影像核醫(yī)學(xué)課件：第二章 放射性核素示蹤技術(shù)

1、第二章 放射性核素示蹤技術(shù)第一節(jié) 放射性核素示蹤技術(shù)的原理及特點(diǎn)一、基本原理：就是利用放射性核素及其標(biāo)記物來追蹤生物醫(yī)學(xué)體系中活性物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（以放射性核素或其標(biāo)記化合物作為示蹤劑，應(yīng)用射線探測儀器和方法來檢測它的行蹤，是研究示蹤劑在生物體系或外界環(huán)境中運(yùn)動(dòng)規(guī)律的核技術(shù)）兩個(gè)重要特征：1、與被示蹤物具有同一性：在化學(xué)行為和生物學(xué)行為上有高度同一性，在生物體內(nèi)所發(fā)生的生理、生化、免疫學(xué)反應(yīng)、代謝和生物學(xué)過程也都是相同的。2、與被示蹤物具有可區(qū)別性 ：由于放射性核素的原子核不斷衰變，發(fā)出射線，易于用放射性探測儀器所測定。因而可以對(duì)標(biāo)記的物質(zhì)進(jìn)行定性、定量及定位的研究。二、放射性核素示蹤技術(shù)的特

2、點(diǎn)（一）靈敏度高（二）檢測方便（三）符合生理?xiàng)l件（四）定位功能靈敏度高可測出的最低水平為10-1210-15mol，而高比活度標(biāo)記物可達(dá)10-18mol。（一般實(shí)驗(yàn)室：10-910-12M）化學(xué)分析法其靈敏度很難達(dá)到10-12mol。（mg、ug、ng、pg、fg、ag）檢測方便采用各種類型的放射性探測儀器即可測量出示蹤原子或分子的數(shù)量，且不受其他非放射性雜質(zhì)的干擾。符合生理?xiàng)l件使用少至生理劑量來研究物質(zhì)在整體中的變化規(guī)律，而且不改變?cè)镔|(zhì)的性質(zhì)。由于靈敏度高，化學(xué)量極少的示蹤物質(zhì)即可被探測器進(jìn)行定量分析，不致擾亂和破壞體內(nèi)生理過程的平衡狀態(tài)。定位功能可以通過放射自顯影技術(shù)或顯像技術(shù)確定放射性

3、標(biāo)記化合物在組織器官內(nèi)的定位及定量分布。三、放射性核素示蹤實(shí)驗(yàn)的基本類型（一）整體示蹤實(shí)驗(yàn)（二）離體示蹤實(shí)驗(yàn)（三） 雙（多）標(biāo)記示蹤實(shí)驗(yàn)四、放射性核素示蹤實(shí)驗(yàn)幾個(gè)重要的方法學(xué)問題（一）選擇合適的示蹤物1射線類型2半衰期3、放射化學(xué)純度4、衰變產(chǎn)物的毒性5、比活度6、核素標(biāo)記位置的選擇（二）選擇合適的測定方法（三）劑量估算（四）示蹤劑引入途徑（五）樣品制備（六）數(shù)據(jù)采集五、示蹤實(shí)驗(yàn)中的同位素效應(yīng)（一）概念：物質(zhì)轉(zhuǎn)化時(shí)如分子中某一原子被它的同位素所取代，雖然反應(yīng)性質(zhì)不變，有時(shí)卻會(huì)引起反應(yīng)速率的改變，稱同位素效應(yīng)(isotope Effect)（二）幾種類型的同位素效應(yīng)1、初級(jí)同位素效應(yīng)2、次級(jí)同位

4、素效應(yīng)（三）生物體系的同位素效應(yīng)六、放射性示蹤技術(shù)常用方法（一）放射性核素稀釋法：利用放射性核素在稀釋前后總活度不變的原理建立的微量物質(zhì)定量分析方法。（二） 物質(zhì)代謝示蹤技術(shù)（三）其他特定標(biāo)記物的示蹤技術(shù) 如何計(jì)算血容量？原理：依據(jù)稀釋前后的總放射性活度不變c1.v1=c2.v2C1=5mci/ml,v1=1ml,c2=1.25uci/ml,求V2=?V2=C1.V1/C2=5/1.25*1000=4000(ml)第二節(jié) 體外放射分析技術(shù)是指在體外進(jìn)行反應(yīng)從而測定某些生物活性物質(zhì)的超微量分析技術(shù)。具有高靈敏度和高特異性的特點(diǎn)。（生物學(xué)基礎(chǔ)：特異性結(jié)合反應(yīng)，方法學(xué)基礎(chǔ)：結(jié)合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律，定量手

