臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)核醫(yī)學(xué)課件 最全.ppt

核醫(yī)學(xué) 1 緒論 2 核醫(yī)學(xué)的概念 核醫(yī)學(xué)的發(fā)展歷程 1895年WilhelmRoentgen發(fā)現(xiàn)X線 1896年HenriBecquerel發(fā)現(xiàn)放射性核素 1898年Mariecurie和PierreCurie提取polonium和radium 1934年Joliet和Curie發(fā)現(xiàn)人工放射性核素 3 1938年32P治療白血病 1941年131I治療甲亢 1946年131I治療甲癌 1949年發(fā)明了第一臺(tái)閃爍掃描儀 1949年有了商品 照相機(jī) 1964年DavidKuhl和Edwards研制了第一臺(tái)SPECT 1975年研制了第一臺(tái)PET 4 核醫(yī)學(xué)的內(nèi)容及其特點(diǎn) 臨床核醫(yī)學(xué) 診斷 X線檢查 radiology 超聲檢查 ultrasound MRI檢查 magneticresonanceimage 解剖成像 SPECT CTPET CT 功能成像 器官功能測(cè)定 體外放射分析 RIA 等 5 治療 甲狀腺機(jī)能亢進(jìn) hyperthyreosis 甲狀腺癌 thyroidcarcinoma 轉(zhuǎn)移性骨痛 multisitemetastaticpain 骨腫瘤 bonecancer 6 第一章核物理基礎(chǔ) 7 一 放射性核素 原子結(jié)構(gòu) 核素 同位素和同質(zhì)異能素 原子結(jié)構(gòu) 核素 穩(wěn)定性核素 放射性核素 同位素 同質(zhì)異能素 原子的能量狀態(tài) 基態(tài) 激發(fā)態(tài) 8 元素 element 的基本單位是原子 原子由原子核和核外電子構(gòu)成 原子核內(nèi)有不同數(shù)目的質(zhì)子 proton P 和中子 neutron N 統(tǒng)稱為核子 nucleon 原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)目和中子數(shù)目之和為原子核的質(zhì)量數(shù) 用 A 表示 因此 整個(gè)原子核內(nèi)中子數(shù)目N A Z 9 10 groundstate excitedstate 11 質(zhì)子數(shù)相同 中子數(shù)相同 能量狀態(tài)相同的一類原子的集合稱為核素 nuclide 核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同 即在元素周期表中處于同一位置 但中子數(shù)不同的核素互稱為某元素的同位素 isotope 質(zhì)子數(shù) 中子數(shù)均相同 但能量狀態(tài)不同的核素稱為同質(zhì)異能素 isomer 處于穩(wěn)定狀態(tài)的核素稱為穩(wěn)定性核素 stablenuclide 當(dāng)原子核內(nèi)部處于不穩(wěn)定狀態(tài) 產(chǎn)生了能級(jí)的變化 轉(zhuǎn)化為另一種核素 這種自發(fā)的核內(nèi)結(jié)構(gòu)或能量的變化過程稱為核衰變 nucleardecay 變化過程中釋放的具有一定能量的粒子稱為放射線 radiation 釋出放射線的核素稱為放射性核素 radio nuclide 12 二 核衰變方式 衰變 alphadecay 衰變 alphadecay 原子核內(nèi)要釋放2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子組成的 稱之為 粒子 主要發(fā)生在中子相對(duì)過多的核素 中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子 釋放負(fù)電子 稱為 粒子 13 衰變 alphadecay 主要發(fā)生在中子數(shù)相對(duì)不足的核素 核內(nèi)由質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子 釋放正電子 稱為 粒子 電子俘獲 electroncapture EC 對(duì)于中子數(shù)相對(duì)較少某些核素 原子核從核外內(nèi)層的電子殼層俘獲一個(gè)電子 使核內(nèi)的一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子 同時(shí)釋放一個(gè)中微子 隨后較外層的電子躍入內(nèi)層軌道填補(bǔ)空穴 由于外層能級(jí)高于內(nèi)層能級(jí) 因此 多余能量以電磁輻射 即特征X射線 形式釋放 或者該能量傳遞給另一殼層電子 使之脫離軌道逸出 稱為俄歇電子 augerelectron 14 躍遷與內(nèi)轉(zhuǎn)換現(xiàn)象 經(jīng)過 或 衰變的核素 在衰變的過程中可能導(dǎo)致原子核處于高能的激發(fā)態(tài) 