核醫(yī)學(xué)總論匯總

核醫(yī)學(xué)總論山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科劉建中概述什么是核醫(yī)學(xué)？利用放射性核素診斷、治療疾病和進行醫(yī)學(xué)研究的學(xué)科，分為實驗核醫(yī)學(xué)和臨床核醫(yī)學(xué)按專業(yè)學(xué)位點，核醫(yī)學(xué)屬于“影像醫(yī)學(xué)與核醫(yī)學(xué)”臨床核醫(yī)學(xué)除顯像外還有器官功能測定、核素治療和體外放射分析核醫(yī)學(xué)是一個獨立的學(xué)科同時也是一門綜合性醫(yī)學(xué)學(xué)科涉及到核物理學(xué)、電子學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、計算機技術(shù)及醫(yī)學(xué)本身核醫(yī)學(xué)應(yīng)用范圍幾乎涉及到各個醫(yī)學(xué)學(xué)科和專業(yè)現(xiàn)代核醫(yī)學(xué)代表了當今核技術(shù)、計算機技術(shù)等尖端科技的發(fā)展水平核醫(yī)學(xué)融入了現(xiàn)代生命科學(xué)研究的重要成果實驗核醫(yī)學(xué)的內(nèi)容放射性藥物學(xué)放射性核素示蹤技術(shù)核素動力學(xué)分析體外放射分析活化分析放射自顯影動物PET、SPECT的應(yīng)用穩(wěn)定性核素分析利用核醫(yī)學(xué)的各種原理、技術(shù)和方法研究疾病的發(fā)生、發(fā)展研究機體的病理、生理、生物化學(xué)和功能結(jié)構(gòu)的變化提供病情、療效及予后等信息隨著學(xué)科發(fā)展臨床核醫(yī)學(xué)又可細分心血管核醫(yī)學(xué)（核心臟病學(xué)）、腫瘤核醫(yī)學(xué)、神經(jīng)核醫(yī)學(xué)、內(nèi)分泌核醫(yī)學(xué)……治療核醫(yī)學(xué)及影像核醫(yī)學(xué)臨床核醫(yī)學(xué)的內(nèi)容

臨床核醫(yī)學(xué)核素診斷核素治療體外檢查（放射免疫等）體內(nèi)檢查核素顯像非顯像檢查核醫(yī)學(xué)發(fā)展簡史序幕階段（1895-1935）初創(chuàng)階段（1936-1942）初具規(guī)模階段（1946-1960）迅速發(fā)展階段（1961-1975）現(xiàn)代核醫(yī)學(xué)（1976-至今）核醫(yī)學(xué)發(fā)展-序幕（1895-1934）發(fā)現(xiàn)和開始認識核射線初步應(yīng)用核射線進行皮膚病，并嘗試靜脈注射鐳治療各種疾病第一次描述人造放射性，建立第一臺回旋加速器用來制造人造放射性同位素指出獲得各種人造放射性核素的應(yīng)用前景應(yīng)用131I、32P、198Au和24Na簡單的無機化合物形式放射性探測器只有蓋革計數(shù)管和定標器甲狀腺功能測定（128I）甲狀腺疾病治療（甲亢、甲癌）血液病治療、腹腔轉(zhuǎn)移瘤治療锝元素的發(fā)現(xiàn)核醫(yī)學(xué)發(fā)展-初創(chuàng)（1935-1945）核醫(yī)學(xué)發(fā)展-奠定基礎(chǔ)（1946-1960）核反應(yīng)堆投產(chǎn)，生產(chǎn)更多種類和大量的放射性核素，標記技術(shù)進步成功制備較復(fù)雜的放射性標記化合物井型閃爍計數(shù)器、閃爍功能儀和閃爍掃描機問世，實現(xiàn)放射性標本測定和多種臟器功能測定及顯像發(fā)明放射免疫分析（RIA）技術(shù)，開創(chuàng)了標記免疫測定新紀元初步具備了核醫(yī)學(xué)的理論基礎(chǔ)、方法手段，擁有頗具特點的臨床診治項目加速器和發(fā)生器（如99mTc發(fā)生器）普遍應(yīng)用r照相機廣泛應(yīng)用體外放射分析已發(fā)展到能測定300余種體內(nèi)微量活性物質(zhì)臨床核醫(yī)學(xué)逐漸成為臨床不可缺少的重要學(xué)科核醫(yī)學(xué)發(fā)展-規(guī)模發(fā)展（1961-1975）核醫(yī)學(xué)發(fā)展-現(xiàn)代核醫(yī)學(xué)（1976-）SPECT、PET、SPECT/CT、PET/CT的應(yīng)用，實現(xiàn)臟器、組織或病變的定量或半定量測定各種顯像劑開發(fā)和藥盒供應(yīng)，正電子放射性藥物的發(fā)展提供臟器或病變的血流、功能、代謝等影像信息在分子影像診斷中具重要的地位，可反映受體、抗原（或抗體）、轉(zhuǎn)運體、酶、基因、DNA、RNA等在疾病情況下的異常表達體外放射分析和核醫(yī)學(xué)治療也長足發(fā)展核醫(yī)學(xué)主要發(fā)展階段核醫(yī)學(xué)必備的物質(zhì)條件放射性藥物

