目前，PET/MR中的PET和MR有3种组合模式：一是将PET（或PET/CT）和MR设置在不同房间，采用一套运送和支持系统将2个房间的设备连接起来以减少患者在两次检查间的体位变化，图像通过软件进行融合。二是将PET和MR以同轴方式分开置于两侧，中间设置一个可以旋转的共用扫描床，分别扫描PET和MR后进行图像融合（图2-20）。以上2种组合模式的问题是PET和MR分步采集，易产生体位变动，需要时间长，给临床和科研带来一些问题及不便。三是PET/MR一体机，也是真正意义上的PET/MR。然而，PET/MR一体机的研发需要设计一种既能在磁场中正常工作，又不影响MR成像，还要能承受射频场影响的PET探测模块。PET探测器常规采用的PMT，磁场能使电子偏离运动轨迹，导致PMT不能正常工作。因此，解决PET和MR的相互干扰是关键问题，MR强静态磁场、梯度场和射频场会影响PET性能。PET电气部分引入的射频噪声、PET材料插入导致的磁场不均匀、位于PET机架和电路板的传导结构内的梯度系统诱导涡电流产生，这些都会降低MR图像质量。另外，PET/MR一体机还要解决PET图像的衰减校正问题。PET/CT的衰减校正数据可通过将CT透射扫描图像转换为511keV的衰减系数图获得，PET/MR则无法提供这样的透射扫描数据。这是因为PET/MR中没有空间容纳一个发射源，而且一个旋转的含金属的发射源，无论是X线球管、棒状或点状都会与MR磁场产生串扰。同时MR是基于质子密度成像，不同于CT扫描是基于组织密度成像。因此，PET/MR要求采用MR扫描数据进行衰减校正的新方法。

图2-20 同轴分置式PET/MR

为解决PET的探测问题，尝试了以下几种解决方案：一是使用3~5m长的光纤将磁场内闪烁晶体产生的光子传输到磁场外的PMT和电子学元件，以减少磁场的影响。缺点是较长的光纤导致50% ~ 75%的光子丢失，降低了PET的性能。二是采用分裂磁体（split-magnet）低场强的MR制造PET/MR，将PET探测器置于场强几乎为0的磁体间隙内。缺点是低场强的降低了MR的性能。三是采用对磁场不敏感的雪崩光电二极管（avalanche photodiode，APD）代替PMT。经检

测在9.4T场强下，仍能保持APD的性能。APD探头为PET/MR一体机的研制提供了可能。

目前，PET/MR设计中的技术问题已基本得到解决。PET/MR一体机是在MR大孔径磁体和紧凑型PET探测器的基础上，PET与MR的同机和同中心复合设计。采用APD代替受磁场干扰的PMT，节省了空间，也解决了强磁场对PET探测器的干扰。将APD探测器植入MR磁体内，采用有效的屏蔽系统消除磁场对PET数据处理链的干扰，使PET与MR融于一体（图2-21）。PET是由内置于磁体腔内的PET探测器环系统和设置在磁体外部安全区域的电子学系统及连接两者的电缆组成。因此MR磁体腔的直径越大，其所能容纳的内置PET探测器系统的有效内径也就越大。另外，一体化PET/MR要实现广泛的临床应用，必须突破传统MR线圈的限制。常规MR扫描会受到线圈及其扫描范围的限制，一次只能扫描一个部位，如果扫描多个部位，需要更换线圈和重新摆位；而常规PET显像多为全身扫描，两者难以相互匹配。MR的全景成像矩阵（Total Imaging Matrix，TIM）技术，实现了全身PET/MR的图像采集。TIM技术的特点是矩阵线圈概念，它允许在32个射频信道中最多组合102个线圈元件，通过加长的并行接收链来完成全身成像矩阵、自动病床移动、自动线圈开关控制以及在线技术，无需更换线圈及重新摆位，数据采集一次完成。TIM技术解决了PET/MR的全身扫描问题。

