第五章 放射性核素示踪技术

放射性核素示踪技术在生物医学中的应用解决的关键问题、同位素示踪法基本原理和特点质。

因此，就可以用同位素作为一标记，制成含有同位素的标记化合物（如标记食物，物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、量及其转变等，稳定性1015非放射性个放射性原子。

它比目较敏感的重量分析天平要敏感放射性测定不受其它非放射性物质的干扰，可以省略许复杂的物质射线，在体外测量而获得结果，就大简化了实验过程，4.符合生理条件在放射性同位素实验中，所引用的放射性标记化合物的化学量是极微量的，它对体内原有的相应物质的重量改变是微不足道的，体内生理过程仍保持正常的平衡状态，获得的分析结果符合生理条件，更能反映客观存在的事物本质。

放射性同位素示踪法的优点如上所述，但也存在一些缺陷，如从事放射性同位素工作的人员要受一定的专门训练，要具备相应的安全防护措施和条件，在目前个别元素（如氧、氮等）还没有合适的放射性同位素等等。

在作示踪实验时，还必须注意到示踪剂的同位素效应和放射效应问题。

所谓同位素效应是指放射性同位素（或是稳定性同位素）与相应的普通元素之间存在着化学性质上的微小差异所引起的个别性质上的明显区别，对于轻元素而言，同位素效应比较严重。

因为同位素之间的质量判别是倍增的，如3H质量是1H的三倍，2H是1H的两倍，当用氚水（3H2O）作示踪剂时，它在普通H2O中的含量不能过大，否则会使水的物理常数、对细胞膜的渗透及细胞质粘性等都会发生改变。

但在一般的示踪实验中，由同位素效应引起的误差，常在实验误差内，可忽略不计。

放射性同位素释放的射线利于追踪测量，但射线对生物体的作用达到一定剂量时，会改变机体的生理状态，这就是放射性同位素的辐射效应，因此放射性同位素的用量应小于安全剂量，严格控制在生物机体所能允许的范围之内，以免实验对象受辐射损伤，而得错误的结果。

二、示踪实验的设计原则设计一个放射性同位素的示踪实验应从实验的目的性，实验所具备的条件和对放射性的防护水平三方面着手考虑。

核医学是研究原子核技术在医学中的应用及其理论的学科。

核医学的日常工作离不开放射性核素和核射线。

由于原子核技术在战争中应用的缘故，人们对射线普遍存在着一种恐惧心理，甚至包括一些医务人员在内，对核医学知识的了解也较为贫乏，患上了恐“核”症，谈“核”色变。

这种观点完全是错误的，大多数人对原子核技术认识还停留在原子弹、氢弹、核辐射的层面上。

其实原子核技术开始发展时，就已经开始尝试在医学上应用，经过数十年的发展，原子核技术研究已经取得了一定的成果。

北京军区总医院风湿免疫科专家介绍：放射性核医学（核素示踪技术）的安全性。

其实，对于核医学与核武器，我们可以用自然现象打一个比方：同为气象学的降雨，春季里的绵绵春雨滋润了大地，催发了春天的无限生机;而夏天具有极大破坏力的冰雹、龙卷风却只会给大地和人类带来灾难。

核医学就像春天的喜雨，而核武器就像冰雹、飓风;由于辐射剂量不同，这二者对人类的影响是截然不同的。

核医学所用的低剂量射线绝对安全，它不仅不会给人类带来损伤，相反给人类开辟了一条诊断与治疗的新途径。

更何况，人类本身就生活在一个充满射线的世界，只不过我们对它不了解而已。

我们每个人随时随地都在与射线“亲密接触”，尽管看不见摸不着，却都在不知不觉中承受着射线的辐照：来自太空的宇宙射线时时处处就笼罩在我们的上空;地球上的土壤、岩石和水源中也存在着微量的天然放射性核素;在人类的各项生产、消费活动中，也会产生放射性，比如我们每天观看电视节目，电视机的显像管受到高速电子的轰击，也会有微量的放射线产生，此外，手机、电脑等等都会有微量辐射。

这一切所构成的基础辐射我们称为放射性本底。

相对于这些已有的放射源，核医学所带来的辐射剂量并没有显著的增加，因而不会对受检者造成危害，而且在核医学诊疗过程中所用的放射性药物，其用量本身都被严格控制在绝对安全的范围之内，可以说核医学是十分安全的。