5、段：放射測量技術(shù)。）分類：放射性競爭結(jié)合分析： 放射免疫分析（RIA） 競爭蛋白結(jié)合分析 放射受體分析法.放射性非競爭結(jié)合分析: 免疫放射分析（IRMA)一、放射免疫分析技術(shù)（一）、基本原理：利用標(biāo)記抗原和非標(biāo)記抗原與有限量的特異性抗體發(fā)生競爭結(jié)合反應(yīng)，通過測定放射性復(fù)合物量來計(jì)算出非標(biāo)記抗原量的一種超微量分析技術(shù)。1959年由Yalow和Berson發(fā)明，是醫(yī)學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域中方法學(xué)的一項(xiàng)重大突破，獲諾貝爾獎(jiǎng)。（七）放射性數(shù)據(jù)與化學(xué)分子化學(xué)量之間的換算關(guān)系。1、測量效率：CPM-DPM2、求放射性活度：1Bq = 1dps ，1dps=60dpm,1uci=37000Bq 3、比活度SA-化學(xué)

6、量M4、通過MW計(jì)算克分子濃度。（二）放射免疫分析的基本方法1、基本試劑：標(biāo)準(zhǔn)品、抗體、標(biāo)記物、分離劑、質(zhì)控品。2、基本步驟：基本步驟1、加樣2、孵育3、分離結(jié)合與游離部分4、測量5、數(shù)據(jù)處理6、質(zhì)量控制二、免疫放射分析法（IRMA）1、基本原理：1968年Miles和Hales提出：過量的125I標(biāo)記抗體與非標(biāo)記抗原形成復(fù)合物，除去多余的游離抗體，復(fù)合物的放射性與非標(biāo)記抗原（待測）的量呈正相關(guān)。（二）免疫放射分析法（IRMA）主要特點(diǎn)：非競爭性復(fù)合物的量與非標(biāo)記抗原的量呈正相關(guān)；在低劑量區(qū)不會(huì)有不確定因素IRMA的非特異結(jié)合對(duì)低劑量區(qū)影響。RIA的非特異結(jié)合主要影響高劑量區(qū) 兩類分析系統(tǒng)的比

7、較RIAIRMA標(biāo)記對(duì)象抗原抗體抗體多克隆，量少單克隆，量大方法學(xué)競爭非競爭反應(yīng)動(dòng)力學(xué)復(fù)雜，不穩(wěn)定簡單，穩(wěn)定性好標(biāo)準(zhǔn)曲線負(fù)相關(guān)，量程窄正相關(guān)，量程較寬NSB影響高劑量段低劑量端誤差較大較小批間比較可比性強(qiáng)可比性差三、非放射性體外分析技術(shù)（一）酶聯(lián)免疫分析技術(shù)（二）發(fā)光免疫分析技術(shù) （三）熒光免疫分析技術(shù)第三節(jié)、放射性核素顯像技術(shù)原理：顯像儀器在體外探測顯像劑發(fā)射的射線，反映顯像劑在機(jī)體內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程的情況，以圖像方式顯示顯像劑在機(jī)體內(nèi)不同時(shí)相的分布狀態(tài)，反映目標(biāo)器官或組織的功能和形態(tài)的改變。使用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理，對(duì)其進(jìn)行定位、定性或定量分析，達(dá)到臨床診斷的目的。一、核素顯像技術(shù)的基本方法不同的

8、顯像劑通過其在機(jī)體的特殊的分布和代謝特點(diǎn)，選擇性聚集在目標(biāo)器官組織或病變部位，使之與其相鄰組織器官之間的顯像劑分布形成一定的濃度差。二、放射性核素顯像技術(shù)的類型及特點(diǎn)（一）、按狀態(tài)分類：1、靜態(tài)顯像：當(dāng)顯像劑在臟器或病變組織中的分布處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)進(jìn)行的顯像。（照相）2、動(dòng)態(tài)顯像：在顯像劑引入體內(nèi)時(shí)啟動(dòng)采集按鈕，以設(shè)定的顯像速度動(dòng)態(tài)采集臟器的多幀連續(xù)影像或系列影像。（錄像）（二）根據(jù)獲取的部位：局部顯像：只顯示身體某一部位或某一臟器的影像。全身顯像：利用儀器或檢查床勻速移動(dòng)，獲得患者從頭至足全身顯像劑分布情況的影像。如全身骨顯像等。（三）根據(jù)影像獲取的層面分類：平面顯像 ：將顯像儀器的探測器

