的螺旋CT,能清楚地显示解剖形态,有重要的优势。两者结合,即PET/CT采取图像融合措施,同时显示病变的功能和形态信息,有助于提高综合诊断水平。

例如,肿瘤的定性、定位和分期诊断以及放射治疗后有无复发的检测和诊断等。图像融合和PET/CT扫描仪 早期的图像融合是应用计算机技术,对不同医学成像如单光子发射型计算机断层成像(single photon emission computed tomography,SPECT)、PET和CT的图像,通过配准和对位将两者融合在一起,但配准困难,计算复杂,使临床应用受到限制。新一代的图像融合是将PET和螺旋CT扫描设备整合在一个系统,通过一次检查可完成两次扫描。通过图像重建等融合技术,形成叠加的PET/CT整合图像。2001年,西门子和GE公司分别推出了PET和多层螺旋CT组合在一起的联合PET/CT扫描仪,这种联合设备兼有显示CT高空间分辨率、清晰的解剖图像和PET功能及代谢成像的综合优势。新一代扫描仪,螺旋CT的探测器已有8排和16排,由于PET探测技术的改进,全身扫描时间已缩短至10~20 min,进一步提高了临床应用效益。PET/CT成像的临床应用及展望 目前,PET/CT联合成像主要的应用领域是肿瘤的诊治和疗效的分析。CT可以清晰地显示肿瘤的形态、大小和部位。18氟脱氧葡萄糖PET,代谢活性增加,有助于恶性肿瘤的定性诊断,从而提高肿瘤的早期诊断、TNM分期,以决定治疗方案和疗效的监测、分析等。例如,根据Frendenber等PET/CT成像主要应用于各类恶性肿瘤(以肺癌,甲状腺癌,眼耳鼻喉癌,肝和直、结肠肿瘤为主)的分期,联合放、化疗后的再分期,疑有肿瘤复发以及检测原发瘤不清的肿瘤病灶等。本组病例均获得高质量的图像。全身PET/CT扫描时间,最长为45 min,低于单一的普通PET的检查时间。另有报告[4],由于PET/CT同时提供解剖/代谢图像,约30%~40%肿瘤患者为此改变了治疗方案。由于PET/CT成像在肿瘤放疗定位中的作用,最近又推出了将放疗计划系统整合到PET/CT扫描仪中的PET/CT/RT系统。根据CT和PET图像在同一计算机界面上制定放疗计划,可明显提高其准确性。除在肿瘤诊治方面的应用外,PET/CT系统对炎性病变、脑血流灌注和心肌活性的检测及其与冠状动脉狭窄的关系等,也在探讨之中。总之,联合PET/CT扫描系统能同时显示解剖功能和代谢信息,确有优势。但当前这类联合扫描仪存在结构复杂、价格及扫描费用昂贵、检查时间长等缺点,有待解决。可以预见,PET/CT扫描系统不久的将来可能成为临床应用的医学影像技术。

成像原理正电子发射计算机扫描技术是利用回旋加速器加速带电粒子轰击靶核,通过核反应产生带正电子的放射性核素,并合成显像剂,引入体内定位于靶器官,它们在衰变过程中发射带正电荷的电子,这种正电子在组织中运行很短距离后,即与周围物质中的电子相互作用,发生湮没辐射,发射出方向相反,能量相等的两光子。成像是采用一系列成对的互成0#!B排列后接符合线路的探头,在体外探测示踪剂所产生之湮没辐射的光子,采集的信息通过计算机处理,显示出靶器官的断层图象并给出定量生理参数。

电脑断层扫描是用4射线照射人体,由于人体内不同的组织或器官拥有不同的密度与厚度,故其对4射线产生不同程度的衰减作用,从而形成不同组织或器官的灰阶影像对比分布图,进而以病灶的相对位置、形状和大小等改变来判断病情。由于有电脑的辅助运算,所以其所呈现的为断层切面且分辨率高的影像。磁共振造影术:由于人体内含有非常丰富的氢原子(即质子),且每一个氢原子核都如同是一个小小磁铁,而人体内不同物质、组织或器官彼此之间所含的氢原子核密度皆不相同,因此利用均匀的强磁场和可改变区域磁场强度的特定频率的射频脉冲,经由各种脉冲程序的控制,使得氢原子核产生磁矩的回旋动力的变化,然后依据法拉第电磁感应定律,转换成电流信号并记录下来,最后由电脑处理而形成不同物质、组织或器官的灰阶影像对比分布图,其所呈现的为断层切面且分辨率高的影像,所提供的也是属于人体解剖结构方面的资讯。

以上几种检查方法都有一个共同的特点,即以计算机为基础,使图像信息数字化,应用数学算法对其实施图像信息后处理。PET从分子水平出发,把组织病理学检查延伸为组织局部生物化学的显示,确定病变的性质及恶性的程度,预测病程并直接指导治疗,这是目前CT、MRI等影像技术所不及的,但是PET所提供的图像是人体生理代谢的图像,在临床解剖学意义上它无法与MRI等影像技术比较。再有,PET检查是放射检查,从某种意义上说,这种检查对人体健康会带来一定的不良影响,而MRI成像的磁场强度范围内,对人体健康不致带来不良影响,所以是一种非损伤性检查,但是对于装有心脏起搏器及被检部位有金属植入的患者则不能进行MRI检查。

应当指出,数字成像技术是一种新兴的成像技术,各种技术和方法都有其优势与不足,并非一种成像技术可以适用于人体所有器官的检查和疾病诊断,也不是一种成像技术能取代另一种成像技术,它们之间的关系相互补充和印证,是相辅相成的。随着科学技术的不断发展,PET/CT图像彼此可以进行融合,使得解剖图像和功能图像融为一体,为临床医学提供更准确的诊断。

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  最后修改于 2008-07-11 07:11    阅读(?)评论(0)
 
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