核內(nèi)多余能量以電磁輻射形式釋放后返回基態(tài) 該過程稱為 躍遷 15 三 放射性核素衰變規(guī)律及其度量 指數(shù)衰變規(guī)律 16 半衰期 17 18 放射性活度 放射性比活度與放射性濃度 19 四 帶電粒子與物質(zhì)的相互作用 帶電粒子與物質(zhì)的相互作用 電離與激發(fā)作用 電離密度 ionizationdensity 單位路徑上形成的離子對(duì)數(shù)目 20 如果帶電粒子使照射物質(zhì)軌道電子從內(nèi)層躍遷至外層 整個(gè)原子處于能量較高的激發(fā)態(tài) 此過程稱為激發(fā) excitation 作用 散射與吸收 帶電粒子受到物質(zhì)原子核庫(kù)倉(cāng)電場(chǎng)作用而發(fā)生方向偏折和能量的改變 稱為散射 scattering 只改變運(yùn)動(dòng)方向而能量不變者稱為彈性散射 elasticscattering 如果射線通過物質(zhì)時(shí) 由于各種作用的機(jī)制 導(dǎo)致帶電粒子的動(dòng)能全部喪失而不復(fù)存在的過程稱為吸收 absorption 帶電粒子被吸收以前所行經(jīng)的直線距離則成為射程 range 21 X 射線與物質(zhì)的相互作用 光電效應(yīng) 光子與介質(zhì)原子的軌道電子碰撞 把能量全部交給軌道電子 使之脫離原子 光子消失 這一作用能夠過程稱為光電效應(yīng) photoelectriceffect 脫離軌道的電子稱為光電子 photoelectricelectron 康普頓效應(yīng) 能量較高的光子與核外電子碰撞 將一部分能量傳遞給電子 使之脫離原子軌道成為高速運(yùn)行的電子 而光子本身能量降低 運(yùn)行方向發(fā)生改變 成為康普頓效應(yīng) Comptoneffect 電子對(duì)生成 當(dāng)光子能量大于1 022MeV時(shí) 在物質(zhì)原子核電場(chǎng)作用下轉(zhuǎn)化為一個(gè)正電子和一個(gè)負(fù)電子 稱為電子對(duì)生成 electronpairproduction 22 對(duì)于 射線和原子序數(shù)高的吸收物質(zhì) 以光電效應(yīng)為主 對(duì)于中能 射線和原子序數(shù)高的吸收物質(zhì) 康普頓效應(yīng)占優(yōu)勢(shì) 對(duì)于高能 射線和原子序數(shù)高的吸收物質(zhì) 電子對(duì)效應(yīng)占優(yōu)勢(shì) 輻射劑量及單位 X射線或 射線在單位質(zhì)量 dm 的空氣中 與原子相互作用釋放出來的次級(jí)電子完全被阻止時(shí) 所產(chǎn)生的同一符號(hào)離子的總電荷 dQ X dQ dm 照射量?jī)H適用于能量在10keV 3MeV范圍內(nèi)的X射線和 射線照射空氣 23 24 待積劑量 committeddose 指放射性核素進(jìn)入體內(nèi)的劑量積分估算 根據(jù)待積劑量的概念還可以推倒出待積吸收劑量 待積當(dāng)量劑量和待積有效劑量等 待積當(dāng)量劑量 committedequivalentdose HT 指單次攝入的放射性物質(zhì)在其后的 年內(nèi)對(duì)所關(guān)心的器官或組織所造成的總劑量累積值 25 待積有效劑量 committedeffectivedose E 如果單次攝入R類放射性核素對(duì)人體器官或組織 T 造成的待積當(dāng)量劑量HT 乘以相應(yīng)的權(quán)重因子WT 隨后對(duì)所涉及的器官或組織 T 求積 HT 為積分至 時(shí)間時(shí)組織 T 的待積當(dāng)量劑量 WT為組織T的組織權(quán)重因數(shù) 26 常用電離輻射量間相互關(guān)系 27 第二章核醫(yī)學(xué)中的放射衛(wèi)生防護(hù) 28 Radiationneednotbefeared butitmustberespected Morgan 29 一 天然本底輻射 天然本底輻射 宇宙輻射 地球輻射 初級(jí)宇宙射線 次級(jí)宇宙射線 鈾系 錒系 釷系 其它天然放射性核素 本底當(dāng)量時(shí)間 表示在臨床核醫(yī)學(xué)防護(hù)工作中 病人所受的輻射劑量的大小可以用相當(dāng)于在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)所受天然本底輻射的劑量 30 二 放射生物學(xué) radiationbiology 作用機(jī)理 相對(duì)生物效應(yīng) relativebiologyeffect RBE 標(biāo)準(zhǔn)射線產(chǎn)生生物效能的劑量 所試輻射產(chǎn)生相同生物效能的劑量 通常情況下 RBE與LET呈正相關(guān)關(guān)系 31 間接作用 indirecteffect 指射線的能量直接沉積于生物體中的水分子 而不是生物分子 輻射沉積的能量引起水分子發(fā)生輻射分解 進(jìn)而產(chǎn)生自由基等活性基團(tuán) 這些自由基等活性基團(tuán)可誘發(fā)生物分子損傷 