《核醫(yī)學(xué)上崗證》第一章緒論-核醫(yī)學(xué)

1、中國人民解放軍總醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科中國人民解放軍總醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科陳英茂陳英茂2008-11-23l核醫(yī)學(xué)的定義、內(nèi)容及歷史核醫(yī)學(xué)的定義、內(nèi)容及歷史l放射性核素示蹤技術(shù)放射性核素示蹤技術(shù)l放射性核素顯像技術(shù)放射性核素顯像技術(shù)l核醫(yī)學(xué)的定義核醫(yī)學(xué)的定義核醫(yī)學(xué)是利用放射性核素所發(fā)出的射線進行核醫(yī)學(xué)是利用放射性核素所發(fā)出的射線進行診斷診斷、治療治療疾病或進行醫(yī)學(xué)疾病或進行醫(yī)學(xué)研究研究的學(xué)科。的學(xué)科。l核醫(yī)學(xué)涉及的學(xué)科：核醫(yī)學(xué)涉及的學(xué)科：核物理、核電子、核探測、計算機技術(shù)、圖核物理、核電子、核探測、計算機技術(shù)、圖像處理、放射化學(xué)、醫(yī)學(xué)各科等像處理、放射化學(xué)、醫(yī)學(xué)各科等l1896年法國物理學(xué)家貝可勒爾年法國物理學(xué)

2、家貝可勒爾(Becquerel)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)鈾的放射性鈾的放射性第一次認識到放射現(xiàn)象（第一次認識到放射現(xiàn)象（1903年獲諾貝爾物理學(xué)獎）年獲諾貝爾物理學(xué)獎） (講義中講義中1886年寫為年寫為1986年年)活度單位：活度單位：Bq(貝可貝可)l1898年居里夫婦發(fā)現(xiàn)了鐳，此后又發(fā)現(xiàn)了年居里夫婦發(fā)現(xiàn)了鐳，此后又發(fā)現(xiàn)了Pu和和Th天然放射性元素（天然放射性元素（1903年，年，1911年兩次獲得年兩次獲得諾貝爾獎）諾貝爾獎）活度單位：活度單位：Ci(居里居里)l1924年化學(xué)家年化學(xué)家Hevesy將同位素用于生理的示蹤研究，將同位素用于生理的示蹤研究，1943年獲諾貝爾獎年獲諾貝爾獎，稱為，稱為“基礎(chǔ)

3、核醫(yī)學(xué)之父基礎(chǔ)核醫(yī)學(xué)之父”。l1926年內(nèi)科醫(yī)師年內(nèi)科醫(yī)師Blumgart，第一次應(yīng)用了示蹤技術(shù)，第一次應(yīng)用了示蹤技術(shù)， “臨床核醫(yī)學(xué)之父臨床核醫(yī)學(xué)之父”l1930年美國加州大學(xué)的物理學(xué)家勞倫斯生產(chǎn)出第一臺回旋加速器美國加州大學(xué)的物理學(xué)家勞倫斯生產(chǎn)出第一臺回旋加速器l1934年艾倫年艾倫居里和她的丈夫約里奧用居里和她的丈夫約里奧用粒子照射粒子照射Al生成生成30P，第一次用人，第一次用人工方法生產(chǎn)了放射性核素工方法生產(chǎn)了放射性核素l1942年費米在芝加哥大學(xué)建立了世界上第一座核反應(yīng)堆。這些為此后人年費米在芝加哥大學(xué)建立了世界上第一座核反應(yīng)堆。這些為此后人工放射性核素的大量生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。工放射

4、性核素的大量生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。l1951年美國加州大學(xué)的卡森（年美國加州大學(xué)的卡森（Cassen）研制第一臺掃描機，通過逐點打）研制第一臺掃描機，通過逐點打印獲得器官的圖像，促進了顯像的發(fā)展。美國核醫(yī)學(xué)協(xié)會專門設(shè)立了印獲得器官的圖像，促進了顯像的發(fā)展。美國核醫(yī)學(xué)協(xié)會專門設(shè)立了“Cassen獎獎”l1957年年Anger研制出第一臺研制出第一臺照相機，稱照相機，稱Anger照相機，并在日內(nèi)瓦原子照相機，并在日內(nèi)瓦原子能和平會議上展出。能和平會議上展出。l1960年美國年美國Berson和和Yalow建立了放射免疫分析法，并用于測定血漿胰建立了放射免疫分析法，并用于測定血漿胰島素濃度，島素濃度，19