图2-21 PET/MR一体机

PET/MR尚处于起步阶段，难免会存在一些问题没有彻底的解决，如PET与MR探测器的相互影响，一方面PET探测器会影响MR磁场的梯度和均匀性，另一方面MR的磁场也会影响PET探测器的稳定；MR图像不是组织脏器的密度图像，采用MR对PET图像进行衰减校正的准确性还需要进一步在实践中验证。

第五节 功能测定仪器

脏器功能测定仪是采用γ闪烁探测器连接计数率仪或记录器组成，根据临床需要设计有一个或多个探头，一般均配有计算机处理系统。功能测定仪器的工作原理是利用探头从体表测定脏器中的放射性随着时间变化而发生的动态变化，获得脏器以时间为横坐标、放射性为纵坐标的时间-放射性曲线。通过分析脏器的时间-放射性曲线判断脏器的功能。脏器功能测定仪主要有甲状腺功能测定仪、肾脏功能测定仪及多功能仪等。随着前哨淋巴结探测研究的进展，使得γ探针在外科手术中探测淋巴结转移灶得到应用。

一、甲状腺功能测定仪

甲状腺功能测定仪简称为甲功仪，只有一个探头，主要由准直器、闪烁晶体、光电倍增管、前置放大器及定标器构成，多配有电子计算机。甲功仪的准直器为张口型，以限制探头视野屏蔽邻近组织的放射性干扰，并配有甲状腺探测的专用标尺（图2-22）。主要用于测定甲状腺吸碘率，评价甲状腺吸碘功能。

图2-22 甲状腺功能测定仪

二、肾功能测定仪

肾功能测定仪也称肾图仪，一般有两个探头，分别固定在可以多个方向移动的支架上，设有双路测量系统。肾图仪的探头由配有铅屏蔽壳和准直器的γ闪烁探测器连接计数率仪或记录器及电子计算机组成（图2-23）。肾图仪的准直器有圆型，也有长方张口改进型，特点是内侧壁和下壁增厚，其视野可包括肾脏，还能屏蔽对侧肾脏及膀胱放射性的干扰。

工作时肾图仪的两个探头分别对准左右肾脏，静脉注射通过肾脏快速排泄的放射性药物，两个探头分别探测并描记左右肾脏放射性随时间变化的时间-放射性曲线，即为肾图，分析肾图曲线可以分别获得双肾血流灌注、分泌及排泄状况，对肾脏功能及上尿路的通畅情况进行评价。另外，也有肾图仪配有第三个探头，在测定肾脏功能时用于对准膀胱，可描记膀胱内放射性随时间的变化，可以评价双侧肾脏的尿液生成及排泄情况。为临床提供更多的诊断信息。

图2-23肾功能测定仪

三、多功能仪

多功能仪的结构与肾图仪类似，可配有4～6个探头，设有4～6路测量系统（图2-24）。多功能仪的探测器采用γ闪烁探头，晶体前分别装有张角型、聚焦型的准直器，张角型准直器配有甲状腺探测的专用标尺。整套系统可进行肾脏功能、甲状腺功能、膀胱残余尿量、心脏及脑功能等多项测定，一机多用。

图2-24多功能仪

四、?探针

γ探针是一个小型γ探测器，可以采用合适的方法对γ探针或其外套进行消毒，并可以带入手术室，在手术中使用。?探针是随着前哨淋巴结研究的进展而发展起来的一种小型便携式?探测器（图2-25）。通常是将淋巴结显像剂注入肿瘤内或肿瘤旁组织间隙，先采用动态显像显示前哨淋巴结的位置、大小及分布。手术中采用手持式γ射线探测器探测前哨淋巴结，外科手术医师可有的放矢的清扫前哨淋巴结。

图2-25 ?探针

第六节 体外样本测量仪器

体外样本测量仪器是对样品或环境中的放射性进行相对或绝对定量的仪器，主要用于体外放射分析及示踪实验研究等方面。常用的体外样本测量仪器主要包括γ计数器、液体闪烁计数器及活度计等。

一、γ计数器