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核医学总论Nuclear Medicine北京大学第四临床医学院张连娜北京积水潭医院 n核医学到底是什么？n检查过程如何？n与其他检查相比有哪些好处？n学习重点：核医学的定义内容和特点 放射性核素显像放射性核素显像的诊断原理及特点伽玛闪烁探测器及符合探测的工作原理第一节第一节 核医学的定义、内容和特点核医学的定义、内容和特点一、一、核医学的定义核医学的定义 核医学（nuclear medicine）是一门研究 核素和核射线在医学中的应用及生物医学理论的学科 二二 内容包括内容包括 实验核医学 （experimental nuclear medicine）临床核医学 （clinical nuclearmedicine）n如果你是病人，你希望的检查是什么样的？三、核医学的特点 1 1.核医学功能代谢显像核医学功能代谢显像-准确性准确性2.放射性核素显像为无创性检查放射性核素显像为无创性检查3.放射性核素检查的安全性-放射性剂量小4.部分检查一次注药可进行全身检查，性价比高 5.影像的清晰度不如CT、MR，影响对细微结构的精确显示三、核医学的特点功能代谢显像显像方法方法:静脉注射放射性示踪物，通过设备探测、接收并记录引入体内靶组织或器官的放射性示踪物发射的射线，并以影像的方式显示出来。

三、核医学的特点功能代谢显像n可以显示脏器或病变的位置、形态、大小等解剖学结构，更重要的是可以同时提供有关脏器和病变的血流、功能、代谢甚至是分子水平的化学信息，有助于疾病的早期诊断三、核医学的特点 影像的清晰度不如CT、MR，影响对细微结构的精确显示图像融合（图像融合（image fusionimage fusion）技术可将CT、MR解剖结构影像与核医学SPECT和PET获得的功能代谢影像相叠加，更有利于病变精确定位和准确定性诊断表1-1 现代医学影像学技术及成像原理 影像学技术 成像原理图像性质 C T衰减系数 CT值 形态 解剖 MRI质子密度 T1T2 解剖 功能 B-US超声波反射(回声)形态 解剖 r-照相机放射性浓度(平面)血流 功能 SPECT放射性浓度(半定量)血流代谢功能 PET放射性浓度(定量)血流代谢功能SPECT和CT的异同n SPECT CT _射线源 光子流(射线)光子流(X射线)射入方式 发射型 穿透型成像原理 探头探测和采集 探头探测 引入体内的核素 从外部穿透肌体后 发射的射线而 由组织密度差异而 产生的影像 产生的影像反映信息 器官的生理功能 解剖结构 与解剖结构 _ 第二节第二节 放射性药物放射性药物基本概念基本概念 放射性药物放射性药物-放射性药物（放射性药物（radiopharmaceuticalradiopharmaceutical）指含有放射性核素供医学诊断和治疗用的一指含有放射性核素供医学诊断和治疗用的一类特殊药物。

类特殊药物显像剂或示踪剂显像剂或示踪剂-诊断用放射性药物诊断用放射性药物通过一定途径引入体内，获得靶器官或组织通过一定途径引入体内，获得靶器官或组织的影像或功能参数，亦称为显像剂（的影像或功能参数，亦称为显像剂（imaging imaging agentagent）或示踪剂（）或示踪剂（tracertracer）你认为诊断用的放射性药物应具有那些特点？1、合适的半衰期2、应为纯光子射线3、光子能量范围100-250KeV4、靶/非靶比值诊断与治疗用放射性药物诊断与治疗用放射性药物 一 诊断用放射性 药物 用发射光子 的核素及其标记物(由照相机或SPECT接收、探测)来源：诊断用放射性药物 1.99mTc 标记的放射性药物 99mTc-核素性能优良，为纯光子发射体，能量140 keV，T1/2为6.02 h、方便易得、几乎可用于人体各重要脏器的形态和功能显像 99mTc是显像检查中最常用的放射性核素 诊断用放射性药物2.131I、201Tl、67Ga、111In、123I等放射性核素 这类光子的核素及其标记药物也有较多应用，在临床中发挥着各自的特性和作用诊断用放射性药物3.正电子放射性药物正电子放射性药物 11C、13N、15O和18F等短半衰期放射性核素（表1-2）在研究人体生理、生化、代谢、受体等方面显示出独特优势，其中氟18F脱氧葡萄糖（18F-FDG）是目前临床应用最为广泛的正电子放射性药物。