5、77年為此獲得了諾貝爾生物醫(yī)學(xué)獎。年為此獲得了諾貝爾生物醫(yī)學(xué)獎。l20世紀世紀80年代：年代：SPECTl20世紀世紀90年代年代PET應(yīng)用于臨床應(yīng)用于臨床l2000年年P(guān)ET/CT問世問世l放射性核素示蹤技術(shù)放射性核素示蹤技術(shù)利用放射性核素及其標記化合物作為示蹤劑（利用放射性核素及其標記化合物作為示蹤劑（tracer）來研究生物體內(nèi)各種物質(zhì)的代謝規(guī)律及研）來研究生物體內(nèi)各種物質(zhì)的代謝規(guī)律及研究診斷疾病的一門技術(shù)究診斷疾病的一門技術(shù)臨床上臟器顯像及臟器功能測定基本原理臨床上臟器顯像及臟器功能測定基本原理放射放射性核素示蹤技術(shù)性核素示蹤技術(shù)lPET、SPECT、相機、腎圖儀等都是基于放射性核素示

6、相機、腎圖儀等都是基于放射性核素示蹤技術(shù)蹤技術(shù)l示蹤劑示蹤劑能夠顯示出它的蹤跡的一種物質(zhì)，能被探測被追蹤能夠顯示出它的蹤跡的一種物質(zhì)，能被探測被追蹤l標記標記示蹤劑中某元素用它的放射性同位素代替示蹤劑中某元素用它的放射性同位素代替標記標記l放射性示蹤劑放射性示蹤劑放射性核素：發(fā)射信號供探測設(shè)備來探測該示蹤劑放射性核素：發(fā)射信號供探測設(shè)備來探測該示蹤劑的蹤跡的蹤跡被標記物：帶著放射性核素參與生物體內(nèi)活動被標記物：帶著放射性核素參與生物體內(nèi)活動l沒有同位素效應(yīng)：沒有同位素效應(yīng)：同位素的同位素的質(zhì)量不同質(zhì)量不同所引起的示蹤劑與被示蹤物質(zhì)的所引起的示蹤劑與被示蹤物質(zhì)的生物性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)生物性質(zhì)和化學(xué)性

7、質(zhì)差異很小，示蹤劑的生物學(xué)行差異很小，示蹤劑的生物學(xué)行為仍可代表被示蹤的物質(zhì)。為仍可代表被示蹤的物質(zhì)。l用量足夠小用量足夠小注入的量要足夠小，體內(nèi)不會因注入的量要足夠小，體內(nèi)不會因 “示蹤劑示蹤劑+被示蹤被示蹤物質(zhì)物質(zhì)”過量而過量而 干擾干擾生物系統(tǒng)的正常狀態(tài)生物系統(tǒng)的正常狀態(tài)l同一性同一性放射性示蹤劑和被標記物有相同的化學(xué)及生物學(xué)性放射性示蹤劑和被標記物有相同的化學(xué)及生物學(xué)性質(zhì)，無差別的參與生物代謝。質(zhì)，無差別的參與生物代謝。生物體不能區(qū)分示蹤劑和被標記物，而是一視同仁生物體不能區(qū)分示蹤劑和被標記物，而是一視同仁的對待它們的對待它們l可測性可測性放射性核素在體內(nèi)發(fā)射放射性核素在體內(nèi)發(fā)射射線射