(Radiopharmaceuticals)放射性試劑(RadioactiveReagent)核醫(yī)學(xué)儀器(NuclearMedicalInstrument)核射線探測儀器--按探測目的分顯像儀器：掃描機、γ照相機、SPECT、PET、SPECT/CT、PET/CT測量儀器：如固體閃爍儀、γ計數(shù)儀、γ能譜儀、臟器功能測量儀、液體閃爍儀、放射性層析掃描儀、放射性活度計等計量儀器：如電離室、膠片、熱釋光等輻射計量儀防護儀器：

γ（β）輻射儀、放射性表面污染監(jiān)測儀、放射性報警儀等核醫(yī)學(xué)顯像的主要設(shè)備相機：提供平面的靜態(tài)或動態(tài)影像SPECT：（singlephotoemissioncomputedtomography）單光子發(fā)射計算機斷層掃描儀SPECT/CT：SPECT與CT同機融合，解剖圖像與功能圖像同機融合帶符合SPECT：SPECT探測正電子核素-代謝顯像PET：（positronemissioncomputedtomography）正電子發(fā)射計算機斷層掃描儀PET/CT：

PET

與CT硬件、軟件同機融合，解剖圖像與功能、代謝圖像同機融合SkylightForteAZCardioMDADACVertex雙探頭SPECT符合線路SPECT/CTCTA與心肌灌注融合SPECT/CTPET/CTPET/CT融合本圖像資料來源于網(wǎng)絡(luò)PET/CT全身掃描：190cm掃描長度，從頭到腳一次掃描<18min不同部位可以設(shè)置不同掃描速度固體閃爍測量儀由閃爍體、光導(dǎo)、光電倍增管和相關(guān)電路和外周屏蔽組成用于γ射線測量，常用的固體閃爍體有無機晶體（如NaI晶體）、有機閃爍體和塑料閃爍體大致可分為射線探測器和輔助電子儀器兩部分固體閃爍測量儀主放大器脈沖高度分析器微機處理定標器計數(shù)率儀前置放大器光導(dǎo)薄鋁套樣品管探頭晶體光電倍增管-相機的基本結(jié)構(gòu)

ECT的基本結(jié)構(gòu)ECT的結(jié)構(gòu)ECT探頭剖面圖探頭周圍鉛屏蔽準直器固定結(jié)構(gòu)準直器孔NaI晶體光電倍增管不同類型的準直器碘化鈉（鉈）晶體在Nal中摻入0.1%-0.4%的Tl作為啟動劑后，Nal(Tl)在與射線相互作用時就能產(chǎn)生大量光子射線或x射線與Nal(Tl)晶體通過光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、電子對效應(yīng)發(fā)生相互作用，以此通過電離或激發(fā)將Nal分子提高到激發(fā)狀態(tài)Nal分子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時，發(fā)射出光子。每1keV能量產(chǎn)生約20-30個光子。光電倍增管（PMT）