一 诊断用放射性药物放射性核素发生器发生器是从长半衰期的核素（称为母体）中分离短半衰期的核素（称为子体）的装置诊断用放射性药物 反应堆反应堆是最强的中子源，利用核反应堆强大的中子流轰击各种靶核，可以大量生产用于核医学诊断和治疗的放射性核素医学中常用的反应堆生产的放射性核素有：99Mo、113Sn、125I、131I、32P、14C、3H、89Sr、133Xe、186Re、153Sm等加速器能加速质子、氘核、粒子等带电粒子，这些粒子轰击各种靶核，引起不同核反应，生成多种放射性核素医学中常用的加速器生产的放射性核素有：11C、13N、15O、18F、123I、201Tl、67Ga、111In等表1-2 常用正电子放射性核素核反应过程(生理性示踪剂,可完成几乎所有的分子生物学显示)PET核素半衰期核反应式15O2.05 min14N(d，n)15O/15N(p，n)15O13N9.96 min16O(p，)13N11C20.34 min14N(p，)11C18F110 min18O(p，n)18F/20Ne(d，)18F诊断用放射性药物 核燃料辐照后产生400多种裂变裂变产物，有实际提取价值的仅十余种。

在医学上有意义的裂变核素有：99Mo、131I、133Xe等二 治疗放射性药物Radionuclide Therapy 适宜的射线能量和在组织中的射程是选择性集中照射病变组织而避免正常组织受损并获得预期治疗效果的基本保证1.发射纯-射线的放射性治疗药物：32P、89Sr（1.46Mev2-3mm)、90Y等 2.发射-射线时伴有射线的放射性治疗药物：131I、153Sm、188Re、117Snm、117Lu等 三、放射性药物质量控制三、放射性药物质量控制放射性药物的质量控制（quality control，QC）至关重要，它直接影响其有效性和安全性检测内容主要有：（一）物理性质 检测1.性状（澄明度、颜色、颗粒度；）2.放射性核纯度radionuclide purity 指特定放射性核素的放射性活度占总放射性活度的百分数；3.放射性活度（单位时间内原子核衰变数，radioactivity）检定等三、放射性药物质量控制三、放射性药物质量控制（二）化学性质检测 1.pH 2.化学纯度（指以某一形式存在的物质的质量占该样品总质量的百分数）3.放射化学纯度（是指以特定化学形态存在的放射性活度占总放射性活度的百分比，radiochemical purity，RCP或Rp）检定等，其中放射化学纯度对于放射性药物非常重要，有些放化杂质会浓集于血液和非靶器官，影响图像质量甚至影响结果判断。

三、放射性药物质量控制三、放射性药物质量控制（三）生物学性质检测 1.无菌 2.无热原 3.毒性检定 4.生物分布试验 四、放射性药物正确使用四、放射性药物正确使用放射性药物是一类特殊药物（一）放射性药物正确使用放射性药物正确使用1.在决定是否给病人使用放射性药物进行诊断或治疗时，首先要作出正当判断 2.医用内照射剂量必须低于国家有关法规的规定 (二)做好放射防护做好放射防护第三节第三节 核医学仪器核医学仪器 核医学仪器有多种：r-照相机,SPECT,符合线路ECT,PET,PET/CT 核医学仪器一般由两大部分组成：辐射探测器radiation detector（r-闪烁探测器 r-scintillation detector）电子测量装置和/或计算机装-电子学线路显示器，最后以一定的方式进行显示一、一、闪烁探测器闪烁探测器闪烁探测器（scintillation detector）实际上是一种能量转换器，其作用是将探测到的射线能量转换成可以记录的电脉冲信号主要部件(探头)由碘化钠（铊）NaI（Tl）晶体、光电倍增管（photomultiplier，PMT）和前置放大器组成（图1-7）。

