1、 作者：汪 静单位：空军军医大学第一附属医院第四章 核素示踪与核医学显像技术1基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022第一节 放射性核素示踪技术第二节 放射性核素显像技术2基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022重点难点熟悉了解掌握放射性核素示踪技术与放射性核素显像技术的方法学原理核医学影像在医学中应用的特点和优势放射性核素示踪技术与放射性核素显像技术的基本类型、方法学特点3基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022放射性核素示踪技术第一节4基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022核素示踪原理就是以放射性核素或标记化合物作为示踪剂（tracer），通过探测
2、放射性核素在发生核衰变过程中发射出来的射线，达到显示被标记的化学分子踪迹的目的，用以研究被标记物在生物体系或外界环境中分布状态或变化规律的技术。核医学（第9版）5基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022同一性可探测性放射性核素标记化学分子和相应的非标记化学分子具有相同的化学及生物学性质。放射性核素能自发地放射出射线。利用高灵敏度的仪器能进行定量、定位、定性探测。动态观察各种物质在生物体内的量变规律。核医学（第9版）示踪技术基本要求6基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022 核医学（第9版）示踪技术分类 体内示踪技术（in vivo）体外示踪技术（in vitro）7基础篇核
3、素示踪和核医疗显像技术10/12/2022示踪技术方法学特点 灵敏度高：可以精确地探测出极微量的物质，一般可达到10-1810-14水平。合乎生理条件：不影响生物体原来状态，能反映机体真实的情况，相对简便、实验误差小，可避免反复分离、纯化造成的损失。定量、定位与定性相结合：放射性核素示踪技术能准确地定量测定和进行动态变化的研究，而且也可以通过放射性显像进行定位与定性，从而提供更全面的信息。核医学（第9版）8基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022体内示踪技术内容 核医学（第9版）物质吸收、分布及排泄的示踪研究 常用于药物的药理学、药效学和毒理学研究，在药物的筛选、给药途径和剂型选择等
4、方面都具有重要的价值。放射性核素稀释法 是利用稀释原理对微量物质作定量测量或测定液体容量的一种核素示踪方法。放射性核素功能测定 放射性药物引入机体后，根据其理化及生物学性质参与机体特定的代谢过程，动态地分布于有关脏器和组织，观察其在脏器中的消长过程，了解相应脏器功能状况。放射性核素显像技术 利用放射性核素或其标记化合物在体内代谢分布的规律，从体外获得脏器和组织功能、结构影像的一种核技术。9基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022体内示踪技术举例 核医学（第9版）甲状腺吸131I功能测定患者口服131I甲状腺吸碘功能测定仪甲状腺吸碘功能测定结果10基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/1
5、2/2022放射性核素显像技术第二节11基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022放射性核素显像技术原理 脏器和组织显像的基本原理是放射性核素的示踪作用；不同的放射性核素显像剂在体内有其特殊的靶向分布和代谢规律，能够选择性聚集在特定的脏器、靶组织，使其与邻近组织之间的放射性分布形成一定程度的浓度差，而显像剂中的放射性核素可发射出具有一定穿透力的射线，可为放射性测量仪器在体外探测、记录到这种放射性浓度差，从而在体外显示出脏器、组织的形态、位置、大小和脏器功能及某些分子变化。核医学（第9版）12基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像剂定位机理特异性结合某些放射性核素标记化合
6、物具有与组织中特定的分子结构特异性结合的特点，通过显影达到定位和定性诊断的目的。例如，利用放射性核素标记某些抗体或抗体片段，通过抗原与抗体的结合，测定抗原的含量的放射免疫显像。核医学（第9版）放射免疫显像13基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像剂定位机理特异性结合 某些放射性核素标记化合物具有与组织中特定的分子结构特异性结合的特点，通过显影达到定位和定性诊断的目的。例如，通过标记配体与受体的结合，了解受体的分布部位、数量和功能状态的放射受体显像等都利用特异性结合。核医学（第9版）放射受体显像14基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像剂定位机理合成代谢脏器和组织
