上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院《核醫(yī)學(xué)講義》上海第二醫(yī)科大學(xué)《醫(yī)學(xué)影像學(xué)》

1、核醫(yī)學(xué)講義一、核醫(yī)學(xué)概述概 述*核醫(yī)學(xué)又稱核子醫(yī)學(xué)或原子醫(yī)學(xué)，舊稱“同位素“，在我國(guó)屬于一門獨(dú)立醫(yī)學(xué)學(xué)科。*核素顯像是影像醫(yī)學(xué)的一局部。*核醫(yī)學(xué)就是利用放射性核素及其標(biāo)記的化合物進(jìn)展疾病的診斷和治療一門學(xué)科。分類*試驗(yàn)核醫(yī)學(xué)*臨床核醫(yī)學(xué)*核藥學(xué)*核儀器和核電子學(xué)核醫(yī)學(xué)的進(jìn)展史*1934 年 Enrico Fermi 制造核反響堆，生產(chǎn)第一個(gè)碘的放射性同位素。*1936 年 John Lawrence 32P 治療白血病，這是人工放射性同位素治療疾病的開(kāi)頭。*1937 Herz 首先在兔進(jìn)展碘128I半衰期T1/2 25 分131I8.4 天替代。*1942 Joseph Hamilton 13

2、1I 測(cè)定甲狀腺功能和治療甲狀腺功能亢進(jìn)癥* 1943 1946 131I 治療甲狀腺癌轉(zhuǎn)移*1946 7 14 日，美國(guó)宣布放射性同位素可以進(jìn)展臨床應(yīng)用，開(kāi)創(chuàng)了核醫(yī)學(xué)的紀(jì)元*1951 Benedict Cassen 制造線性掃描機(jī)*1958 Hal O.Anger Anger 照相機(jī)*1959 Solomon A.Berson Rosalyn S. Yalow 制造放射免疫分析等對(duì)影像核醫(yī)學(xué)和體外測(cè)定的進(jìn)展都起到了很大的推動(dòng)作用*50 年月，鉬99Mo-锝99mTc (99Mo-99mTc)發(fā)生器的消滅*70 年月單光子斷層儀的應(yīng)用和 80 年月后期正電子斷層儀進(jìn)入臨床應(yīng)用，使影像核醫(yī)學(xué)在臨

3、床醫(yī)學(xué)中的地位有了顯著提高反響堆最早的掃描機(jī)鉬99Mo-锝99mTc(99Mo-99mTc)發(fā)生器放射性核素顯像技術(shù)特點(diǎn)*功能性顯像*定量顯像*化學(xué)或代謝顯像放射性核素的生產(chǎn)方式*核反響堆生產(chǎn)*生產(chǎn)*核素發(fā)生器生產(chǎn)根本概念*Atom構(gòu)成元素的最根本單位*原子核 Nucleus原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成，原子核帶正電荷*核素 Nuclide具有特定質(zhì)量數(shù)、原子序數(shù)與核能態(tài)，而且其平均壽命長(zhǎng)得足以被觀測(cè)的一類原子稱為“核素“*同位素 Isotope具有一樣原子序數(shù)，但質(zhì)量數(shù)不同的核素稱為“同位素“*同質(zhì)異能素 Isomer具有一樣質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)，但處于不同核能態(tài)的一類核素稱同質(zhì)異能數(shù) 核衰變方式*衰

4、變不穩(wěn)定的原子核自發(fā)地從核內(nèi)放出 粒子的過(guò)程為 衰變*衰變核衰變時(shí)放射出 粒子或俘獲軌道電子的衰變稱為 衰變-衰變 、衰變 、電子俘獲ECK 俘獲*輻射處于激發(fā)態(tài)的原子核，通過(guò)放出 光子而回到基態(tài)這個(gè)過(guò)程稱 輻射放射性衰變規(guī)律與半衰期T1/2*通常以物理半衰期T1/2來(lái)表示放射性核素的衰變速率，物理半衰期是指在單一的衰變方式中，放射性強(qiáng)度減弱一半 所需要的時(shí)間*生物半衰期Tb指生物體內(nèi)的放射性核素由于生物代謝過(guò)程，削減到原來(lái)的一半所需要的時(shí)間*有效半衰期Teff指放射性核素由于放射性衰變和生物代謝過(guò)程共同的作用，削減到原來(lái)的一半所需的時(shí)間T1/2放射性強(qiáng)度、能量單位*放射性活度*國(guó)際制單位的特