它是通過水的輻射降解產(chǎn)物間接作用于生物分子引起損傷的 外照射 externalirradiation 是指來自被輻照機(jī)體之外的照射如x線和鈷源 射線等 內(nèi)照射 internalirradiation 是指放射性物質(zhì)通過不同途徑進(jìn)入人體沉積于組織或器官內(nèi)在人體內(nèi)產(chǎn)生的照射 32 封閉源是將放射性物質(zhì)固定在全封閉狀態(tài)得到電離輻射源 非封閉源是指能夠向周圍環(huán)境播散放射性核素的電離輻射源 確定性效應(yīng) deterministiceffects 受照射生物機(jī)體產(chǎn)生效應(yīng)的嚴(yán)重程度在閾值以上隨劑量的增加而增加 存在劑量閾值 通常為0 1 0 2Gy 33 自由基 freeradical 是指能夠獨(dú)立存在 具有一個(gè)或多個(gè)未配對(duì)電子的原子 分子 離子或原子團(tuán) 如 等 較分子氧的化學(xué)性質(zhì)更為活潑的氧衍生物或其代謝產(chǎn)物統(tǒng)稱為活性氧 reactiveoxygenspecies 如 等 概括說大部分含氧自由基是活性氧 但活性氧不一定都是自由基 破壞細(xì)胞膜 使膜脂質(zhì)過氧化 引起膜結(jié)構(gòu)的破壞 使細(xì)胞蛋白質(zhì)氧化 脫氫 造成蛋白質(zhì)的失活 結(jié)構(gòu)改變 化學(xué)鏈的斷裂 或使蛋白質(zhì)交聯(lián)和聚合 從而影響蛋白質(zhì)的正常功能 使糖鏈的斷裂和失活 引起核酸的損傷 造成細(xì)胞死亡 34 生物體內(nèi)的還原劑和抗氧化酶系統(tǒng)對(duì)自由基和ROS的清除作用 亞致死性損傷 sublethaldamage SLD 細(xì)胞內(nèi)只有部分關(guān)鍵性靶點(diǎn)受到電離輻射事件的破環(huán) 只要給以足夠時(shí)間 細(xì)胞可以對(duì)這些損傷進(jìn)行修復(fù) 這種修復(fù)稱為亞致死性損傷修復(fù) sublethaldamagerecoveryorrepair SLDR 潛在致死性損傷 potentiallylethaldamage PLD 這種致死效應(yīng)是潛在性的 在不進(jìn)行干預(yù)的情況下可導(dǎo)致細(xì)胞死亡 如果改變受照細(xì)胞所處的狀態(tài) 如延遲接種或置于不利于分裂的環(huán)境中 即可促進(jìn)細(xì)胞恢復(fù) 免于死亡 這種恢復(fù)或修復(fù) 稱為潛在致死性損傷修復(fù) potentiallylethaldamagerecoveryorrepair PLDR 35 36 3 相同劑量分次照射 單次照射損傷高于分次照射 4 照射面積和部位 照射條件相同時(shí) 輻射生物效應(yīng)與照射面積呈正相關(guān) 腹部 盆腔 頭頸部 胸部和四肢 37 38 39 隨個(gè)體發(fā)育趨向成熟而逐漸降低 胚胎 幼體 成體的輻射敏感性依次降低 40 表2組織權(quán)重因數(shù) WT 41 氧效應(yīng) 組織或溶液中氧濃度升高后 再給予射線照射可使輻射損傷程度加重 這種現(xiàn)象稱氧效應(yīng) oxygeneffects 細(xì)胞分裂周期與輻射敏感性密切相關(guān) 造血系統(tǒng)的組成和特點(diǎn) 氧增強(qiáng)比 oxygenenhancementratio OER 42 精原干細(xì)胞 精原細(xì)胞 初級(jí)精母細(xì)胞 精子 次級(jí)精母細(xì)胞 精細(xì)胞 卵原細(xì)胞 胚胎期 卵母細(xì)胞 靜止 未成熟的卵泡 接近成熟的卵泡 成熟的卵泡 成熟的雌性 43 輻射對(duì)生殖細(xì)胞的損傷 在雄性中最危險(xiǎn)的精原干細(xì)胞 在雌性中最危險(xiǎn)的是未成熟的卵泡 男性暫時(shí)不育劑量的閾值 睪丸單次照射的吸收劑量為0 15Gy 在遷延照射條件下 劑量率為0 4Gy a 永久性不育劑量的閾值為3 5 6Gy 劑量率的閾值為2Gy a 在急性照射條件下 女性永久性不育劑量的閾值為2 5 6Gy 在遷延照射條件下 永久性不育劑量率的閾值為0 2Gy a 輻射造成女性不育時(shí) 伴有與絕經(jīng)期相似的明顯的激素水平改變 44 三 電離輻射防護(hù)的原則和措施 45 電離輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容 輻射防護(hù)的目的 防止有害的確定性效應(yīng)的發(fā)生 并將隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率降低到可接受的水平 輻射防護(hù)的基本原則 輻射實(shí)踐的正當(dāng)化 輻射防護(hù)的最優(yōu)化 個(gè)人劑量限值 46 基本標(biāo)準(zhǔn)的劑量限值與豁免 工作人員一年接受的輻射累積劑量限值 47 輻射場(chǎng)所的分級(jí)和防護(hù)要求 把職業(yè)照射工作場(chǎng)所分為控制區(qū) 監(jiān)督區(qū)和非限制區(qū) 放射源分為封閉源和非封閉源 