核医学作为一门新兴学科，在医学应用中有着巨大优势：在医学示踪研究中，它是一种灵敏、准确的示踪技术;对于生物活性物质的定量分析，它提供了高度特异性的超微量分析手段;诊断方面，它将功能检查与形态学检查有机的结合起来，反映整体和局部功能，动态观察疾病所引起的病理变化;治疗上，它是一种新颖而有效的治疗方法。

第五章放射性核素显像习题（一）单项选择题1．放射性核素显像常用的半衰期是A．6.06小时 B．3小时 C．12小时 D．2.7天 E．8.1天2．核技术是研究A．核技术在医学中的应用及其理论 B．核技术的应用范畴 C．核技术的发展史D．核技术的发展前景E．以上都是3．目前核医学常用的治疗方法是A．内照射治疗B．敷帖治疗 C．外照射治疗 D．深部X线 E．加速器4．1896年法国的贝克勒尔发现了哪种元素的放射性，第一次认识到放射现象A．镭B．铀 C．钴D．锶E．钙5．居里夫妇发现的具有放射性的物质是A．镭B．铀 C．钴D．锶E．钙6．测定全身血容量采用的示踪技术为A．动态平衡法B．物质转换法 C．外照射法D．直接排泄法E．核素稀释法 F．以上都不是7．下面关于放射性显像的叙述不正确的是A．药物能自发地发射出射线 B．放射性药物可引入体内 C．药物可被组织器官吸收 D．药物能参与体内代谢过程E．射线可全部被仪器测量8．带电粒子靠近原子核时，因库仑电场的作用而改变运动方向与能量，若仅改变方向而不改变能量则称为A．韧致辐射 B．湮没辐射C．弹性散射D．电离辐射E．内转换 F．以上都不是9．湮没辐射见于下列哪种射线与物质的作用A．射线 B．正射线 C．射线 D．负射线 E．内转换 F．标志X射线10．核医学治疗中，主要通过探测体内的哪种射线，获得断层图像A．射线B．正射线 C．射线D．负射线 E．内转换放出光子 F．标志X射线11．在元素周期表中，位置相同，原子序数相同而中子数不同的是A．核素B．同位素 c．核子D．光子E．同质异能素F．放射性核素12．质子数相同，并且中子数也相同，因而质量数相同，并处于同一能量状态的原子，称为A．核素B．同位素C．核子D．原子核E．同质异能素F．放射性核素13．质子和中子统称为A．核素B．同位素 C．核子D．原子核 E．同质异能素 F．放射性核素14．下列哪种为同位素A．和 B．和 C．和 D．和 E．和 F．以上都不是15．放射性核素示踪技术所采用的示踪剂是A．蛋白质B．化合物 C．多肽 D．糖 E．放射性核素或由其标记的化合物 F．以上都不对16．在ECT的显像中，最常用最理想的核素是A． B． C． D． E． F．17．PET显像使用的射线及其能量是A．511KeV的X射线 B．511KeV的射线 C．511KeV的单光子 D．511KeV的一对光子E．140KeV的双光子18．当SPECT显像时，若射线的能量过高，则图像的分辨率会A．无影响B．增高C．降低D．增高或降低E．以上都不对19．当SPECT显像时，若射线的能量过高，则图像的灵敏度会．A．无影响B．增高C．降低D．增高或降低E．以上都不对20．PET显像的空间分辨率明显优于ECT，一般可达到A．0.1~0.5 mm B．1~2 mm增高C．0.1-0.2 mm D．3~4 mm增高或降低E．4-5 mm21．SPECT断层显像时，为了获得高质量的图像，下列哪项正确A．尽量大的探头旋转半径B．尽量多的探头采集帧数C．尽量减少采集矩阵D．尽量缩短采集时间 E．尽量大的药物剂量F．以上都不对22．放射性样品计数统计误差的原因是A．仪器质量不稳定 B．环境温度的改变 C．放射性核衰变数目的统计涨落 D．操作者个人误差 E．药物剂量过大F．以上都不对23．核素成像与CT、超声和MR的主要区别是A．CT和超声提供的是解剖学和结构变化的资料B．核素成像一般是提供功能变化的资料C．近年来螺旋CT动态扫描和动态MR可以反映不同病变造影剂增强 D．CT提供功能显像E．ABC说法正确24．放射性核素衰变快慢与下列哪些因素有关A．温度B．放射性物质本身性质 C．压强 D．放射性核素的数量25．放射性核素单位时间内衰变的核数目与下列哪些因素有关A．与初始的核数目成正比 B．与记数时尚存的核数N成正比 C．与衰变时间成正比 D．与衰变常数成反比26．关于辐射剂量，下面哪些说法不正确A．小剂量辐射可以潜伏几年或十几年B．辐射剂量可以积累 C．中剂量辐射可以在几天后发作D．我国最大容许剂量为90 mSV27．单光子发射型计算机断层主要是在体外探测A．射线B．射线 C．电子对湮灭时产生的双光子D．射线28．在放射性核素显像技术中，被誉为活体的分子断层图像的技术是A．SPECT B．ECT C．PET D．照相 E．SPECT和ECT29．单光子发射型计算机断层SPECT和正电子发射型计算机断层PET的共同特点是A．都是在体外探测射线 B．都是在体内探测射线 C．都是在体外探测射线 D．都是在体外探测双光子30．正电子发射型计算机断层PET通过探测一对光子来表征哪种衰变的发生情况A．衰变B．衰变C．衰变D．内转换31．用来作为放射性制剂的核素最好选用A．长寿命放射性同位素B．短寿命放射性同位素C．一般核素都可以 D．放射性同位素32．在各种医学影像设备中，就技术水平和应用价值来说，顶尖的当属。