光電倍增管（PMT）

光陰極：接收光子并轉(zhuǎn)換成光電子的電極聚焦電極和打拿極：光電子經(jīng)聚焦后到打拿極倍增（3-6倍），經(jīng)過10個打拿極的連續(xù)倍增最終到達陽極的電子總數(shù)可增加105-108倍由19只PMT組成的X、Y位置電路

X-CT——提供解剖圖象

——衰減校正

HawkeyeSPECT/CT

PET/CT的發(fā)展歷史1953年正電子探測腦腫瘤1963年發(fā)射斷層1973年Hounsfield發(fā)明CT1976年P(guān)ET用于臨床1991年螺旋CT問世1995年Townsend研制PET/CT,NCIGrant2000年P(guān)ET/CT在北美放射學(xué)會問世2001年P(guān)ET/CT用于臨床2002年LSOPET/CTUPMCFirstInstallationinZurichMarch2001DiscoveryLSPET/CT正電子衰變示意圖符合探測示意圖CT與PET比較CTPET透射斷層TCT發(fā)射斷層ECTX射線γ射線空間分辨<1mm空間分辨<5mm圖像重建圖像重建解剖功能WhatisPET？IsotopeproductionCYCLOTRONSTracerproductionCHEMISTRYSYSTEMSImagingSCANNERPET/CT的特點CT與PET硬件、軟件同機融合解剖圖像與功能圖像同機融合同一幅圖象既有精細的解剖結(jié)構(gòu)又有豐富生理、生化分子功能信息可用于腫瘤診斷、治療及預(yù)后隨診全過程高靈敏度、高特異性、高準確性PET、CT單獨能實現(xiàn)的，PET/CT一定能實現(xiàn)；PET/CT能實現(xiàn)的，PET或CT不一定能實現(xiàn)放射性核素顯像概論核醫(yī)學(xué)顯像是顯示顯像劑（放射性核素標記的放射性藥物）在體內(nèi)的分布特性：特異性或非特異性地濃聚于特定的臟器組織或病變組織顯示某一系統(tǒng)、臟器和組織的形態(tài)、功能、代謝的變化，達到對疾病進行定位、定性、定量診斷的目的近年來提出分子影像的概念核醫(yī)學(xué)顯像的概念是功能性顯像是把放射性核素示蹤劑引入體內(nèi)，射線由體內(nèi)發(fā)射，用顯像儀器探查放射性核素在靶器官或組織內(nèi)動態(tài)和/或靜態(tài)分布狀況或濃度差放射性核素顯像是以臟器、組織和病變內(nèi)外放射性濃度差為基礎(chǔ)顯像劑聚集的多少與細胞功能、數(shù)量、代謝率和排泄引流等有關(guān)顯像的原理顯像的特點顯示臟器、組織和病變的位置、形態(tài)、大小等解剖結(jié)構(gòu)，同時提供血流、功能、代謝和引流等方面的信息具有多種動態(tài)顯像和定量、半定量方式，給出很多功能參數(shù)放射性核素顯像多因臟器、組織或病變特異性聚集某一種顯像劑而顯影，常具有較高的特異性缺點是：分辨率較差（放射性統(tǒng)計漲落和計數(shù)率低、采集矩陣小所致）核醫(yī)學(xué)分子影像的特點分子靶向或靶向分子而不是靶向器官或組織放射性核素標記物是病變標志物或其配基類似物靶分子是病理生理情況下存在的分子：受體、抗原、轉(zhuǎn)運體、酶、基因、DNA、RNA等在疾病情況下的異常表達例如：受體顯像的特點受體的體內(nèi)含量極低，常規(guī)CT、MRI無法達到診斷目的，最近功能性MRI（fMRI）的試驗階段在內(nèi)皮細胞生長、生長激素等受體成像中取得了一些進展（可達10-6mol）。

