(核医学课件)01核医学总论

核医学检查安全吗？
一个普通的人体，其奥秘实不下于整个宇宙， 而探索它的奥秘的主要工具就是放射性核素。
——罗塞林·雅罗
核医学
NUCLEAR MEDICINE
核技术应用于临床诊断治疗与医学研究
第一节 核医学的定义和内容
1. 定义: 核医学是一门利用开放型放射性核素诊
断和治疗以及生物研究的一门学科。
下 肢 静 脉
显
显
像
像
部分脏器 的ECT显像
肺 显 像
心 肌 血 流 灌 注 显 像
脑 血 流 灌 注 显 像
PET
Positron Emission Tmography
PET 正电 子发 射型 计算 机断 层显 像仪
世界核医学之王著名美国核医学专家 Wagner教授曾说过：
“PET是继高能物理及基因工程之后 本世纪第三个最伟大的成就”
1. 静态显像与动态显像
1.1 静态显像（static imaging）
当显像剂在脏器内或病变处的浓 度处于稳定状态时进行显像称为静 态显像。
多用作观察脏器和病变的位置、 形态、大小和放射性分布。根据脏 器整体和局部放射性的高低可对脏 器的整体功能(global function)和局部 功能(regional function)作出判断，并 可发现脏器内有无病损存在。
2. 分类:
2.1 诊断核医学 2.2 治疗核医学
2. 分类:
核医学
诊断核医学 治疗核医学
体内
显像 检查法
非显像 检查法
体外
3. 内容:
3.1 诊断核医学
诊断核医学按方法分为两种：
凡将放射性核素引入受检者体内者，称体内检查法或
体内核医学 (In Vivo Nuclear Medicine)
放射性核素不引入受检者体内的检查称体外检查法或
同一元素可有多种核素
如
131I 127I 125I
99mTc
99Tc
同位素 同一元素的不同核素（质子数同 中子数不同） 在周期表上处于相同位置
互称为该元素的同位素
4
3 放射性活度的单位
贝克（Bq）
每秒钟1次核衰变 称为1贝克(1Bq=1S-1)
与居里（Ci）换算 1Bq=2.703×10-11 Ci 1Ci=3.7×1010 Bq 1Ci=1000 mCi
放射性核素显像 可以是扫描机进行的脏器扫描、也
可以是r 照相机进行显像、ECT显像、PET显像等。
全
下
身 骨
肢
静 脉
显
显
像
像
部分脏器 的ECT显像
肺 显 像
非显像检查法
放射性核素引入体内后，不 是以图象的方式显示出来， 而是以数据、曲线等方式显 示，通过对数据、曲线的分 析，就能对脏器的功能作出 判断,如甲状腺功能检查、肾 功能检查、心功能检查、骨 密度检查等等。
PET2002年世界各地分布 （25/35台） PET：美国 1200台；欧洲 300台；日本：140台；中国：35台
Positron Emission Tmography
PET( 正电子发射型计算机断层显像)的图片
医学影像融合技术
P. Brueghel
解剖显像
功能成像
断层、融合多模态显像 全身骨平面显像正确诊断率为44.5%，骨转移诊断的符合率为 64.4%，而SPECT/CT骨断层显像分别为89.7%和93.3%
图像融合就是不同图像之间的空间配准和叠加
。这些图像经过必要的变换处理,使它们的空间位置、空 间坐标达到匹配,叠加后获得互补信息。
SPECT/CT PET/CT
L2
男，63岁，食管癌术后15年，腰痛约20天。 术后病理诊断：肿瘤骨转移 。
第五节 放射性核素显像的类型
1.静态显像与动态显像 2.局部显像与全身显像 3.平面显像与断层显像 4.阳性显像与阴性显像
肝
腺
扫
扫
描
描
肝正位
部分脏器的扫描 图象
肝侧位
脑扫描
肺扫描
r照相机
r照相机
脑r照相
部分脏
器的γ
照相图 片
肝胆系统r照相
甲状腺r照相
肾脏r照相
肝脏r照相
SPECT（单光子发射型计算机断层显像仪）
SPECT
Single Photon Emission Computeried Tomography
全 身 骨
体外核医学 (In Vitro Nuclear Medicine)
3.1.1 体内核医学 (In Vivo Nuclear Medicine)