控制區(qū)在其中連續(xù)工作的人員一年內(nèi)受到照射劑量可能超過年限值十分之三的區(qū)域 監(jiān)督區(qū)在其中連續(xù)工作的人員一年內(nèi)受到照射劑量一般不超過年限值十分之三的區(qū)域 非限制區(qū)在其中連續(xù)工作的人員一年內(nèi)受到照射劑量一般不超過年限值十分之一的區(qū)域 48 放射源的防護(hù) 49 50 第三章放射性測(cè)量 51 一 放射性測(cè)量?jī)x器 放射性儀器的主要測(cè)量原理是建立在射線與物質(zhì)相互作用的基礎(chǔ)上 將核射線轉(zhuǎn)化為電能 分類 氣體電離探測(cè)器 gasionizationdetector 閃爍探測(cè)器 scintillationdetector 半導(dǎo)體探測(cè)器 semiconductordetector 52 固體閃爍計(jì)數(shù)器 solidscintillationcounter 固體閃爍計(jì)數(shù)器 固體閃爍探測(cè)器 后續(xù)電子線路 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 輔助結(jié)構(gòu) 53 固體閃爍探測(cè)器 solidscintillationdetector 將X和 射線轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào) 探測(cè)效率高 適用范圍廣 即可探測(cè)射線強(qiáng)度 又能測(cè)定射線的能量 結(jié)構(gòu) 1 閃爍體 分為無(wú)機(jī)晶體 NaI Tl 有機(jī)晶體 蒽 芪 和塑料有機(jī)晶體 TP和POPOP 射線激發(fā)為熒光信號(hào) 2 光收集系統(tǒng) 包括反射層 光學(xué)耦合劑和光導(dǎo) 收集并傳遞熒光信號(hào) 54 3 光電倍增管 將熒光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)并進(jìn)行放大 4 前置放大器 對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大 后續(xù)分析電路 1 主放大器 放大 脈沖整形和倒相 2 脈沖高度分析器 pulseheightanalyzer 有選擇地讓需要記錄的脈沖通過 使之進(jìn)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和記錄 起到鑒別核素和降低本底的目的 55 基本電路是甄別器 discriminator 預(yù)置閾值稱為甄別閾 discriminatorthreshold 脈沖高度分析器主要由上下兩路甄別器和一個(gè)反符合線路組成 上下甄別器之間差異稱為道寬 channelwidth 微分測(cè)量 differentialmeasurement 和積分測(cè)量 integralmeasurement 多道脈沖高度分析器 multichannelanalyzer 道數(shù)越多分辨率越高 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 輔助結(jié)構(gòu)和電源 56 液體閃爍計(jì)數(shù)器 liquidscintillationcounter 將 和低能 射線轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào) 由于兩者射程短 需將樣品加入到閃爍體中 結(jié)構(gòu) 1 液體閃爍體 液體閃爍體由溶劑和溶于溶劑中的有機(jī)閃爍劑組成 樣品以固體或溶媒的形式加入其中 溶劑分子起到傳遞能量的作用 進(jìn)而傳給閃爍劑 其中原子被激發(fā) 退激時(shí)發(fā)出熒光 2 光電倍增管 必須和閃爍液的發(fā)射光譜匹配 用Cs K Sb 同時(shí)需用低噪聲的光地倍增管 57 3 光電倍增管 后續(xù)分析電路 1 符合線路 2 相加線路 3 線性門控電路 4 主放大器 5 脈沖高度分析器 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 輔助結(jié)構(gòu)和電源 58 二 射線的測(cè)量 1 絕對(duì)測(cè)量 絕對(duì)測(cè)量是不借助中間手段直接測(cè)量放射性活度的方法 常用4 立體角法 固定立體角法 符合法和量熱法 主要用于標(biāo)準(zhǔn)源測(cè)量 2 相對(duì)測(cè)量 相對(duì)測(cè)量一般用所測(cè)計(jì)數(shù)率的多少來反映放射性活度的大小 或者借助參考樣品測(cè)定儀器的探測(cè)效率 將計(jì)數(shù)率轉(zhuǎn)化為放射性活度 是生物醫(yī)學(xué)中普遍采用的測(cè)量方法 射線的測(cè)量 1 較低能量的 射線能譜 2 能量大于1 022MeV的 射線 59 射線的計(jì)數(shù)測(cè)量 1 固體閃爍計(jì)數(shù)器的本底 2 微分測(cè)量和積分測(cè)量 3 微分測(cè)量道的選擇 4 樣品的衰變率 