8、線示蹤原理基于示蹤劑以上兩個性質(zhì)示蹤原理基于示蹤劑以上兩個性質(zhì)l利用放射性核素作為一種標記，制備各種標記利用放射性核素作為一種標記，制備各種標記化合物化合物放射性示蹤劑放射性示蹤劑l放射性探測儀器探測示蹤劑在體內(nèi)位置、數(shù)量放射性探測儀器探測示蹤劑在體內(nèi)位置、數(shù)量及變化過程，來研究生物體內(nèi)相應(yīng)物質(zhì)的吸收及變化過程，來研究生物體內(nèi)相應(yīng)物質(zhì)的吸收、分布、代謝、排泄、轉(zhuǎn)移等規(guī)律、分布、代謝、排泄、轉(zhuǎn)移等規(guī)律放射性放射性核素示蹤技術(shù)核素示蹤技術(shù)l靈敏度高靈敏度高37Bq，10-18 10-19 g研究微量物質(zhì)具有特殊價值研究微量物質(zhì)具有特殊價值l操作簡便操作簡便只需測定放射性核素發(fā)射的射線數(shù)量只需測定放

9、射性核素發(fā)射的射線數(shù)量不受雜質(zhì)的干擾，無需化學(xué)分析方法中的分離、提純等步驟不受雜質(zhì)的干擾，無需化學(xué)分析方法中的分離、提純等步驟l干擾因素少干擾因素少衰變不受環(huán)境條件影響衰變不受環(huán)境條件影響l合乎生理條件合乎生理條件示蹤劑化學(xué)量很少，不會干擾和破壞體內(nèi)生理過程的平衡示蹤劑化學(xué)量很少，不會干擾和破壞體內(nèi)生理過程的平衡l定量及定位功能定量及定位功能定量測定和進行動態(tài)研究定量測定和進行動態(tài)研究定位觀察定位觀察SPECT、PET顯像技術(shù)更使其定位功能顯像技術(shù)更使其定位功能3維立體可視化維立體可視化l輻射分解輻射分解射線照射示蹤劑自身，引起輻射分解。射線照射示蹤劑自身，引起輻射分解。分解產(chǎn)物形成放射性雜質(zhì)

10、，影響測量準確度。分解產(chǎn)物形成放射性雜質(zhì)，影響測量準確度。應(yīng)即時使用，不宜長時間保存。應(yīng)即時使用，不宜長時間保存。l同位素效應(yīng)同位素效應(yīng)同位素中子數(shù)不同，質(zhì)量不同，可能影響其化學(xué)性質(zhì)及生物學(xué)行為同位素中子數(shù)不同，質(zhì)量不同，可能影響其化學(xué)性質(zhì)及生物學(xué)行為-同位素效應(yīng)同位素效應(yīng)。同位素效應(yīng)一般較小，但輕元素較明顯，如同位素效應(yīng)一般較小，但輕元素較明顯，如3H和和1H，質(zhì)量差達兩倍。，質(zhì)量差達兩倍。l放射防護問題放射防護問題需要專用的實驗條件，嚴格的放射性操作程序，必要的放射性防護設(shè)備需要專用的實驗條件，嚴格的放射性操作程序，必要的放射性防護設(shè)備l放射性核素的選擇放射性核素的選擇合適的半衰期合適的半

11、衰期l體內(nèi)診斷：半衰期應(yīng)盡可能短，以減小毒性體內(nèi)診斷：半衰期應(yīng)盡可能短，以減小毒性便于測量的射線種類和能量便于測量的射線種類和能量l體內(nèi)診斷：體內(nèi)診斷： 射線，能量盡量低射線，能量盡量低l體外實驗：體外實驗：衰變核素衰變核素l放射自顯影：放射自顯影：衰變核素衰變核素l標記物的要求標記物的要求在標記物上核素的標記位置應(yīng)具有穩(wěn)定的性質(zhì)，防止脫落分離在標記物上核素的標記位置應(yīng)具有穩(wěn)定的性質(zhì)，防止脫落分離標記物的純度要高標記物的純度要高l示蹤劑的劑量選擇示蹤劑的劑量選擇化學(xué)量與放射性活度選擇化學(xué)量與放射性活度選擇滿足放射測量的精度要求下，考慮輻射生物效應(yīng)盡可能小滿足放射測量的精度要求下，考慮輻射生物效

