SPECT的基本原理

SPECT是利用放射性同位素作為示蹤劑，將這種示蹤劑注入人體內(nèi)，使該示蹤劑濃聚在被測(cè)臟器上，從而使該臟器成為γ射線源，在體外用繞人體旋轉(zhuǎn)的探測(cè)器記錄臟器組織中放射性的分布，探測(cè)器旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度可得到一組數(shù)據(jù)，旋轉(zhuǎn)一周可得到若干組數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以建立一系列斷層平面圖像。計(jì)算機(jī)則以橫截面的方式重建成像。

正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)掃描（Positron Emision Tomograph  簡(jiǎn)稱(chēng)PET）：

該技術(shù)是利用回旋加速器加速帶電粒子轟擊靶核，通過(guò)核反應(yīng)產(chǎn)生帶正電子的放射性核素，并合成顯像劑，引入體內(nèi)定位于靶器官，它們?cè)谒プ冞^(guò)程中發(fā)射帶正電荷的電子，這種正電子在組織中運(yùn)行很短距離后，即與周?chē)镔|(zhì)中的電子相互作用，發(fā)生湮沒(méi)輻射，發(fā)射出方向相反，能量相等的兩光子。PET成像是采用一系列成對(duì)的互成180排列后接符合線路的探頭，在體外探測(cè)示蹤劑所產(chǎn)生之湮沒(méi)輻射的光子，采集的信息通過(guò)計(jì)算機(jī)處理，顯示出靶器官的斷層圖象并給出定量生理參數(shù)。

電腦斷層掃描（Computed Tomography  簡(jiǎn)稱(chēng)(CT)  :

它是用X射線照射人體，由于人體內(nèi)不同的組織或器官擁有不同的密度與厚度，故其對(duì)X射線產(chǎn)生不同程度的衰減作用，從而形成不同組織或器官的灰階影像對(duì)比分布圖，進(jìn)而以病灶的相對(duì)位置、形狀和大小等改變來(lái)判斷病情。CT由于有電腦的輔助運(yùn)算，所以其所呈現(xiàn)的為斷層切面且分辨率高的影像。

磁共振造影術(shù)（Magnetic Resonance Imaging）簡(jiǎn)稱(chēng) MRI

由于人體內(nèi)含有非常豐富的氫原子（即質(zhì)子），且每一個(gè)氫原子核都如同是一個(gè)小小磁鐵，而人體內(nèi)不同物質(zhì)、組織或器官彼此之間所含的氫原子核密度皆不相同，因此 MRI是利用均勻的強(qiáng)磁場(chǎng)和可改變區(qū)域磁場(chǎng)強(qiáng)度的特定頻率的射頻脈沖，經(jīng)由各種脈沖程序的控制，使得氫原子核產(chǎn)生磁矩的回旋動(dòng)力的變化，然后依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)并記錄下來(lái)，最后由電腦處理而形成不同物質(zhì)、組織或器官的灰階影像對(duì)比分布圖，其所呈現(xiàn)的為斷層切面且分辨率高的影像，所提供的也是屬于人體解剖結(jié)構(gòu)方面的資訊。

比較

以上,種檢查方法都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，使圖像信息數(shù)字化，應(yīng)用數(shù)學(xué)算法對(duì)其實(shí)施圖像信息后處理，PET從分子水平出發(fā)，把組織病理學(xué)檢查延伸為組織局部生物化學(xué)的顯示，確定病變的性質(zhì)及惡性的程度，預(yù)測(cè)病程并直接指導(dǎo)治療，這是目前CT、MRI等影像技術(shù)所不及的，但是PET所提供的圖像是人體生理代謝的圖像，在臨床解剖學(xué)意義上它無(wú)法與CT、MRI等影像技術(shù)比較。再有，PET、CT檢查是放射檢查，從某種意義上說(shuō)，這種檢查對(duì)人體健康會(huì)帶來(lái)一定的不良影響，而MRI成像的磁場(chǎng)強(qiáng)度范圍內(nèi)，對(duì)人體健康不致帶來(lái)不良影響，所以是一種非損傷性檢查，但是對(duì)于裝有心臟起搏器及被檢部位有金屬植入的患者則不能進(jìn)行MRI檢查。