第二章核医学仪器1、简述SPECT的工作原理SPECT工作原理是利用引入体内的放射性核素发出的γ射线经碘化钠晶体产生荧光，荧光光子再与光电倍增管的光阴极发生相互作用，产生光电效应。

光电效应产生的光电子经光电倍增管的打拿极倍增放大后在光阳极形成电脉冲，其经过放大器放大成形，在经过位置计算电路形成X、Y位置信号。

各个光电倍增管输出信号之和为能量信号Z。

X、Y信号经处理后加入显示器偏转极，Z信号加入启挥极，从而在荧光屏上形成闪烁影像。

利用滤波反投影方法，借助计算机处理系统可以从一系列投影影像重建横向断层影像，由横向断层影像的三维信息再经影像重建组合获得矢状、冠状断层或任意斜位方向的断层影像。

2. 简述SPECT的成像特点SPECT的图像是反映放射性药物在体内的分布图，放射性药物聚集在特定脏器、组织或病变部位，使其与邻近组织之间的放射性分布形成一定程度的浓度差，而放射性药物中的放射性核素可发射出具有一定穿透力的γ射线，SPECT在体外探测、记录到这种放射性浓度差，从而显示出脏器、组织或病变部位的形态、位置、大小以及脏器功能变化。

3. 简述PET的特点正电子发射型计算机断层仪（PET）的临床应用是核医学发展的一个重要里程碑。

PET是当前所有影像中最有前途的技术之一。

PET不仅无创伤地打开了人们探讨大脑奥秘的窗口，而且在人体其他器官，如心、肺等进行了成功应用。

在许多疾病发生、发展过程中，生理和生化指标变化早于病理和解剖变化。

PET的优势就在于它使用的放射性核素（11C、15O、13N、18F）是人体的基本组成元素。

这些核素在研究人体生理、生化代谢方面起到非常重要的作用。

近年来，以PET为基础添加CT成像系统的PET/CT，实现衰减校正和同机图像融合，将机体待检部位的功能代谢信息和精确解剖定位信息有效整合，进一步提高了诊断的灵敏度和精确度。

第三章放射性药物1. 简述放射性药物（radiopharmaceutical）的定义及其分类。

如何通过放射性核素示踪技术进行核医学影像诊断核素示踪技术是将放射性核素标记的显像剂注入患者体内，在一定时间内对患者体内的功能或结构进行显像，并利用显像剂所具有的放射性在体内进行长时间的活度监测。

临床上将放射性核素标记的显像剂称为核素示踪造影剂，将放射性核素标记的显像剂称为放射性核素示踪造影剂。

核素示踪技术是核医学影像学发展中的一项重要技术，其不仅可以用于诊断疾病，还可以对疾病进行分期。

本科普主要科普了如何使用放射性核素示踪技术进行核医学影像诊断，并分析了影响核医学影像诊断效果的因素，以期为临床核医学影像诊断提供参考。

1核素示踪剂核素示踪剂是指利用放射性核素在体内不同位置分布不同而产生的影像，可以反映体内组织结构、功能及代谢情况的显像剂。

不同种类的核素示踪剂具有不同的放射性，一般将其分为四类：（1）水溶性核素（如18F、99 mTc、131I等），在体内分布较广，但在血液中的半衰期短；（2）脂溶性核素（如99 mTc，可通过细胞膜或血-脑屏障进入脑组织或脑实质，半衰期长；（3）离子型核素（如18F，不能通过细胞膜和血-脑屏障，半衰期短；（4）分子型核素（如18F，半衰期长，不易通过细胞膜和血-脑屏障。