体内核医学包括了显像检查法和非显像检查法
显像检查法
利用放射性核素实现脏器和病变显像的方法称作放 射性核素显像，是以核素示踪技术为基础，以放射性浓
度为重建变量，以组织吸收功能的差异为依据。这种显 像与以显示形态结构为主的其它医学影像有很大的不同 ，是一种独特的功能显像，既能显示解剖结构，也能显 示器官的血供、功能与代谢和受体密度的信息，与其它 医学影像之间彼此有很好的互补性, 为核医学的重要特 征之一。
第四节 核医学必备的物质条件
放射性药物
(Radiopharmaceuticals)
32磷 131碘
放射性试剂
(Radioactive Reagent)
核医学仪器
(Nuclear Medical Instrument)
1.放射性药物
(Radiopharmaceuticals ) 1.1 定义：
凡引入体内用作诊疗的放 射性核素及其标记化合物。
1.2 分类：
1.2.1 诊断用药 1.2.2 治疗用药
32磷
131碘
1.2.1 诊断用药 ——显像剂(示踪剂
) 要求： γ射线,能量100-300Kev T1/2 ：10小时左右
组成： 放射性核素与被标记物
例: 99mTc – MDP
(示踪) (导向)
1.2.2 治疗用药
要求： β- 射线 T1/2 较长 如 32 P（1711Kev, 14天） 131 I（336Kev, 8天）
可用放射 性探测仪 器在体表 进行探测
２.体外检查法诊断原理和特点
原理：利用放射性标记的抗原与非标记抗原共同与限量的特异性抗
体进行竞争性免疫结合反应。用放射性探测器测得标记抗原被结合的 量、根据结合量与已知被测量的函数关系,可计算出样品被测物的量。
特点：特异性强、灵敏度高、方法简便。
*Ag
+ Ab Ag
Dr. Yalow
RIA有很高的灵敏度和特异性，已广泛用于临床诊断 和医学研究。
各种核医 学体外检 查分析仪
时间分辨荧光免疫分析仪
放 射 免 疫 分 析 仪
第二节 核医学的诊疗原理和特点
１.体内检查法诊断原理和特点
放射性 核素及 其标记 化合物
化学性质 生物学行为
物理学特点 发出核射线
在体内脏 器代谢、 通过或选 择性积聚
1.2 动态显像(dynamic imaging)
显像剂随血流流经和灌注脏器 、或被脏器不断摄取和排泄、或 在脏器内反复充盈和射出等过程 ，造成脏器内的放射性在数量上 或在位置上随时间而变化。
利用计算机“感应趣区”(region of interest; ROI)技术可以提取 每帧影像中同一个感兴趣区域内 的放射性数据，进而计算出动态 过程的各种定量参数。
99m锝
99m锝
113311碘碘
131碘
131碘
2.放射性试剂 (Radioactive Reagent)
2.1 定义：不需引入体内的放射性
核素及其标记化合物。
2.2 要求：γ射线，能量较低
T1/2 较长。
最常用：125I， γ线 35.5KeV Ｔ1/2 60天
3.核医学仪器
(Nuclear Medical Instrument) 3.1 工作原理：
✓ SPECT/CT骨断层显像
平面显像
44.5% 64.4%
89.7% 93.3%
PET图像融合的目的
与CT等解剖学成像方法相比，核医学显像在良恶性 病变的鉴别、肿瘤的分期以及放射和化学治疗效果的监 测等方面有较高的灵敏度和特异性。但是，不能提供详 细的解剖定位信息仍然是妨碍核医学显像在临床广泛应 用的一个很大的缺憾。
ROI
2. 局部显像与全身显像
2.1 局部显像(regional imaging)
指只显示身体某一部位或某一脏器的影像，可以 是动态的显像也可以是静态的显像，最为常用。
2.2 全身显像(whole body imaging)
利 用 r 照 相 机 、 ECT 、 PET 的放 射 性 探测 器（探头）沿体表作 匀速移动，从头至足 依序采集全身各部位 的放射性，将它们显 示为全身显像。常用 于全身骨骼显像、全 身骨髓显像、探寻肿 瘤或炎性灶，有重要 的临床价值。
一县一（核医学）科建设项目：中华医学会核医学分 会倡导和启动（2015年，河南）