5、地名稱為貝可勒爾Becquerel，Bq*1 Bq 1 1S 1*1 貝克Bq1 1 Bq1 S1射線和物質(zhì)的相互作用*帶電粒子和物質(zhì)的相互作用電離作用、韌致輻射和散射*射線和物質(zhì)的相互作用*中子與物質(zhì)的相互作用彈性散射和核反響輻射量與單位根本原理核醫(yī)學(xué)儀器探測(cè)的根本原理是以射線與物質(zhì)的相互作用為根底，并依據(jù)實(shí)際使用需要而設(shè)計(jì)的 根本構(gòu)造*射線探測(cè)器*分析和記錄脈沖信號(hào)的電子測(cè)量裝置*質(zhì)量把握不同類型的核醫(yī)學(xué)儀器檢測(cè)和診斷用的核醫(yī)學(xué)儀器*閃耀計(jì)數(shù)器scintillationcounter*液體閃耀計(jì)數(shù)器liquid scintillation countetr*放射性活度計(jì)*臟器功能測(cè)定儀*臟

6、器顯像儀器*其它閃耀計(jì)數(shù)器r-CBF同位素掃描機(jī)PET骨密度儀放射防護(hù)用的儀器*個(gè)人監(jiān)測(cè)儀袖珍劑量?jī)x膠片劑量?jī)x 熱釋光劑量?jī)x*外表污染及場(chǎng)所劑量監(jiān)測(cè)儀熱釋光劑量?jī)x袖珍劑量?jī)x*防止有害的非隨機(jī)效應(yīng)*將隨機(jī)效應(yīng)的發(fā)生氣率降低到被認(rèn)為是可以承受的水平 根本原則*實(shí)踐的正值化*放射防護(hù)最優(yōu)化*個(gè)人劑量的限制放射衛(wèi)生防護(hù)的根本標(biāo)準(zhǔn)*放射性工作人員的劑量限值：*50mSv/年放射衛(wèi)生的防護(hù)措施*技術(shù)措施外照耀：內(nèi)照耀：技術(shù)措施*預(yù)防性措施*安全操作技術(shù)*去污染技術(shù)*放射性廢物的處理預(yù)防性措施-工作場(chǎng)所的合理設(shè)置保健措施*定期體格檢查等組織措施*國(guó)家的嚴(yán)格治理*制定安全操作規(guī)程*放射事故的組織治理定義*體外

7、分析是一類以標(biāo)記配體為示蹤物、競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合反響為根底的微量物質(zhì)檢測(cè)技術(shù)，近三十年來(lái)在核醫(yī)學(xué)、免疫學(xué)和生 物醫(yī)學(xué)中廣泛應(yīng)用。競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合反響*Ag + Ab = *AgAb + *Ag + Ab標(biāo)記抗原 抗體 標(biāo)記抗體抗原復(fù)合物+Ag抗原被測(cè)物AgAb + Ag + Ab抗原抗體復(fù)合物臨床應(yīng)用1*甲狀腺及其有關(guān)激素TT3、TT4、FT3、FT4、S-TSH、TGAb、TMAb用于診斷甲亢、甲減、甲狀腺腫大、甲狀腺炎和甲狀腺癌的診斷及療效監(jiān)測(cè)*血液系統(tǒng)葉酸、VitB12、鐵蛋白等用于缺鐵性和巨幼細(xì)胞貧血、惡性疾病等的診斷臨床應(yīng)用2*腫瘤診斷上的應(yīng)用甲胎蛋白AFP-原發(fā)性肝癌癌胚抗原CEA-結(jié)直腸癌前列腺