體內(nèi)酶濃度為10-3~10-9mol受體為10-6~10-15mol一些揮發(fā)物如氣味分子只有10-20mol

PET是目前唯一可以在活體顯示到如此低的濃度的影像技術(shù)不同設(shè)備產(chǎn)生影像信號所需濃度核醫(yī)學(xué)顯像的主要設(shè)備SPECT：（singlephotoemissioncomputedtomography）單光子發(fā)射計算機斷層掃描儀PET：（positronemissioncomputedtomography）正電子發(fā)射計算機斷層掃描儀PET/CT：PET

與CT硬件、軟件同機融合，解剖圖像與功能圖像同機融合放射性核素顯像與XCT的不同ECT和XCT都是利用射線（γ和χ）成像的技術(shù)與XCT不同，功能性顯像是把放射性核素示蹤劑引入體內(nèi)，用顯像儀器探查核素在靶器官內(nèi)的動態(tài)和/或靜態(tài)分布狀況或濃度差這些示蹤劑具有一定的生理生化特征，借以了解人體器官的功能和生理生化方面的變化放射性核素顯像與XCT的不同絕大多數(shù)疾病在病程的早期僅有功能（包括血流、功能、代謝和受體等）的改變有的疾病經(jīng)治療后結(jié)構(gòu)上的變化恢復(fù)正常，但功能上的損傷仍然存在，此時CT和MRI常陰性，而功能性顯像具有獨特優(yōu)勢，特別是早期診斷提供重要的信息許多情況下功能性顯像對疾病的診斷更具特異性現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)的成像原理放射性核素顯像的類型靜態(tài)顯像和動態(tài)顯像局部顯像和全身顯像平面顯像和斷層顯像早期顯像和延遲顯像陽性顯像和陰性顯像靜息顯像和介入顯像（負荷顯像）門控顯像、電影顯示二維顯示、三維顯示、四維顯示放射性藥物是指藥物的本身含有放射性核素，用于人體疾病的診斷與治療的特殊藥物。放射性藥物還可稱為放射性示蹤劑，其中用于核醫(yī)學(xué)顯像的又稱為顯像劑可以是放射性核素本身：如131I、99mTc、201T1等但絕大多數(shù)放射性藥物是由放射性核素和被標記的化合物組成，如骨顯像劑99mTc-MDP毒性放射性藥物的毒性包括兩方面，一是被標記藥物的毒性．另一個是輻射安全性被標記藥物的一次性使用量極微（微克或毫克水平），化學(xué)毒性極微輻射安全性問題的評價指標為醫(yī)用內(nèi)照射量。在使用放射性藥物時，其估算MIRD值須符合國家有關(guān)法規(guī)的規(guī)定。放射性藥物常用SPECT顯像劑及用途常用PET顯像劑及用途醫(yī)用放射性核素的來源醫(yī)用回旋加速器：將高能帶電粒子在高能電磁場中加速后，轟擊金屬靶，產(chǎn)物通過化學(xué)分離。如11C、13N、15O、18F、67Ｇa、

123I、201Tl等核反應(yīng)準：是醫(yī)用放射性核素的主要來源。以235U和239Pu為核燃料，在核裂變過程中產(chǎn)生的中子來轟擊靶物，產(chǎn)物經(jīng)過化學(xué)分離和提純后，即可生產(chǎn)出醫(yī)用放射性核素：3H、11C、32P、51Cr、99Mo、l25I、131I、153Sm等醫(yī)用放射性核素的來源裂變產(chǎn)物提?。?/p>

99Mo、131I、133Xe發(fā)生器：以長半衰期核素為母體，