核医学总论2014

LOGO核医学总论OverviewofNuclearMedicine中日友好医院李环CompanyLogo定义研究核素和核射线在医学中的应用及其理论的学科分类实验核医学（experimentalnuclearmedicine）临床核医学（clinicalnuclearmedicine）诊断核医学(diagnosis)（γray）体内诊断法（invivo）——显像、功能测定体外诊断法（invitro）——体外放射分析治疗核医学(therapy)（β-ray）CompanyLogo核医学独特优势安全、无创safeandnon-invasive分子功能影像molecularfunctionimaging超敏感和特异性强highsensitivityandspecificity定量分析quantitativeanalysis同时提供形态解剖和功能代谢信息providinganatomicandmetabolicinformationsimultaneouslyCompanyLogo临床核医学应用基本原理放射性核素示踪技术（radionuclidetracer）同一性——与稳定同位素具有相同化学性质可测性——射线被放射性探测仪器测定或被感光材料记录放射性药物检查设备CompanyLogo放射性药物radiopharmaceuticalCompanyLogo定义含有放射性核素供医学诊断和治疗用的一类特殊药物诊断用放射性药物治疗用放射性药物常用放射性药物见教科书第6页表1-2CompanyLogo体内定位机制特异性底物同位素化合物代谢性陷入特异性结合非特异性底物通道、灌注和生物分布区简单扩散特殊价态物质化学吸附微血管栓塞和拦截细胞的吞噬和胞饮作用排泄和清除CompanyLogo理想放射性核素的特性射线类型（typesofemission）射线能量（energyofGammaray）光子数量（photonabundance）有效半衰期（effectivehalf-life）靶/非靶组织比值（target-to-nontargetratio）使用方便（easyavailability）CompanyLogo临床常用的诊断放射性核素名称99m锝18氟英文technetium-99mfluorine-18简写99mTc18F制备99Mo-99mTc发生器回旋加速器半衰期6.02h108min射线类型γ光子正电子射线能量140keV511keV（光子能量）CompanyLogo常用医用放射性核素的制备来源回旋加速器（cyclotron）：加速各种带电粒子，轰击靶核后引起核反应正电子（11C、13N、15O、18F）、123I、201Tl、67Ga、111In反应堆（nuclearreactor）：中子流轰击靶核治疗用放射性核素（131I、32P、89Sr）发生器（generator）：从长半衰期核素（母体）中分离短半衰期核素（子体）e.g.99Mo-99mTc发生器CompanyLogoCompanyLogoCompanyLogoCompanyLogo质量控制（qualitycontrol，QC）物理性质：性状、放射性核纯度、放射性活度放射性核纯度（radionuclidepurity）放射性活度（radioactivity）化学性质：pH值、化学纯度、放射化学纯度放射化学纯度（radiochemicalpurity，Rp）生物学性质：灭菌度、无热原性、毒性效应及药代动力学研究CompanyLogo放射性药物使用注意正当性给药剂量严格按照国家有关法律法规和核医学操作指南要求采用必要的保护和促排措施，尽量减少不必要的照射对恶性疾病可以适当放宽限制儿童对辐射敏感，放射检查（X线、CT、核医学检查）不作为首选方法；必需时，药物剂量减量胎儿对辐射更为敏感，孕妇不做核医学检查哺乳妇女应尽量避免使用放射性核素来诊断和治疗，必需时，一般用药后需停止哺乳12h以上CompanyLogo核医学仪器instrumentCompanyLogo核医学仪器是用于医学目的的探测和记录放射性核素放出射线的种类、数量、能量、时间变化和空间分布的仪器电离探测仪（ionizationdetector）辐射防护和测定放射性活度辐射剂量监测仪、表面污染监测仪、放射性活度测量仪闪烁探测仪（scintillationdetector）放射性核素显像仪器器官功能测定仪器体外样本测量仪器CompanyLogo基本构成射线探测器（radiationdetector）固体探测器（γ闪烁探测器）气体探测器液体探测器电子线路部分各种附加部件CompanyLogoγ闪烁探测器能量转换器作用：将探测到的射线能量转换成可以记录的电脉冲信号主要部件：碘化钠晶体（NaIcrystal）光导（lightguide）光电倍增管（photomultipliertubes）根据需要，将探测器和最基本的电子线路（如前置放大器）等封装在一起，形成一个独立的单元，称为探头（detector）CompanyLogo准直器（collimator）由有单孔或多孔的铅或铅合金做成作用：让从一定方向入射的γ射线通过，吸收其他方向入射的γ射线，从而按照一定规律把放射性核素的分布投影到γ照相机探头的晶体上类型：孔型：针孔、平行孔、汇聚孔、发散孔能量：高能、中能、低能性能：通用、高分辨率、高灵敏度CompanyLogoCompanyLogo核医学显像仪器γ照相机（γcamera）单光子发射型计算机断层仪（singlephotonemissioncomputedtomography，SPECT）正电子发射型计算机断层仪（positronemissiontomography，PET）CompanyLogoγ照相机由探头及支架、电子线路、计算机操作和显示系统组成依据放射性浓度的差别，对特定脏器及病变定位平面的静态或动态图像CompanyLogoSPECT通过一个或多个闪烁探头围绕驱体旋转,对体内γ光子进行多角度探测采集一系列平面投影（projection）图像，通过图像重建（reconstruction）和处理，得到断层图像（tomogram）CompanyLogoForteeCamSkylightInfiniaVGCompanyLogoCompanyLogoPET发射正电子的核素湮灭辐射：正电子与物质中的电子结合，产生2个方向相反、能量各为511keV的γ光子用在一条直线上面对面的2个探测器探测成对的γ光子，经图像重建得到断层影像时间符合（timecoincidence）与电子准直：2个光子被2个探测器同时探测到可以确定一次湮灭反应，而且湮灭反应的位置是在2个探测器之间，称为“时间符合”。