5 漏計(jì) 分辨時(shí)間 幾何條件 60 三 液體閃爍測(cè)量技術(shù) 閃爍液 溶劑的作用為溶解閃爍劑和待測(cè)放射性樣品 同時(shí)起能量傳遞作用 常用的主要是烷基苯類 包括甲苯 二甲苯 對(duì)二甲苯等 閃爍劑是發(fā)光物質(zhì) 接受溶劑分子傳遞的能量 在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生激發(fā)和退激 釋放出熒光光子 有TP PPO PBD b PBD和BBOT等 其中最常用的是PPO和b PBD 第二閃爍劑主要用POPOP DM POPOP及Bis MSB 使用濃度為第一閃爍劑的1 10 1 50 助溶劑和添加劑 溶劑純化和配伍禁忌 閃爍液和樣品測(cè)量瓶 61 四 顯像儀器 照相機(jī) 顯像儀器 閃爍掃描儀 ECT 照相機(jī) SPECT PET 準(zhǔn)直器 晶體 光電倍增管 脈沖幅度分析器 顯示系統(tǒng) 62 1 準(zhǔn)直器 collimator 保證 照相機(jī)的分辨率和定位準(zhǔn)確 準(zhǔn)直器 針孔型 多孔型 平行孔型 發(fā)散型 會(huì)聚型 斜孔型 2 晶體 crystal 射線進(jìn)入晶體產(chǎn)生熒光信號(hào) 63 3 光電倍增管 photomultipliertube 吸收熒光信號(hào) 轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸出 由這些輸出信號(hào)的綜合和加權(quán) 最終形成顯像圖 在顯像圖中的定位取決于每一個(gè)光電倍增管感受到的信號(hào)的多少和強(qiáng)度 所以光電倍增管的數(shù)量多少與定位的準(zhǔn)確性有關(guān) 數(shù)量多可增大顯像的空間分辨率 增加定位的準(zhǔn)確性 4 脈沖高度分析器 pulseamplitudeanalyzer 在 照相機(jī)上通過調(diào)節(jié)脈沖高度分析器的閾值和測(cè)量道的窗寬 選擇性地記錄目標(biāo)脈沖信號(hào)用作顯像而排除本底及其他干擾信號(hào) 5 顯示系統(tǒng) 有電子學(xué)線路和計(jì)算機(jī)構(gòu)成 照相機(jī)的信號(hào)分析和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 現(xiàn)代新型的 照相機(jī)在每一個(gè)光電倍增管的底部設(shè)置信號(hào)處理線路 這樣就可減少信號(hào)的失真 提高準(zhǔn)確度和空間分辨率 64 SPECT 單探頭SPECT相當(dāng)于用大視野 照相機(jī)的探頭通過可旋轉(zhuǎn)的機(jī)架圍繞探頭的中心 繞病人進(jìn)行旋轉(zhuǎn) 每隔一定角度采集圖像 多平面顯像 通常以每隔3o或6o采集一幀平面顯像 360o采集64幀圖像 然后通過計(jì)算機(jī)處理 重建成斷層顯像 圖像重建方法采用濾波反投射技術(shù) filteredbackprojection FBP SPECT的基本操作過程 A 影像的獲取 包括獲取時(shí)間 劑量 圖像大小 角度 探頭移動(dòng)方式等 B 影像的重組 包括標(biāo)定靶器官 選取橫切面影像 衰減矯正 選取冠切 矢切 斜切等圖像 65 3 D圖像的效果 所呈現(xiàn)的圖像明暗醒目 66 正電子斷層成像 1 湮滅輻射 annihilationradiation 粒子通過物質(zhì)時(shí) 其動(dòng)能完全消失后 可與物質(zhì)中的自由電子相結(jié)合而轉(zhuǎn)化為一對(duì)發(fā)射方向相反 能量分別為0 511MeV的 光子 0 511MeV 0 511MeV 67 2 正電子發(fā)射斷層顯像的原理 用成相反方向 互成180o 排列的兩個(gè)探頭探測(cè) 光子 當(dāng)光子與探測(cè)器相互作用 產(chǎn)生熒光光子并形成一個(gè)電脈沖 脈沖幅度分析器選擇能量輻射511keV的電脈沖送入電子學(xué)線路 電子學(xué)線路把呈相反方向并在5 15ns內(nèi)發(fā)生的兩個(gè)電脈沖信號(hào)送入顯像系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以此閃爍數(shù)據(jù)為基礎(chǔ) 生成圖像 3 正電子發(fā)射核素的SPECT顯像 采用符合線路技術(shù) 利用電子準(zhǔn)直技術(shù) 無(wú)需鉛準(zhǔn)直器 具有一機(jī)兩用功能 其晶體部分仍采用NaI Tl 68 4 正電子發(fā)射核素的PET顯像 PET的結(jié)構(gòu) 晶體 電子準(zhǔn)直 符合線路和飛行時(shí)間技術(shù) 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 圖像顯示 斷層床等 可應(yīng)用與靜態(tài)和動(dòng)態(tài)斷層顯像 并能進(jìn)行定量分析 探頭多采用鍺酸鉍 BGO 晶體 此外還有硅酸镥 LSO 硅酸釓 GSO 晶體 PET和SPECT的不同點(diǎn) 