12、應(yīng)盡可能小l輻射防護及廢物處理輻射防護及廢物處理要依據(jù)法規(guī)，作為實驗的一個組成部分進行設(shè)計要依據(jù)法規(guī)，作為實驗的一個組成部分進行設(shè)計l核素稀釋法核素稀釋法其原理是根據(jù)化學(xué)反應(yīng)物在稀釋前后質(zhì)量相等的原理。分為其原理是根據(jù)化學(xué)反應(yīng)物在稀釋前后質(zhì)量相等的原理。分為正稀釋法和反稀釋法?？捎糜跍y定血容量、全身水含量及細正稀釋法和反稀釋法。可用于測定血容量、全身水含量及細胞外液量等胞外液量等l物質(zhì)轉(zhuǎn)化的示蹤研究物質(zhì)轉(zhuǎn)化的示蹤研究了解前體與代謝產(chǎn)物間的關(guān)系、中間代謝產(chǎn)物順序的比活度了解前體與代謝產(chǎn)物間的關(guān)系、中間代謝產(chǎn)物順序的比活度測定等測定等l動態(tài)平衡的示蹤研究動態(tài)平衡的示蹤研究了解正常情況下或疾病狀態(tài)下

13、，生物體內(nèi)某種物質(zhì)運動的量了解正常情況下或疾病狀態(tài)下，生物體內(nèi)某種物質(zhì)運動的量變規(guī)律變規(guī)律l臟器功能測定、臟器顯像以及體外放射分析技術(shù)等均臟器功能測定、臟器顯像以及體外放射分析技術(shù)等均是利用示蹤技術(shù)的原理是利用示蹤技術(shù)的原理l顯像原理顯像原理放射性藥物、體內(nèi)、參與機體的代謝過程、核素發(fā)出合適的射線、顯像儀放射性藥物、體內(nèi)、參與機體的代謝過程、核素發(fā)出合適的射線、顯像儀器探測并定位定量核素標記物在體內(nèi)的分布量變規(guī)律器探測并定位定量核素標記物在體內(nèi)的分布量變規(guī)律-診斷疾病。診斷疾病。放射性核素顯像反映了臟器和組織的生理和病理生理變化，屬于功能影像放射性核素顯像反映了臟器和組織的生理和病理生理變化，

14、屬于功能影像；其中受體顯像、放射免疫像等技術(shù)也屬于分子功能影像。；其中受體顯像、放射免疫像等技術(shù)也屬于分子功能影像。l臟器或組織攝取顯像劑的機理臟器或組織攝取顯像劑的機理1.合成代謝合成代謝 甲狀腺合成甲狀腺激素甲狀腺合成甲狀腺激素-131I；心肌、腦、腫瘤的能量代謝；心肌、腦、腫瘤的能量代謝-18F-FDG。2.細胞吞噬細胞吞噬 單核單核-吞噬細胞吞噬異物。吞噬細胞吞噬異物。3.循環(huán)通路循環(huán)通路 利用放射性核素進入循環(huán)通路的過程，可顯示該通路及有關(guān)器官的影像。利用放射性核素進入循環(huán)通路的過程，可顯示該通路及有關(guān)器官的影像。流經(jīng)通道、血管灌注、微血管暫時性栓塞、血池分布。流經(jīng)通道、血管灌注、微

15、血管暫時性栓塞、血池分布。4.選擇性濃聚選擇性濃聚 病變組織對某些放射性藥物有選擇性攝取作用。病變組織對某些放射性藥物有選擇性攝取作用。5.選擇性排泄選擇性排泄 某些臟器對一些藥物具有選擇性攝取并排泄的功能。某些臟器對一些藥物具有選擇性攝取并排泄的功能。6.通透彌散通透彌散 放射性藥物借助簡單的通透彌散作用可使臟器和組織顯像。放射性藥物借助簡單的通透彌散作用可使臟器和組織顯像。7.化學(xué)吸附和離子交換化學(xué)吸附和離子交換 骨骼類似于一個很大的離子交換柱。骨骼類似于一個很大的離子交換柱。8.特異性結(jié)合特異性結(jié)合 受體配體與受體，抗體與相應(yīng)的抗原。受體配體與受體，抗體與相應(yīng)的抗原。l顯像條件的選擇顯像