光电转换光电转换图1-7 闪烁探测器的工作原理二、核医学显像仪器二、核医学显像仪器（一）照相机 照相机（camera）是核医学最基本的显像仪器，它由探头及支架、电子线路、计算机操作和显示系统组成（图1-8）二、核医学显像仪器二、核医学显像仪器（二）单光子发射型计算机断层仪（single photon emission computed tomography，SPECT）二、核医学显像仪器二、核医学显像仪器（三）符合线路SPECT（coincidence circuit SPECT）或SPECT/PET正电子发射断层仪PET(Positron Emission Tomography)+衰变产生的正电子具有一定的动能，能在介质中运行一定距离，当其能量耗尽时可与物质中的自由电子结合（两个电子的静止质量相当于1.022MeV的能量），正负电荷抵消，转换成为两个方向相反,能量各为0.511MeV的光子而自身消失 _湮没辐射符合探测:正电子断层显像的物理基础 方向相反,能量各为511KeV的光子 同时被相对放置的2个探头探测到二、核医学显像仪器二、核医学显像仪器（四）正电子发射型计算机断层仪 （positron emissiontomography，PET）PET/CT 中心回旋回旋加速器正电子化学合成器PET/CT二、核医学显像仪器二、核医学显像仪器（五）PET/CT 在PET、SPECT/PET基础上添加CT和/或MR成像系统三、功能测定仪三、功能测定仪功能测定仪由一个或多个探头、电子线路、计算机和记录显示装置组成（图1-19）。

其对射线的探测原理见上述闪烁探测器常用的有甲状腺功能测定仪、肾图仪、局部脑血流测定仪和心功能仪等四、其它四、其它（一）井型计数器（well counter）四、其它四、其它（二）液体闪烁计数器 （liquid scintillation counter）四、其它四、其它（三）活度计（radioactivity calibrator）和污染、剂量监测仪 第四节第四节 核医学诊断与治疗原理核医学诊断与治疗原理 一、放射性核素显像一、放射性核素显像定义：将放射性核素及其标记化合物 引入体内，实现脏器、组织、病变的 显像检查的方法一）放射性核素显像原理 放射性核素显像是利用放射性核素示踪技术在活体内实现正常和病变组织显像的核医学检查法SPECT_放射性核素或其标记化合物与天然元素或其化合物一样，引入体内后根据其化学及生物学特性有其一定的生物学行为，它们选择性地聚集在特定脏器、组织或受检病变部位中PET _ 目前唯一可在活体分子水平完成生物学显示的影像技术,几乎所有的生物分子均可用生理示踪剂.心脏肿瘤神经n核医学最基本的原理-示踪原理（一）放射性核素显像原理聚集的主要机制有：细胞选择性摄取(包括特需物质、特价物质和代谢产物或异物)；特异性结合(放射免疫显像)；化学吸附(骨扫描)；微血管栓塞(肺灌注显像)；简单在某一生物区通过和积存等.（二）放射性核素显像类型1.平面与断层显像 平面显像（planar imaging）断层显像（tomography）（二）放射性核素显像类型2.静态与动态显像静态显像（static imaging）动态显像（dynamic imaging）（二）放射性核素显像类型3.局部与全身显像 局部显像（regional imaging）全身显像（whole body imiging）（二）放射性核素显像类型4.阳性显像（positive imaging）与阴性显像（negative imaging）“热区”显像（hot spot imaging）“冷区”显像（cold spot imaging）（二）放射性核素显像类型5.静息与负荷显像 负荷stress。