8、酸性磷酸酶PAP前列腺特異抗原PSA-前列腺癌CA19-9-胰腺癌CA125-卵巢癌CA-50-結(jié)直腸癌CA153-乳腺癌、卵巢癌131I 功能測(cè)定原理隨食物進(jìn)入體內(nèi)的外源性無(wú)機(jī)碘化物經(jīng)吸取進(jìn)入血液，流經(jīng)甲狀腺而被攝取并快速被甲狀腺過(guò)氧化物酶氧化成碘，與甲 狀腺球蛋白上的酪氨酸殘基相連，然后逐步合成為甲狀腺激素儲(chǔ)于甲狀腺濾泡內(nèi)，于機(jī)體需要時(shí)分泌至血液循環(huán)。131I 試驗(yàn)方法131I 功能測(cè)定報(bào)告臨床意義反映甲狀腺的功能狀態(tài)的指標(biāo)之一鑒別高碘性和缺碘性甲狀腺腫131I 治療甲亢時(shí)作為估量用藥量的參考指標(biāo)七、131I-OIH 腎圖Pricipal131I-OIH，其隨血液進(jìn)入腎，由腎小管上皮細(xì)胞吸

9、取，分泌至腎小管腔，并經(jīng)腎小球?yàn)V過(guò)，再由尿液沖刷進(jìn)入腎盂，隨尿液排入膀胱。用腎圖儀進(jìn)展探測(cè)，可在體外分別探測(cè)和描記兩腎去除 131I-OIH 過(guò)程的時(shí)間-放射性曲線，以了解腎的功能狀態(tài)和上尿路通暢狀況。方法 Method300ml131I-OIH131I-OIH 過(guò)程的時(shí)間-放射性曲線，得出的腎圖曲線即可用于分析。持續(xù)上升型：?jiǎn)蝹?cè)多為上尿路梗阻，雙側(cè)見(jiàn)于急性腎性腎功能衰竭或繼發(fā)于下尿路梗阻 高水平延長(zhǎng)線型：多見(jiàn)于上尿路不全梗阻，或上尿路梗阻伴腎盂積水及腎功能不全患者 拋物線型：多見(jiàn)于上尿路通路不暢，腎功能受損，腎供血缺乏等特別腎圖類型低水平延長(zhǎng)線型：常見(jiàn)于腎功能嚴(yán)峻受損，急性腎前性腎功能衰竭，

10、慢性尿路梗阻伴功能嚴(yán)峻受損者 低水平遞降曲線型：常見(jiàn)于單側(cè)腎功能喪失或腎缺如階梯式下降型：尿路炎癥刺激或輸尿管痙攣單側(cè)小腎圖型：多見(jiàn)于單側(cè)腎動(dòng)脈狹窄或先天性小腎 特別腎圖實(shí)例腎圖報(bào)告臨床應(yīng)用診斷上尿路梗阻移植腎的監(jiān)測(cè)觀看療效八、腦血流量測(cè)定r-CBF原理133Xe，很快進(jìn)入腦組織，在頭皮外表，用探頭測(cè)定放射性隨時(shí)間的變化，從而反映出大腦血流的分布狀況r-CBF臨床應(yīng)用血管性頭痛的診斷頸椎病、糖尿病等的繼發(fā)性腦血流轉(zhuǎn)變SPECT 顯像原理1甲狀腺細(xì)胞能夠攝取循環(huán)血液中的無(wú)機(jī)碘離子，隨即有機(jī)化，然后逐步合成為甲狀腺激素而貯存于甲狀腺濾泡內(nèi)待用。 甲狀腺細(xì)胞也具有攝取锝離子的力量，但不能有機(jī)化，也不