时间符合有类似准直器的功能，称为“电子准直（electroniccollimation）”CompanyLogoCompanyLogoCompanyLogoCompanyLogoCompanyLogoCompanyLogoPET/CTCompanyLogoCompanyLogoCompanyLogo双探头符合线路SPECTCoincidencecircuitSPECT又称ePET（economicPET），是在双探头SPECT基础上去掉collimator增加了coincidencecircuit，既能进行SPECT显像又能进行PET显像，但空间分辨率和灵敏度均低于PETCompanyLogoCompanyLogo图像融合技术（imagefusiontechnique）发展：三个阶段原始阶段软件融合阶段设备整合阶段异机图像融合：计算机软件将不同来源图像对位和配准，叠加显示出来同机图像融合：将不同类别的影像设备安装在同一机架上，在保持病人体位不变的条件下完成两种检查SPECT-CT、PET-CT、PET-MRICompanyLogo发射扫描功能与解剖显像衰减校正透射扫描融合图像CompanyLogo+=ECT(FDG/AC)CTTomoFusionImage传统的核医学影像诊断发现：在胸部右后侧发现两个放射性异常浓聚区，胸部左后侧发现一个放射性异常浓聚区，通过以上诊断，不能断定病变是发生在肺内还是胸壁上，右后侧病变是否侵犯至锥体？图像融合技术发现：左侧和右侧两个异常放射性异常浓聚区皆位于肺内，而中间偏右的异常放射性浓聚区位于肺内，并且已经侵及邻近锥体。同样地，与SPECT同层CT的图像在同一位置上可以发现三个病变，但是，无法对病变定性。更精确指导临床诊断和治疗CompanyLogoSPECT-CTPET-CTCompanyLogoCompanyLogoCompanyLogoxxxxxxxxxx心脏PET-CT融合图像CompanyLogo核医学诊断与治疗原理principleofdiagnosisandtherapyCompanyLogo放射性核素显像原理利用放射性核素示踪技术在活体内实现正常和病变组织显像的核医学检查法。CompanyLogo显像原理细胞选择性摄取含放射性核素的化合物：131I特殊价态物质：99mTc-MIBI、-（Ⅴ）-DMSA、-ECD，201Tl代谢性陷入：18F-FDG特异性结合酶与底物配体与受体抗原与抗体化学吸附（99mTc-MDP）微血管栓塞（99mTc-MAA）简单通过或积存各种通道：血管显像、血池显像细胞吞噬和胞饮作用肝胶体显像热变性红细胞脾显像排泄和清除99mTc-DTPA肾小球滤过99mTc-EC、-MAG3，131I-OIH肾小管分泌CompanyLogo显像类型平面显像与断层显像（planarandtomogram）静态显像与动态显像（staticanddynamic）局部显像与全身显像（localandwholebody）阳性显像与阴性显像（positiveandnegative）静息显像与负荷显像（restandstress）早期显像与延迟显像（earlyanddelayphase）单光子显像与正电子显像（SPECTandPET）CompanyLogo图像显示方式和图像分析黑白图像或彩色图像图像分析目测法ROI技术半定量或定量分析CompanyLogo1.平面显像与断层显像（planarandtomogram）CompanyLogo2.静态显像与动态显像（staticanddynamic）CompanyLogo3.局部显像与全身显像（localandwholebody）CompanyLogo4.阳性显像与阴性显像（positiveandnegative）CompanyLogo5.静息显像与负荷显像（restandstress）CompanyLogo6.早期显像与延迟显像（earlyanddelayphase）CompanyLogo显像特点功能显像（functionimaging）定量分析（quantitativeanalysis）高特异性（higherspecificity）图像清晰度差（pooranatomic）无创（non-invasive）CompanyLogo脏器功能测定示踪原理时间放射性曲线——判断脏器的血流和功能状态肾图、甲状腺吸131I试验CompanyLogo体外检查法放射免疫分析免疫放射分析CompanyLogo放射性核素治疗射线的辐射生物效应射线主要为β-ray肿瘤内照射治疗、骨转移治疗、甲亢治疗常用治疗用放射性核素为131I、125I、153Sm、89Sr、32PCompanyLogo核医学新进展CompanyLogo药物：分子核医学设备：SPECT-CTPET-CTPET-MRCompanyLogo分子核医学可从生理和生化的水平认识疾病,提供疾病变化的分子信息,以帮助诊断、治疗及对疗效作出正确评价。尤其在受体显像和受体介导的治疗技术、基因显像和相关的治疗技