1 空間分辨率高 2 采用電子準(zhǔn)直的復(fù)合計(jì)數(shù) 靈敏度 分辨率和探測(cè)效率均高于SPECT 3 應(yīng)用的放射性核素多為人體重要組分的化學(xué)元素 參與機(jī)體代謝 和人體生理狀況 69 4 PET容易進(jìn)行衰減校正和進(jìn)行定量分析 功能測(cè)定儀 1 甲狀腺功能測(cè)定儀 2 腎圖儀 70 第四章放射性藥物 71 一 概念 分類和特點(diǎn) 放射性藥物是指含有放射性核素 能夠用于醫(yī)學(xué)診斷和治療的一類特殊制劑 放射性藥物的分類 放射性藥物的特點(diǎn) 具有放射性 不穩(wěn)定性 化學(xué)質(zhì)量小 存在ARL 72 放射性藥物的特殊要求 放射性核素的選擇 1 治療用放射性核素 2 被標(biāo)記物無(wú)毒副作用 無(wú)致敏性 純度高 有靶向性 能夠被核素標(biāo)記 3 標(biāo)記方法簡(jiǎn)單 快速 無(wú)需純化 4 在一定時(shí)間內(nèi)較為穩(wěn)定 73 放射性藥物的作用機(jī)制 代謝途徑 臟器攝取 離子交換 彌散和分布 細(xì)胞吞噬 特異結(jié)合 74 二 放射性藥物的制備 放射性藥物的制備途徑 放射性核素的產(chǎn)生 配體的合成 標(biāo)記 放射性核素的來源 反應(yīng)堆生產(chǎn) 品種多 產(chǎn)量大 操作簡(jiǎn)單 但產(chǎn)品富中子 伴有 衰變 不利于制備診斷用藥物 并且子核和母核分離較為困難 75 加速器生產(chǎn) 大部分為貧中子核素 通常發(fā)生 衰變或電子俘獲 有利于核醫(yī)學(xué)顯像 核素發(fā)生器 主要有99Mo 99mTc 188W 188Re 113Sn 113mIn發(fā)生器等 生產(chǎn)簡(jiǎn)便 成本低廉 但洗脫效率低 洗脫曲線峰較寬 峰位靠后導(dǎo)致洗脫體積較大 放射性濃度低 洗脫液的質(zhì)量控制 1 99Mo含量測(cè)定99Mo 0 1 2 Al含量測(cè)定Al 10 g ml 3 載體含量99mTc增長(zhǎng)到最大值的時(shí)間為22 8h 因此 一般洗淋時(shí)間間隔為24h 4 放化純度 98 76 標(biāo)記技術(shù) 99mTc的標(biāo)記 基本原理 99mTc通常是 7價(jià) 在溶液中最穩(wěn)定 利用還原劑和電解還原的方法將 7價(jià)的99mTc還原成 5價(jià)或更低的價(jià)態(tài) 低價(jià)態(tài)的99mTc不穩(wěn)定 容易和反應(yīng)體系中的化合物發(fā)生結(jié)合或絡(luò)合 從而達(dá)到標(biāo)記化合物的目的 方法 常用的還原劑有氯化亞錫 氟化亞錫 枸櫞酸亞錫 亞鐵抗壞血酸 維生素C 等 1 直接標(biāo)記法 將99mTcO4 還原后直接標(biāo)記于配體上 還原劑的劑量和溶液中的PH值對(duì)其標(biāo)記具有重要作用 77 2 配體交換法用99mTc首先標(biāo)記絡(luò)合能力較弱的配體 再將其與最后標(biāo)記的配體進(jìn)行反應(yīng) 從而得到最終的標(biāo)記物 通常是在某些需較高PH值的反應(yīng)中進(jìn)行 配體與99mTc的絡(luò)合能力的強(qiáng)弱 1 對(duì)于不同原子的配體 S N O X 鹵族元素 2 多齒配體 雙齒配體 單齒配體 3 99mT與配體的絡(luò)合能力隨配體濃度和酸度等條件不同而變化 3 間接標(biāo)記法是指通過雙功能螯合劑將99mTc標(biāo)記到蛋白或多肽分子上 雙功能螯合劑的一端連接蛋白或肽類 另一端連接99mTc 常用的雙功能螯合劑 DTPA 金屬硫蛋白 二甲基縮氨基硫脲等 放射性碘的標(biāo)記 容易測(cè)量 標(biāo)記物穩(wěn)定 78 半衰期適中 易于商品化和貯存 廢物容易處理 靈敏度高 基本要求 待標(biāo)記物要有易被碘原子結(jié)合或取代的基團(tuán) 主要是酪氨酸 部位在苯環(huán)上羥基的兩個(gè)鄰位 必須先把125I 氧化成為125I2 79 氯胺 T法 方法簡(jiǎn)便 標(biāo)記率高 重復(fù)性好 試劑易得 影響因素 反應(yīng)溶液的pH值 反應(yīng)體積 溫度時(shí)間等 乳過氧化物酶法 LPO 固相氧化法 聯(lián)接標(biāo)記法 80 三 常用放射性藥物的介紹 含锝99mTc的放射性藥物 高锝 99mTc 酸鈉 主要用于甲狀腺 腦 唾液腺 異位胃粘膜顯像和制備含 99mTc 放射性藥品 锝 99mTc 亞甲基二膦酸鹽 99mTc MDP 主要用于全身和局部骨顯像 診斷骨關(guān)節(jié)疾病和原發(fā) 轉(zhuǎn)移性骨腫瘤 锝 99mTc 依菲替寧注射液 99mTc MDP 主要用于肝膽系統(tǒng)顯像 診斷肝外膽管阻塞 膽囊炎和膽管炎等膽道系統(tǒng)疾病 81 锝 99mTc 植酸鹽注射液 99mTc Phy 主要用于肝臟占位或破壞性疾病以及肝缺血性疾病 肝功能明顯低下時(shí) 脾和骨髓濃聚增加 锝 99mTc 依沙美肟注射液 99mTc HMPAO 