11、能用于合成甲狀腺激素。原理2當(dāng)賜予適量的放射性碘或锝后甲狀腺因其細(xì)胞的攝取而在肯定時(shí)間內(nèi)停留于甲狀腺內(nèi)，它們?cè)诩谞钕賰?nèi)的分布狀態(tài)反映 了甲狀腺細(xì)胞的攝取功能，當(dāng)甲狀腺細(xì)胞由于各種緣由消滅病變轉(zhuǎn)變其攝取力量時(shí)，則會(huì)在其相應(yīng)部位消滅攝取力量的 變化。因此利用功能顯像儀器自體外采集甲狀腺區(qū)的放射性信息，通過(guò)數(shù)據(jù)處理及重建，即可獲得甲狀腺圖像，據(jù)此作 為反映甲狀腺的功能狀態(tài)及形態(tài)變化的依據(jù)。顯像劑常用的顯像劑為 Na131I、99mTcO4-另外也可用 Na123I圖像分析正常圖像位置：一般位于頸部正中，甲狀軟骨前下方，分左右兩葉，中有峽部相連。大?。鹤笥覂扇~的平面投影面積常不等大，通常每葉長(zhǎng)約 4.

12、5cm2.5cm20cm225g 左右。形態(tài)：正常甲狀腺近似展翅蝴蝶狀，但常有變化，如馬蹄鐵形、筆架形等。放射性分布：正常甲狀腺其放射性分布均勻，周邊較稀疏。正常圖像“冷“結(jié)節(jié)臨床意義異位甲狀腺的診斷甲狀腺結(jié)節(jié)功能狀態(tài)的推斷甲狀腺癌遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移灶的查找甲狀腺髓樣癌的診斷原理 Pricipal靜脈注入能為腎實(shí)質(zhì)攝取而又能快速排出的通過(guò)型顯像劑，連續(xù)采集影像信息，觀看顯像劑在腎實(shí)質(zhì)內(nèi)漸漸濃聚，隨即 進(jìn)入腎盞、腎盂，最終離開(kāi)腎的動(dòng)態(tài)過(guò)程，以此進(jìn)展對(duì)某些腎臟疾病的診斷。方法 Method經(jīng)靜脈彈丸注入99mTc-DTPA(370555MBq)動(dòng)態(tài)采集。圖像分析 Image AnalysisGFR 報(bào)告臨床

13、應(yīng)用Clinical Use腎功能受損尿路梗阻 腎動(dòng)脈狹窄移植腎的監(jiān)測(cè)觀看腎的大小、位置、形態(tài)的轉(zhuǎn)變，以及覺(jué)察腎內(nèi)的占位性病變。 三、心肌顯像原理用于心肌灌注顯像的放射性藥物，其共同特點(diǎn)就是經(jīng)靜脈注入后均被心肌細(xì)胞攝取且局部心肌的攝取量與心肌的血流量 成正比。留神肌細(xì)胞受損或其血供障礙時(shí)，病損心肌的攝取力量降低或喪失，致使病變區(qū)域的放射性分布降低或缺損。 據(jù)此可以推斷心肌血供狀況和用于冠心病診斷。顯像劑常用顯像劑有 201TlCl、99mTc-MIBI 等心肌斷層影像節(jié)段示意圖心肌缺血臨床應(yīng)用心肌堵塞的定位診斷及大小推斷冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)及 PTCA 治療的療效推測(cè)和推斷急性心肌堵塞溶血栓治療后救

14、活心肌的估量及危急度推斷 心室室壁瘤診斷心功能推斷靜態(tài)骨顯像Static Skeletal Imaging原理 Principal骨組織由無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物組成，99mTc 113In 標(biāo)記的磷酸鹽化合物通過(guò)化學(xué)吸附的方式與骨骼中的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物發(fā)生作用，而沉積在骨骼內(nèi)，使骨組織聚積放射性而顯像。骨骼各局部聚攏放射性核素的多少與其血流灌注量、代謝活潑程度及成骨過(guò)程的變化有關(guān)。只要局部骨骼發(fā)生病理性轉(zhuǎn)變時(shí)影響了上述這些因素，就可導(dǎo)致局部骨骼影像特別。我們 利用這一原理，就能很便利地為骨骼疾病供給診斷和定位依據(jù)。方法 Method(ImagingAgent)是99mTc 標(biāo)記的磷酸鹽PYP 膦酸鹽MD