7、的正常代谢或合成功能需要某种元素或一定的化合物，若将该元素的放射性同位素或放射性核素标记特定的化合物引入体内，可被特定的脏器和组织选择性摄取，参与代谢过程。例如，甲状腺具有选择性摄取碘元素用以合成甲状腺激素的功能，利用放射性131I作为示踪剂，根据甲状腺内131I分布的影像可判断甲状腺的位置、形态、大小，以及甲状腺结节的功能状态。核医学（第9版）甲状腺摄131I显像15基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像剂定位机理合成代谢 核医学（第9版）18F-FDG 葡萄糖显像 K3K4己糖激酶 肿瘤细胞葡萄糖-6-磷酸酶1-磷酸-18FDG糖原18F-6-磷酸-果糖糖酵解18FDG-6
8、-磷酸葡糖内酯18FDG血管内K1K218FDG6-磷酸-18FDG18F标记的脱氧葡萄糖与一般葡萄糖一样，可作为能源物质被心肌细胞、脑细胞和肿瘤组织摄取，但却不能被其利用而在细胞内聚集，可以用正电子发射计算机断层显像（PET）观察和分析心肌、脑灰质和肿瘤的葡萄糖代谢状况。16基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像剂定位机理细胞吞噬单核-巨噬细胞具有吞噬异物的功能，将放射性胶体颗粒（如99mTc-硫胶体）经静脉注入体内，将作为机体的异物被单核-巨噬细胞系统的巨噬细胞所吞噬，常用于含单核-巨噬细胞丰富的组织如肝、脾和骨髓的显像。放射性胶体在脏器内分布的多少主要随胶体颗粒的大小而异
9、，通常小于20nm的颗粒在骨髓中的浓集较多；中等大小的颗粒主要被肝的Kupffer细胞吞噬；大颗粒（5001000nm）主要浓集于脾。核医学（第9版）肝胶体显像17基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像剂定位机理循环通路某些显像剂进入血管、蛛网膜下腔或消化道等生理通道时既不被吸收也不会渗出，仅借此解剖通道通过，经动态显像可获得显像剂流经该通道及有关脏器的影像。如：静脉注射大于红细胞直径（10m）的颗粒型显像剂（如99mTc-MAA），将随血液循环流经肺毛细血管前动脉和毛细血管床，暂时性嵌顿于肺微血管内，可以观察肺的血流灌注情况。核医学（第9版）肺灌注显像18基础篇核素示踪和核医
10、疗显像技术10/12/2022显像剂定位机理选择性浓聚病变组织对某些放射性药物有选择性摄取浓聚作用，静脉注入该药物后在一定时间内能浓集于病变组织使其显像。例如99mTc-焦磷酸盐（99mTc-PYP）可渗入或结合于急性心梗患者坏死的心肌组织中而不被正常心肌所摄取，据此可进行急性心肌梗死的定位诊断。核医学（第9版）99mTc-PYP心肌显像 评分=3心肌显像评分0心肌不摄取放射性核素1心肌摄取放射性核素低于骨骼摄取2心肌摄取放射性核素等于骨骼摄取3心肌摄取放射性核素高于骨骼摄取19基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像剂定位机理选择性排泄肾和肝对某些放射性药物具有选择性摄取并排泄
11、的功能，这样不仅可显示脏器的形态，还可观察其分泌、排泄的功能状态以及排泄通道的通畅情况。例如静脉注入经肾小管上皮细胞分泌（99mTc-EC）或肾小球滤过（99mTc-DTPA）的放射性药物后进行动态显像，可以显示肾的形态、分泌或滤过功能以及尿路通畅情况。核医学（第9版）肾动态显像20基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像剂定位机理通透弥散进入体内的某些放射性药物借助简单的通透弥散作用可使脏器和组织显像。例如，静脉注入放射性133Xe生理盐水后，放射性惰性气体133Xe流经肺组织时从血液中弥散至肺泡内，可同时进行肺灌注显像和肺通气显影。核医学（第9版）肺通气显像21基础篇核素示踪
12、和核医疗显像技术10/12/2022显像剂定位机理离子交换和化学吸附骨组织由无机盐、有机物及水组成，构成无机盐的主要成分是羟基磷灰石晶体，占成人骨干重的2/3，有机物主要是骨胶原纤维和骨黏蛋白等。99mTc标记的磷酸盐类化合物（如99mTc-MDP）主要吸附于骨的无机物中，少量与有机物结合，可使骨骼清晰显像。核医学（第9版）骨显像22基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像类型与特点静态显像静态显像是指当显像剂在脏器内或病变处的浓度处于稳定状态时进行的显像称为静态显像。这种显像允许采集足够的放射性计数用以成像，故所得影像清晰而可靠，适合于详细观察脏器和病变的位置、形态、大小和放射