国家医改方向：分级诊疗/县域90%的病人和大病不出县
仅25个县有核医学科/全国约3000个县/约6000个县级综合医院
3000-6000台SPECT/3000台PET/CT
上海市在全国率先实现一县一核医学科 山东省潍坊、淄博地区在全国率先实现一县一核医学科 江苏省苏州市、无锡市在全国率先实现一县一核医学科，沭阳县 中医院已拥有PET/CT 山西省启动全省一县一科建设项目，投入配套资金800万人民币 辽宁省启动一县一科建设工程和示范项目
截至2010年7月底，除西藏以外的30个省（直 辖市、自治区）。我国大陆共有从事核医学专 业相关工作的科（室）875个。其中，核医学 科601个、同位素室37个、放免室61个、ECT 室34个，余142个归属于检验科或甲亢科等。 共有6838人从事核医学工作。
•2010年7月31日前已在临床安装和使用的 PET(/CT)和医用回旋加速器。 •本次调查覆盖了我国大陆30个省（直辖市 、自治区）。截至2010年7月底，国内共有 133台PET(/CT)、72台医用回旋加速器， 分布于25个省（直辖市、自治区）的130个 医疗机构
3.平面显像与断层显像
平面显像(planar imaging)
将放射性显 像装置的放射性探 测器置于体表的一 定位置采集某脏器 的放射性影像，分 别从受检者的前方 、后方、侧方和斜 方显像，达到充分 暴露脏器内放射性 分布异常的目的。
断层显像 (Tomography)
用特殊的放射性显像装置可以像X 线CT一样，在体表连续或间断采集，再由计 算机重建成为各种断层影像,如横断层影像 （ransaxi-al image) 冠状断层影像 (coronal image)和矢状断层显像(sagittal image)。
断层影像在一定程度上避免了放射性的 重叠，能比较正确地显示脏器内放射性分布 的真实情况，有助于发现深在结构的放射性 分布轻微异常，检出较小的病变，并可进行 较为精确的定量分析，是研究脏器局部血流 量和代谢率必不可少的方法。
பைடு நூலகம்
*Ag-Ab + *Ag
(B)
(F)
Ag-Ab + Ag
3.放射性核素治疗原理
放射性核素治疗属于内照射治疗，其治疗原理是通过 高度选择性聚集在病变部位的放射性核素所发出的射程很 短的B-粒子或x粒子，对疾病进行集中照射，在局部产生足 够的电离辐射生物学效应，达到抑制或破坏病变组织的目 的，而邻近的正常组织和全身辐射吸收剂量很低。
能量转换装置 （射线→光能→电能→以图像、曲线或数字方式显示）
3.2 分类
3.2.1 显像仪器：
扫描机
γ照相机
SPECT（单光子发射型计算机断层显相） PET （正电子发射型计算机断层显相）
3.2.2 非显像仪器
甲状腺功能测定仪 γ计数器 放射性活度测量计 污染与剂量监测仪
放射性核素扫描仪
甲
状
甲 状 腺 功 能 仪
核多功能仪
3.1.2 体外核医学 (In Vitro Nuclear Medicine)
在体外用放射性核素标记配体为示踪剂，以 结合反应为基础，在试管内进行的检测微量生 物活性物质的方法，最有代表性的是放射免疫 分析(Radioimmunoassay RIA) 它是一项超微量的 生物活性物质测量技术，对医学的发展有巨大 影响，其发明者之一Yalow博士因此而荣获1977 年诺贝尔医学奖。
核医学总论
Nuclear Medicine Introduction
重庆医科大学附属第一医院
核医学教研室
敬兴果
核技术广泛应用
核电、工业、航空航天技术、探伤技术、化工材料 的改性、石油勘探，农业的辐照育种、辐照保鲜，
医学的放射诊断、放射治疗、核事 故救援，海关缉私、军用。
- 1999年全国放射工作单位5万9千余户，从业人员近 20万
如以131I作为辐射源治疗甲亢、甲状 腺癌，以32P治疗真性红细胞增多症 及32P玻璃微球行肝动脉灌注治疗肝 癌等。
第三节 核医学相关核物理知识
1.原子结构
核外电子
原
子
质子
原子核
中子
2.元素 核素 同位素
元素 具有相同质子数的一类原子的总称
如
131I
127I
核素 核结构相同(即质子数 中子数 且核能状态相同) 的一类原子 称为一种核素