1.1应用范围（1）对肿瘤的诊断：包括对恶性肿瘤细胞的定性诊断、肿瘤良恶性鉴别、肿瘤分期以及指导手术治疗。

（2）对疾病的监测：用于了解器官或组织的功能状态，包括观察某些器官或组织中某一种物质的含量，可以确定某些疾病的病因，如发现某器官或组织中某种物质含量增高，说明该器官或组织存在某种疾病。

（3）对治疗过程进行监测：包括了解某一治疗过程中药物在体内分布、代谢及作用情况，用于确定药物对某一器官或组织的作用。

（4）对手术效果进行监测：如观察手术后残留肿瘤、残留病灶等。

（5）某些特殊检查的对比：如 CT和 MR检查对肿瘤密度比较敏感，对于某些手术后肿瘤残留或复发，可以通过对比 CT和 MR来显示。

1.2示踪剂的选择示踪剂的选择应根据所研究的疾病、所选核素的特性以及病人的特点进行。

乳腺癌的放射性核素示踪技术乳腺癌是女性常见的一种恶性肿瘤，也可发生在男性。

为了提高乳腺癌的早期诊断和治疗效果，放射性核素示踪技术被广泛应用。

本文将介绍乳腺癌的放射性核素示踪技术，以及该技术在乳腺癌诊断和治疗中的应用。

一、放射性核素示踪技术的原理放射性核素示踪技术，简称放射示踪技术，是利用放射性核素的放射性特性和荧光性质，通过注射或口服等方式将放射性核素引入体内，利用体内核素的放射性衰变进行摄影或扫描等影像学检查，从而了解乳腺癌的位置、大小、转移情况以及与邻近组织的关系。

二、1. 乳腺癌示踪剂的选择目前常用的乳腺癌示踪剂有99mTc-MIBI（甲氧基异丙基异射丙腺苷）、99mTc-MAA（微球蛋白标记的白蛋白）和18F-FDG（氟代脱氧葡萄糖）等。

不同的示踪剂在乳腺癌的示踪效果和应用范围上有所差异，医生会根据患者具体情况选择合适的示踪剂。

2. 单光子发射计算机断层显像（SPECT）SPECT是一种放射性核素示踪技术，通过检测放射性核素在体内的分布，生成断层显像图像，用于观察肿瘤的位置与大小、癌细胞的转移情况等。

在乳腺癌的诊断中，SPECT可以辅助医生确定肿瘤的位置和分型，从而指导治疗方案的选择。

3. 正电子发射断层显像（PET）PET是一种通过测量放射性核素放射出的正电子与电子相遇而产生的两个光子的方法，通过正电子的发射断层扫描来观察肿瘤组织或器官的代谢情况，从而达到检测乳腺癌的目的。

PET在乳腺癌的早期诊断、分期和疗效评估等方面具有重要作用。

三、乳腺癌的放射性核素示踪技术在临床应用中的意义1. 早期诊断和筛查放射性核素示踪技术能够提供准确的乳腺癌诊断，尤其对于早期病变的检测和筛查具有重要意义。

通过示踪技术，医生可以发现乳腺癌的微小病灶，早期干预治疗，提高治愈率。

2. 术前评估在乳腺癌手术前，放射性核素示踪技术可帮助医生确定肿瘤的位置以及是否有淋巴结转移。

通过示踪技术的辅助，医生能够有效规划手术范围和手术方式，提高手术切除的准确性和彻底性。

放射性核素示踪技术是核医学的精髓，无论诊断还是治疗都和这项技术密切相关。

示踪技术其实大家并不陌生。

比如，在自然界观察野生动物大熊猫的生活习性就是利用的示踪技术。

科学家把野生熊猫抓住后，在它身上放上一个无线电发射器，人们在房间内通过仪器就可以探测到大熊猫的行踪，那个无线电发射器就是一种示踪物。

可以想象，作为示踪物，一定很轻，很小，不能被熊猫察觉，也不能影响和干扰熊猫的行为和功能。

核医学检查用的示踪物不是无线电发射器，而是放射性核素。

把放射性核素连在某些化合物上，就成了放射性药物，把它引入体内，我们通过仪器就能在体外探测到那个药物在体内的分布。

假如想了解心脏，我们就把放射性核素和喜欢到心脏的药物连在一起，如果想找到肿瘤也可以把放射性核素连到亲肿瘤的药物上，因此利用放射性核素示踪技术可以观察到患者的各个脏器或组织的代谢和功能。