15、P、MHDP方法 Method靜態(tài)骨顯像可分為全身和局部顯像兩種。99mTc-MDP 555740MBq24 小時(shí)進(jìn)展全身骨顯像對(duì)于疑心有病變的感興趣區(qū)，可以加用局部顯像適應(yīng)證 Adapative Disease早期查找惡性腫瘤的骨轉(zhuǎn)移灶如肺癌、乳腺癌和前列腺癌患者手術(shù)前后定期作全身骨顯像，有助于疾病分期和確定治療方案。骨腫瘤或活檢定位，判定病變手術(shù)范圍， 放療照耀野選擇及放療療效評(píng)價(jià)。主訴局部骨痛，排解骨腫瘤。疑似某些代謝性骨病X 線檢查正常者推斷功能適應(yīng)癥 Adapative Disease觀看移植骨的血供和成活狀況股骨頭血供狀態(tài)的觀看X 線攝片難以覺(jué)察的骨折，如肋骨，指骨等早期診斷某些職

16、業(yè)性骨病，如疲乏性骨折和潛水性骨壞死鑒別陳舊性和近發(fā)生的壓縮性椎體骨折適應(yīng)癥 Adapative Disease鑒別非膠原性疾病引起的血清堿性磷酸酶的上升，排解骨骼疾病診斷和觀看正常骨外的骨化組織或病變，如異位骨骨化性肌炎，腎功能衰竭或腎透析燒傷后骨壞死的診斷，治療隨訪及預(yù)后推斷功能圖像分析 Image Analysis正常圖像特點(diǎn) Normal Characteristic 全身骨骼呈對(duì)稱性的放射性分布，但各部位的放射性并不均勻Abnormal特別的濃集：?jiǎn)伟l(fā)點(diǎn)狀熱區(qū)、多發(fā)和分布無(wú)規(guī)章的熱區(qū)、超級(jí)骨顯像冷區(qū)放射性濃聚區(qū)熱區(qū)99mTc 標(biāo)記的磷膦酸鹽化合物的積聚增加，使其呈放射性“熱區(qū)“現(xiàn)象。

17、“熱區(qū)“的常見(jiàn)緣由創(chuàng)傷常見(jiàn)于骨折1824 個(gè)月以前發(fā)生的陳舊性骨折炎癥骨髓炎、骨膿腫、脊椎炎、骨炎少見(jiàn)腫瘤良性常見(jiàn)于骨樣骨瘤、骨囊腫、骨軟骨瘤；Ivory 骨瘤、成骨細(xì)胞瘤少見(jiàn)惡性常見(jiàn)于成骨肉瘤、尤文氏肉瘤、骨肉瘤轉(zhuǎn)移性常見(jiàn)于肺癌、前列腺癌、乳腺癌、腎癌、甲狀腺癌和神經(jīng)母細(xì)胞瘤 代謝t”s 病、甲狀旁腺功能亢進(jìn)原發(fā)性和繼發(fā)性、骨軟化癥、骨質(zhì)疏松，不常見(jiàn)于骨的纖維發(fā)育不良血管性無(wú)菌性壞死股骨頭；骨堵塞鐮狀細(xì)胞病骨膜骨形成關(guān)節(jié)炎骨關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)關(guān)、急性風(fēng)濕熱、痛風(fēng)、假性痛風(fēng)、退行性骨關(guān)節(jié)病、關(guān)節(jié)強(qiáng)硬性脊柱炎放射性缺損區(qū)冷區(qū)破骨過(guò)程或破骨活性明顯大于成骨活性時(shí)，在骨掃描上就呈現(xiàn)為光子缺少的“冷“區(qū)。 “冷區(qū)“80%90%，胸骨、胸椎、骨盆多見(jiàn)?！袄鋮^(qū)“的常見(jiàn)緣由外科手術(shù)切除后伴有骨破壞或骨內(nèi)血管堵塞的惡性腫瘤局部血管受損骨囊腫過(guò)度顯像(Super bone scan)在骨顯像圖上覺(jué)察，骨中放射性示蹤劑消滅顯著的、普遍的攝取增加，多呈均勻、對(duì)稱的特別放射性濃聚，軟組織活性 很少，而腎影常缺失。轉(zhuǎn)移性前列腺癌轉(zhuǎn)