心脏核医学是核医学中发展最快、应用最广的领域之一，心脏核医学在心肌血流、心肌代谢、心功能测定等方面有着敏感性高，方法简单、准确，定性、定量、定位相结合等优势。心脏核医学是现代心血管疾病诊断与研究的重要手段。随着单光子发射计算机断层扫描(single photon emission computed tomography，SPECT)和正电子发射断层成像(positron emission tomography，PET)的问世，核医学在心血管疾病方面的应用日臻完善，核医学不仅可用于诊断心血管疾病，更重要的是可指导临床治疗、提供危险程度分级和预后评估。

随着科技的进步，材料学的发展，计算机处理速度的加快，核医学的成像设备也有了长足的进步，从最初的γ相机逐步发展到目前的数字化SPECT-CT、数字化 PET/CT。

主要针对单光子核素示踪剂。在心脏领域，主要进行门控心血池显像测定心功能，心肌灌注显像测定缺血、梗死心肌的范围，诊断冠状动脉病变导致心肌损伤的程度、部位和范围等。

传统SPECT由准直器、NaI(TI)晶体、光电倍增管、位置电路、能量电路、显示系统、后处理系统、扫描机架组成。其中准直器、晶体、光电倍增管组成探头，探头可旋转且有单探头、双探头、多探头等不同型号。近年来，也有CZT半导体(正CdZnTe)型的新型SPECT，用CZT半导体取代NaI(TI)和光电倍增管，可直接将单光子信号转换为数字信号。

SPECT的工作原理：利用引入人体的放射性核素发出的γ射线，经过准直器后经NaI(TI)晶体产生荧光，荧光光子再经光电倍增管转换为光电子，并将光电子成倍放大，最后被放大的光电子经位置电路和能量电路的整合，产生数字信号，显示在显示系统中，最后经后重建系统进行迭代法，或者滤波反投影法的图像重建得到断层图像。

SPECT-CT：SPECT图像分辨率较CT和MRI的分辨率差，有些病灶无法通过SPECT图像精确定位，而且γ射线穿过人体时经过衰减，需要进行衰减校正提高图像质量。为了准确诊断，并且得到更好的图像，将SPECT跟CT结合起来，两者轴心一致，且共用一个检查床，在一次检查中就可同时采集到同一部位的SPECT图像和CT图像，将两者进行图像融合，即可准确定位病灶位置，通过CT值得到放射衰减系数也可完成SPECT图像的衰减校正。

PET与SPECT不同，PET主要针对正电子示踪剂，通过正电子核素发生湮灭辐射后产生的对光子来进行现象显像。PET/CT在核心脏领域的应用包括①心肌灌注显像，诊断冠状动脉病变所致心肌缺血损伤的程度和位置；②心肌代谢显像，评价存活心肌；③大血管显像，评价大血管炎等。

传统PET/CT主要由探测器环(晶体，光电倍增管，高压电源)、电子线路、重建机组、扫描机架(包含CT机架)组成。近年来，也有用SIPM半导体(Silicon photomultipliers)探测器代替传统光电倍增管的新型PET/CT出现，提高了分辨率和灵敏度。

PET/CT的工作原理：正电子药物注射入人体后，正电子发生湮灭辐射，形成能量相同(511keV)、方向相反的的两个γ光子，在探测环探测到γ光子的过程中，电子学线路进行电子准直，并标记湮灭辐射发生的位置，从而得到正电子药物的分布情况，经重建机组的重建后得到PET图像，最后跟CT图像进行融合，并完成衰减校正之后得到最终的诊断图像。

除此之外，近年来PET/MRI也逐渐成熟，并开始在临床中应用。