16、條件的選擇1.像劑的選擇像劑的選擇 可靠的顯像性能；合適的射線能量；適度的放射可靠的顯像性能；合適的射線能量；適度的放射性活度和放射性濃度，高的放射化學(xué)純度。性活度和放射性濃度，高的放射化學(xué)純度。2.準直器的選擇準直器的選擇 顯像劑發(fā)射的主要顯像劑發(fā)射的主要 射線能量；所用放射性活度；射線能量；所用放射性活度；顯像目的；顯像器官大小及厚度；靈敏度及分辨率的要求。顯像目的；顯像器官大小及厚度；靈敏度及分辨率的要求。3.顯像時間顯像時間 根據(jù)顯像劑在體內(nèi)轉(zhuǎn)歸的特點選擇最佳顯像時間。根據(jù)顯像劑在體內(nèi)轉(zhuǎn)歸的特點選擇最佳顯像時間。4.顯像體位顯像體位 受檢的臟器和組織盡可能地暴露在檢測的視野內(nèi)。受檢的臟

17、器和組織盡可能地暴露在檢測的視野內(nèi)。5.儀器的最佳條件選擇儀器的最佳條件選擇 使儀器處于最佳工作狀態(tài)。使儀器處于最佳工作狀態(tài)。l顯像類型顯像類型靜態(tài)顯像；動態(tài)顯像；局部顯像；全身顯像；平面顯像；靜態(tài)顯像；動態(tài)顯像；局部顯像；全身顯像；平面顯像；斷層顯像；早期顯像；延遲顯像；陰性（冷區(qū)）顯像；陽斷層顯像；早期顯像；延遲顯像；陰性（冷區(qū)）顯像；陽性顯像；介入顯像性顯像；介入顯像 通過藥物或生理刺激，增加對某個臟器的功能通過藥物或生理刺激，增加對某個臟器的功能刺激或負荷，觀察臟器或組織對刺激的反應(yīng)能力，稱介入顯像。刺激或負荷，觀察臟器或組織對刺激的反應(yīng)能力，稱介入顯像。l圖像分析方法及要點圖像分析方

18、法及要點靜態(tài)圖像分析要點靜態(tài)圖像分析要點位置（平面）；形態(tài)大?。环派湫苑植嘉恢茫ㄆ矫妫恍螒B(tài)大??；放射性分布 動態(tài)顯像分析要點動態(tài)顯像分析要點 顯像的順序；時相的變化顯像的順序；時相的變化斷層顯像分析要點斷層顯像分析要點 各斷層面形態(tài)、大小和放射性分布及濃聚程度的分析。各斷層面形態(tài)、大小和放射性分布及濃聚程度的分析。密切結(jié)合臨床和相關(guān)輔助檢查結(jié)果進行綜合分析判斷密切結(jié)合臨床和相關(guān)輔助檢查結(jié)果進行綜合分析判斷l(xiāng)圖像質(zhì)量的評價圖像質(zhì)量的評價一幅好的圖像應(yīng)具備：影像輪廓完整、對比度適當(dāng)、病灶顯示一幅好的圖像應(yīng)具備：影像輪廓完整、對比度適當(dāng)、病灶顯示清楚、解剖標志準確、圖像失真度小等。清楚、解剖標志準確、圖像失真度小等。l其它影像的原理其它影像的原理X線成像原理線成像原理 1. X線的穿透性和感光效應(yīng)；線的穿透性和感光效應(yīng)；2.人體組織間有密度差；人體組織間有密度差；3. X線被吸線被吸收的程度與密度有關(guān)。收的程度與密度有關(guān)。CT成像原理成像原理 1. X線成像原理；線成像原理；2.各個方向的各個方向的X線成像信息；線成像信息；3.計算機進行斷層計算機進行斷層重建