附：PET顯像原理與其他的比較

PET顯像原理,當(dāng)正電子核素或正電子核素標(biāo)記的化合物注入人體內(nèi)后，它們隨血液循環(huán)分布至全身。由于正電子核素為貧中子核素，它們?cè)谒プ兊倪^(guò)程中，質(zhì)子衰變?yōu)橹凶?，同時(shí)發(fā)射出1個(gè)正電子β+，正電子在組織中飛行極短的距離后便與周?chē)M織內(nèi)的電子相遇并發(fā)生湮沒(méi)輻射，正、負(fù)電子消失，其物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)?個(gè)方向相反（互成180°）、能量皆為511 keV的γ光子，穿透人體并被環(huán)繞人體的PET掃描儀探測(cè)到。PET掃描儀利用γ光子對(duì)的直線性和同時(shí)性?xún)蓚€(gè)特性來(lái)進(jìn)行符合探測(cè)，當(dāng)成對(duì)γ光子被2個(gè)互成180°的探測(cè)器在符合時(shí)間窗寬（10~20ns）內(nèi)同時(shí)被探測(cè)到，便得到1個(gè)符合電脈沖（計(jì)算機(jī)記錄為1次湮沒(méi)輻射事件），如圖5所示，計(jì)算機(jī)對(duì)這些符合電脈沖進(jìn)行甄別、分析，確定哪些是真符合事件，哪些是隨機(jī)符合和散射光子，然后通過(guò)圖像重建處理，得到的斷層圖像便為PET圖像。所以PET圖像是正電子顯像劑在機(jī)體內(nèi)的斷層分布圖，不同的正電子顯像劑可得到不同的PET圖像，理解PET圖像時(shí)，應(yīng)先了解所用的顯像劑。

與單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層（SPECT）比較

PET是高級(jí)的核醫(yī)學(xué)顯像技術(shù)。PET與SPECT之間有相同之處，也有差異。相同之間在于兩者都是利用放射性核素的示蹤原理進(jìn)行顯像，皆屬于功能顯像的范疇，顯像結(jié)果也都表現(xiàn)為陰性顯像或陽(yáng)性顯像。但兩者也存在明顯的差異，這主要表現(xiàn)在所用的顯像劑和掃描儀方面。（1）在顯像劑方面，PET 所用顯像劑較SPECT更具“生理性”。（2）在掃描儀方面，PET采用多環(huán)探測(cè)器、電子準(zhǔn)直、BGO小晶體模塊，而SPECT采用平面單探頭或多探頭、機(jī)械準(zhǔn)直、碘化鈉晶體，故PET的探測(cè)靈敏度和分辨率明顯高于SPECT；（3）圖像質(zhì)量方面，PET明顯高于SPECT；（4）PET可行準(zhǔn)確的衰減校正，還可以進(jìn)行準(zhǔn)確的絕對(duì)定量，SPECT在衰減校正及定量準(zhǔn)確方面均不如PET。（5）運(yùn)行成本PET明顯高于SPECT。

然而，隨著技術(shù)的發(fā)展及符合探測(cè)在SPECT方面的應(yīng)用，PET和SPECT之間的一些差異正逐漸變得模糊。

與CT/MR比較

PET與CT/MR相比較，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)，前者以功能顯像見(jiàn)長(zhǎng)，后者以精確反映形態(tài)、結(jié)構(gòu)改變見(jiàn)長(zhǎng)，具有互補(bǔ)性。PET主要是探測(cè)疾病發(fā)生、發(fā)展過(guò)程度的功能、代謝改變，從理論上講它要較以反映形態(tài)改變的CT/MR能更早期地檢出病變的存在，在功能方面，特別在受體顯像方面，PET具有CT/MR無(wú)法比擬優(yōu)勢(shì)。