核医学物理考试要点

第一章

1.有 效、安 全、人性化

2.核医学采用放射性同位素来进行疾病的诊断、治疗及研究。它是核技术与医学相结合的产物。

3.核医学成像的特点：

通过在体外探测射线，达到观察药物分子在活体中被摄取、输运、 代谢及排出过程的目的。

获得病人的生理学和脏器功能方面的信息，揭示细胞中的新陈代谢过程，洞悉疾病的发病原因和药物的作用机制。

核医学成像以分子、 代谢、功能的显像为特点，成为影像医学不可缺少的组成部分。

4.早期诊断、精确诊断、愈后诊断

第二章

5.放射性同位素：在自然界中处于不稳定状态，会通过发生衰变，释放粒子和能量而转换为另一种稳定核素

6.正负电子对湮灭：

正电子在物质中运动一段路程，与周围物质的原子发生碰撞，迅速损失能量，一般在几个毫米内就接近停止。

正电子与普通电子发生湮灭反应，其质量转化为能量，以两个近似相反方向运动的511keV的湮灭光子的形式释放出来。

7.同质异能素：一种核素可以处于不同的能态。其中能量最低的状态称为基态，其它状态称为激发态或亚稳态。 处在不同能量状态的核素互称同质异能素

8.医学放射性核素的制备方法：

利用放射性核素发生器

利用半衰期长的母体放射性核素，经过衰变产生适合临床诊断用的、半衰期短的子体放射性核素

9.放射性药物：放射性核素 = 放射性药物 （131I-）;放射性核素 + 标记物 = 放射性药物

10.放射性药物的选择要求:能量适中、半衰期适中、价格合理、无化学毒性、化学标记特性良好

11.临床使用的放射性核素：正电子衰变类放射性核素：11C（20.3m）、 13N（10m）、 15O（123s）、 18F（110m）可用于正电子显像。

内照射治疗用的放射性药物，以半衰期较长的β-粒子为宜。目前常用的治疗用放射性核素是131I 和 32P。

12.光电效应：γ光子与原子壳层电子相互作用，把能量全部交给电子，使之成为自由电子的过程。 γ光子丧失全部能量后消失。

13.康普顿散射：γ光子与原子最外壳层电子发生碰撞，将部分能量交给电子，使之脱离原子核的缚，从原子中逸出。 光子运动方向改变，能量减少。

14.电子对生成：能量大于1.022MeV （2m0c2）的光子经过原子核场，转化为一个正电子和一个负电子，γ光子消失。

15.光子发生一次康普顿散射，在物质中最大可沉积的能量是多少？

散射光子的最小能量θ=180°，此时电子能量最大。

第三章

16.辐射探测器：气体探测器、闪烁探测器、半导体探测器

17.荧光光子能量小于禁带宽度，不被重复吸收

18.光电器件

光电倍增管(PMT)：玻璃壳（真空腔）、光阴极、 聚焦电极、打拿极、电荷收集阳极

19.传统的辐射探测器信号读出电路系统：

前放电路作用：

探测器电荷或电流信号转换为电压信号，阻抗匹配

探测器输出信号放大，提高信噪比

成形电路作用：

使缓慢衰减脉冲变窄，减少堆积

调理信号至适于A/D转换

20.能量测量，信号能量可以通过以下参数测量：脉冲最大幅值、脉冲面积、脉

冲宽度

常用测量方法：峰值探测+模数转换

21.时间测量

第五章

22.γ 相机以“计数式”的方式累计大量γ 事件，形成闪烁图像。 重要参数：采集总计数、采集时间、注射活度、系统探测效率

23.准直器

γ 照相机只能使用吸收准直器成像。

准直器只让沿准直孔前进的γ光子到达NaI晶体，向其他方向发射的γ光子 则被准直器吸收掉。

把人体中三维的放射源分布投影成平面图像，成像准直器用铅、钨等重金属吸收物质制成。

24.按照准直孔的排列可分为：

(A)平行孔准直器：像与物等大。

(B)扩散型准直器：对大物体成缩小的像

(C)汇聚型准直器：对小物体成放大的像。

(D)针孔准直器：倒立像，大小取决于物/像距

25.空间特性 ：对成像物体的空间鉴别能力和图像畸变大小

空间分辨率：γ相机对物体细节的鉴别能力

点扩展函数的半高宽半高宽作为表示

空间分辨率的参数要分辨图像上的两个点源，它们的距离至少应保证两个点扩展函数在半高处刚好重叠。

如果假设准直器具有理想的准直效果，点源所发射的单向γ光子在闪烁晶体上形成的点扩展函数PSFi(r)反映固有空间分辨率特性

如果假设探测器具有理想的固有空间分辨率，点源的点扩展函数PSFg(r)反映准直器的几何空间分辨率特性。

影响固有空间分辨率的因素：闪烁信号幅度的统计涨落、PMT位置响应函数的特性

26.能量特性：能量分辨能力和不同能量光子的定位偏差 。

能量分辨率：表示对γ光子能量的鉴别精度

用放射性核素固有能谱中光电峰的FWHM来量度。

影响能量分辨率的主要因素：闪烁光子的统计涨落

27.计数特性 ：对γ事件的响应能力。

灵敏度：反映系统对γ光子的探测效率

用放射性核素固有能谱中光电峰的

FWHM来量度。影响能量分辨率的主要

因素：闪烁光子的统计涨落

第七章

28.解析类/迭代类重建方法

29.ML-EM 算法= 极大似然代价函数

+ 期望最大化优化算法

EM 算法的基本思想：

将求一个复杂函数 极值的问题转化为求一系列“ 简单函数”极值的问题。 在每一次迭代中，首先根据现有的图像估计值找到合适的“简单函数” ，然后对这一函数进行极小化，求得相应的图像估计值并进入下一次迭代。

30.随着迭代次数的增加，重建图像的分辨率逐渐提升（细节越来越清晰），但图像中的噪声也越来越大。

31.

第八章

32.单光子发射断层成像SPECT

33.断层图像重建算法:FBP 、OSEM、FBP、OSEM

34.影响ECT图像定量精度的因素众多，它们可以分为物理因素、 仪器和技术因素和病人因素三类。

35.γ光子在病人体内会发生光电效应和康普顿散射等作用，导致衰减和散射效应，造成图像的质量下

降和丧失定量化精度，是SPECT图像定量化的主要限制因素 。

36.一个更精确的传输矩阵可以提高：图像信噪比、图像定量精度、图像分辨率

37.“好的” SPECT图像应当具有高病灶对比度，即放射性浓度尽量集中于病灶区域，而在其他区域的背景活度越低越好。

CT图像具有高空间分辨率和解剖结构分辨能力。

如果将相同空间位置的SPECT和CT图像“配准”到一起，在“融合”后的图像中可以更好地对病灶进行

定位。

另一方面，CT图像还可以提高SPECT衰减校正所需的μmap。

38.

第九章

39.正电子发射断层成像PET

PET(正电子发射断层成像, Positron Emission Tomography)将正电子放射性核素引入人体，在体外探测发射出的光子，利用

断层成像算法获得图像。

40.影响PET空间定位精度的因素：探测器宽度、探测器定位精度、正电子自由程、正电子残余动量