9、置于體表的一定方位采集目標(biāo)臟器或病變組織的圖像。斷層顯像：利用探頭在體表多平面多體位采集平面影像數(shù)據(jù)，或通過探測器呈環(huán)形排列的探頭（如PET）采集多方位數(shù)據(jù)，再由計(jì)算機(jī)重建成各種斷層影像，并按多斷面（橫斷面、矢狀面、冠狀面等）顯示。（四）根據(jù)影像獲取的時(shí)間分類：早期顯像：顯像劑進(jìn)入人體后2小時(shí)內(nèi)所進(jìn)行的顯像。主要反映臟器的血流灌注、血管床和早期功能狀況。延遲顯像：顯像劑進(jìn)入人體后2小時(shí)以后所進(jìn)行的顯像。可降低圖像的本底，提高圖像中靶與非靶比值，改善圖像質(zhì)量，提高陽性檢出率，多用于腫瘤陽性顯像。 （五）按組織對(duì)顯像劑的親和力 陽性顯像：指顯像劑主要被病變組織攝取，正常組織不攝取或攝取很少，病變組

10、織的放射性比正常組織高而呈“熱區(qū)”改變。陰性顯像：指顯像劑主要被有功能的正常組織攝取，顯示正常組織器官的形態(tài)，而病變組織不攝取或攝取很少，病變組織的放射性比正常組織低呈現(xiàn)稀疏或缺損區(qū)改變。 （六）根據(jù)顯像時(shí)機(jī)體的狀態(tài)靜息顯像：顯像劑引入受檢者處于安靜狀態(tài)下，沒有受到生理性剌激或藥物干擾。 負(fù)荷顯像：顯像劑引入人體時(shí)受到生理性剌激或藥物干擾，又稱介入顯像。借助生理性剌激或藥物干預(yù)，觀察臟器或組織對(duì)剌激的反應(yīng)能力，判斷臟器或組織的儲(chǔ)備功能，提高診斷的靈敏度。 三、放射性核素顯像技術(shù)的圖像分析要點(diǎn) 放射性核素顯像圖像的分析判斷，必需掌握科學(xué)的影像學(xué)思維方法，正確并熟練運(yùn)用生理、生化、解剖學(xué)知識(shí)，排除

11、各種影響因素的干擾，密切結(jié)合臨床及其他影像學(xué)的結(jié)果，對(duì)所獲圖像的相關(guān)信息進(jìn)行正確分析，才能得到符合客觀實(shí)際的結(jié)論，避免出現(xiàn)人為的診斷失誤。（一）對(duì)圖像顯像條件的認(rèn)識(shí) 1.不同的顯像條件得到的圖像其代表的意義完全不同。 2.嚴(yán)格的顯像條件和正確的方法（采集與處理）是獲得高質(zhì)量圖像的保證。 3.不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的圖像影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。 （二）正常圖像的正確認(rèn)識(shí) （三）異常圖像的分析要點(diǎn) 1.靜態(tài)圖像分析要點(diǎn) 應(yīng)從位置、形態(tài)、大小、放射性分布及功能狀態(tài)等方面分析。 2.動(dòng)態(tài)圖像分析要點(diǎn) 分析時(shí)除了根據(jù)靜態(tài)圖像的分析要點(diǎn)外，還應(yīng)注意顯像順序和時(shí)相變化。 3.斷層圖像分析要點(diǎn) （四）常見偽影成因1、來自受檢者的原因:體型、人工關(guān)節(jié)、移動(dòng)體位等影響。2、來自顯像劑的原因：制劑不當(dāng)、配制錯(cuò)誤、放置時(shí)間過長等。3、來自顯像儀器的原因：設(shè)備陳舊等。4、來自顯像技術(shù)的原因：準(zhǔn)直器選擇不當(dāng)、能窗設(shè)置不當(dāng)、注射失誤等。四、與其他顯像技術(shù)比較顯像原理建立在器官組織血流、功能和代謝變化的基礎(chǔ)上。其特點(diǎn)：1、可同時(shí)提供靶器官、組織及病變部位的功能和結(jié)構(gòu)變化圖像，有助于疾病的早期診斷。2、用于定量分析。3、具有較高的特異性。4、安全、無創(chuàng)、符合生理要求。不足之處： 、對(duì)組織結(jié)構(gòu)的解剖學(xué)分辯率不及其他影像學(xué)方法。、任何顯像均要使用顯像劑，顯