主要用于腦血流灌注顯像 診斷腦血管疾病 腦外傷 癲癇 癡呆癥 腦死亡以及腦功能和正常腦生理活動(dòng) 锝 99mTc 司它比注射液 99mTc MIBI 主要用于心肌顯像 腎臟顯像 包括锝 99mTc 雙半胱氨酸注射液 99mTc EC 锝 99mTc 巰替肽注射液 99mTc MAG3 锝 99mTc 噴替酸鹽注射液 99mTc DTPA 等 82 碘 鉻 碳標(biāo)記的放射性藥物 碘 131I 化鈉膠囊 131I Cap 用于甲狀腺吸碘功能測(cè)定 鄰碘 131I 馬尿酸鈉 131I Hipp 用于腎功能測(cè)定 鉻 131I 酸鈉 51Cr Hipp 用于測(cè)定紅細(xì)胞壽命 血小板壽命 紅細(xì)胞容量及血容量 也可用于脾顯像 尿素 14C 膠囊 14C Urea 用于診斷幽門螺旋桿菌 83 鎵 鉈標(biāo)記的放射性藥物 枸櫞酸鎵 67Ga 67Ga Citate 用于腫瘤和炎癥的定位診斷和鑒別診斷 氯化亞鉈 201Tl 201TlCl 用于心肌顯像 對(duì)心肌梗塞 冠心病的診斷 預(yù)后及隨訪觀察有較大價(jià)值 正電子發(fā)射半衰期核素的放射性藥物 氟 18F 化鈉 骨顯像效果優(yōu)于99mTc MDP 84 2 氟 18F 2 脫氧葡萄糖 18F FDG 用于腦 心肌 腫瘤和炎癥顯像 13N 氨注射液 13N NH3 用于心肌血流灌注顯像 結(jié)合18F FDG可評(píng)價(jià)局部心肌存活能力 11C 雷可派 用于與多巴胺D2受體神經(jīng)系統(tǒng)的疾病顯像 11C 甲硫氨酸 用于與氨基酸的攝取和蛋白質(zhì)合成有關(guān)的腫瘤顯像 特別是神經(jīng)膠質(zhì)瘤顯像 檢測(cè)腫瘤的治療效果優(yōu)于18F FDG 85 治療用放射性藥物 治療放射性藥物的主要特點(diǎn) 利用輻射作用殺傷細(xì)胞 具有較高的靶 非靶比值 根據(jù)病變部位和范圍懸著不同的放射性核素 碘 131I 化鈉口服溶液 131I 用于治療甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)和甲狀腺癌轉(zhuǎn)移灶的治療 碘 32P 酸鈉鹽口服溶液 32P 治療骨轉(zhuǎn)移癌 骨組織的過度增生 抑制血液疾病的細(xì)胞異常增生 治療各類皮膚病 86 來昔決南釤 153Sm EDTMP 用于治療轉(zhuǎn)移性骨癌 氯化鍶 89Sr 用于治療轉(zhuǎn)移性骨癌 锝 99Tc 亞甲基二膦酸鹽 99Tc MDP 用于治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 單抗放射性藥物 單抗放射性藥物 多肽放射性藥物 87 四 放射性藥物的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制 基本概念 1 質(zhì)量保證 為達(dá)到質(zhì)量要求而采取的一系列標(biāo)準(zhǔn)化措施 2 質(zhì)量保證 對(duì)重要的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行經(jīng)常性或定期性的檢測(cè) 3 放射性藥品生產(chǎn)和管理規(guī)范 為保證放射性藥品的生產(chǎn)和使用安全 盡量避免不良反應(yīng) 所建立的綜合管理規(guī)范 質(zhì)量控制內(nèi)容 理化檢測(cè)和生物學(xué)檢測(cè) 理化檢驗(yàn) 形狀 放射性核素的鑒別 88 放射性活度 pH值 放化純度 化學(xué)純度 放射性核純度 1 能譜法 2 半衰期法 89 五 正確使用 不良反應(yīng)及其防治 正確使用總原則 1 正當(dāng)化判斷 2 最優(yōu)化分析 3 限制放射性劑量 兒童應(yīng)用原則 1 1y為成人用量的20 30 2 1y 3y為成人用量的30 50 3 3y 6y為成人用量的40 70 4 6y 15y為成人用量的60 90 90 育齡婦女的應(yīng)用原則 不良反應(yīng)及其防治 六 放射性藥品的管理 放射性藥物屬處方藥 按 放射性藥品管理辦法 和 中華人民共和國(guó)藥品管理法 進(jìn)行管理 實(shí)行 放射性藥品使用許可證 制度 一級(jí)許可證 使用市售體外放免試劑盒及直接使用的放射性藥品 二級(jí)許可證 除可使用一級(jí)許可證藥物外 還可使用核素和核素發(fā)生器及配套藥盒自行制備放射性藥品 三級(jí)許可證 除可使用二級(jí)許可證藥物外 還可自行研制放射性藥品 91 第五章體外放射分析技術(shù) 92 標(biāo)記分析技術(shù)是一組超微量體外分析技術(shù)的總稱 它是利用某種特異性結(jié)合劑與被測(cè)物質(zhì)和標(biāo)記物進(jìn)行結(jié)合反應(yīng) 從而對(duì)超微量物質(zhì)進(jìn)行定量的分析技術(shù) 如標(biāo)記物為放射性核素則稱為體外放射分析 體外放射分析 放射免疫分析 RIA 免疫放射分析 IRMA 受體放射分析 RBA 放射受體分析 RRA 93 一 放射免疫分析 RIA 原理 放射性標(biāo)記抗原與非標(biāo)記抗原 包括標(biāo)準(zhǔn)抗原或待測(cè)抗原 與有限量的特異性抗體發(fā)生可逆性競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合 94 RIA的基本步驟 1 加樣 2 孵育 3 分離結(jié)合和游離部分 4 測(cè)放射性 5 數(shù)據(jù)處理 基本試劑 一 特異性結(jié)合劑 特異性結(jié)合劑包括抗體 血漿結(jié)合球蛋白和受體 95 1 抗體 抗體的制備是用適宜的純化的免疫原在動(dòng)物身上人工免疫 分子量 5000的蛋白多肽類物質(zhì)具有較好的免疫原性 抗血清質(zhì)量鑒定的檢測(cè)指標(biāo)是滴度 親和力和特異性 抗體應(yīng)具備三個(gè)條件 高親和力 高特異性和高滴度 2 標(biāo)記抗原 高比活度和高放化純度是保證分析靈敏度的前提 半衰期不能太短 以保證整個(gè)分析過程的完成 不改變?cè)锌乖奶匦?96 復(fù)合物和游離抗原的分離 抗原抗體在液相環(huán)境中反應(yīng) 1 雙抗法 2 聚乙二醇法 3 葡萄球菌蛋白沉淀法 4 活性炭吸附法 5 微孔濾膜法 97 1 吸附牢固而且抗體量足夠 2 不影響抗體的免疫活性 3 非特異性結(jié)合低 4 吸附材料理化性質(zhì)穩(wěn)定 5 吸附材料價(jià)廉易得 抗體吸附于固體支持物上 98 方法包括 1 試管固相法 2 微粒固相法 3 微球固相法 RIA系統(tǒng)的分析性能及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 99 精密度是指同一樣品重復(fù)測(cè)定的實(shí)測(cè)量的離散程度 離散程度越小 則能區(qū)別的樣品量差別越小 也就是分析系統(tǒng)的精密度越高 靈敏度就是統(tǒng)計(jì)上能與零劑量相區(qū)別的最小值 準(zhǔn)確度是指樣品的測(cè)定值偏離真值的程度 由于實(shí)際樣品的真值是未知的 常用估計(jì)準(zhǔn)確度的方法是測(cè)量實(shí)際樣品外加標(biāo)準(zhǔn)品的回收率 理論上回收率一般以90 110 之間 100 RIA的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1 盡可能提高靈敏度先選定盡可能少又能滿足控制測(cè)量誤差要求的標(biāo)記抗原用量 然后選合適的抗體濃度 要求標(biāo)準(zhǔn)曲線起始段的斜率最高 2 提高精密度圖的使用范圍應(yīng)當(dāng)在上述第一種方案的基礎(chǔ)上 適當(dāng)增加抗體用量 使標(biāo)準(zhǔn)曲線下降不要太快 并在隨后的區(qū)段有較好的斜率 放射免疫分析的數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理的基本步驟 101 選擇函數(shù)式 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)管的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合 求出函數(shù)式的各系數(shù) 代入待測(cè)樣品的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 求含量 102 各種模型 Logit Log模型 四參數(shù)Logistic模型 四參數(shù)質(zhì)量作用定律模型 103 放射免疫分析的質(zhì)量控制 質(zhì)量控制之目的 質(zhì)量控制就是對(duì)分析工作的誤差進(jìn)行經(jīng)常性的檢查 遇有質(zhì)量異常則及時(shí)采取對(duì)策 以保證分析誤差控制在可接受的范圍內(nèi) 放射免疫分析的質(zhì)量控制 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)控 實(shí)驗(yàn)間質(zhì)控 104 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)控的主要內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)誤差包括兩大類 隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差 實(shí)驗(yàn)誤差監(jiān)控的主要內(nèi)容 1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的質(zhì)量 2 精密度 3 整批實(shí)驗(yàn)的偏差 4 漂移 5 批間質(zhì)控 105 二 免疫放射分析 IRMA IRMA的基本原理 放射性核素標(biāo)記在抗體上 然后以過量標(biāo)記抗體與抗原結(jié)合 多余的抗體通過一定手段除去 測(cè)定復(fù)合物的放射性 其活度與待測(cè)抗原的量呈正相關(guān) Ag Ab Ab AgAb IRMA和RIA的主要區(qū)別 1 反應(yīng)的機(jī)制不同