13、性分布。核医学（第9版）甲状腺静态显像23基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像类型与特点动态显像动态显像是显像剂引入体内后，迅速以设定的显像速度动态采集脏器的多帧连续影像。利用计算机“感兴趣区”技术可以提取每帧影像中同一个感兴趣区域内的放射性计数，生成时间-放射性曲线，进而计算出动态过程的各种定量参数。通过各种参数定量分析脏器和组织的运动或功能情况，是核医学显像的一个突出特点。核医学（第9版）肝胆动态显像1H3H6H24H24基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像类型与特点三时相显像动态显像与静态显像联合进行，先进行动态显像获得局部灌注和血池影像，间隔一定的时
14、间后再进行静态显像。如静脉注射骨骼显像剂后先进行动态显像获得局部骨骼动脉灌注和病变部位血池影像，延迟3小时再进行显像得到反映骨盐代谢的静态影像，称为骨骼三相显像。核医学（第9版）骨骼三相显像25基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像类型与特点局部显像局部显像：仅限于身体某一部位或某一脏器的显像称为局部显像，能清晰的显示局部病变。核医学（第9版）26基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像类型与特点全身显像全身显像利用放射性探测器沿体表作匀速移动，从头至足依序采集全身各部位的放射性。注射一次显像剂即可完成全身显像在全身范围内寻找病灶，常用于全身骨骼显像、全身骨髓显像
15、、探寻肿瘤或炎性病灶等。核医学（第9版）27基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像类型与特点平面显像平面显像将放射性探测器置于体表的一定位置采集脏器或组织放射性影像。平面影像是由脏器或组织在该方位上各处的放射性叠加所构成，可能掩盖脏器内局部的放射性分布异常，为弥补这种不足，常采用前位、后位、侧位和斜位等多体位显像的方法，达到充分暴露脏器内放射性分布异常的目的。核医学（第9版）28基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像类型与特点断层显像断层显像用可旋转的或环形的探测器，在体表连续或间断采集多体位平面影像数据，再由计算机重建成为各种断层影像的方法称为断层显像。断层影
16、像在一定程度上避免了放射性的重叠，能比较正确地显示脏器内放射性分布的真实情况，有助于发现深在结构的放射性分布轻微异常，检出较小的病变，并可进行较为精确的定量分析，是研究脏器局部血流量和代谢率必不可少的方法。核医学（第9版）29基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像类型与特点早期显像早期显像为显像剂注入体内后2小时以内所进行的显像，主要反映脏器血流灌注、血管床和早期功能状况，常规显像一般采用这类显像。核医学（第9版）30基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像类型与特点延迟显像延迟显像是显像剂注入体内2小时以后，或在常规显像时间之后延迟数小时至数十小时所进行的再次显
17、像称为延迟显像，以达到理想的靶/非靶比值。例如，99mTc-MIBI可同时被正常甲状腺组织和功能亢进的甲状旁腺病变组织所摄取，但两种组织对显像剂的清除速率不同。静脉注射99mTc-MIBI后1530分钟采集的早期影像主要显示甲状腺组织，23小时再进行延迟影像，甲状腺影像明显减淡，而功能亢进的甲状旁腺病变组织显示明显。核医学（第9版）20min20min 2h2h 31基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像类型与特点阳性显像阳性显像指显像剂主要被病变组织摄取，而正常组织一般不摄取或摄取很少，在静态影像上病灶组织的放射性比正常组织高而呈“热区”改变，如心肌梗死灶显像、亲肿瘤显像、放
18、射免疫显像等。核医学（第9版）32基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像类型与特点阴性显像阴性显像指显像剂主要被有功能的正常组织摄取，而病变组织基本上不摄取，在静态影像上表现为正常组织器官的形态，病变部位呈放射性分布稀疏或缺损。临床上的常规显像，如心肌灌注显像、肝胶体显像、甲状腺显像等均属此类型。核医学（第9版）33基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像类型与特点静息显像静息显像是当显像剂引入人体或影像采集时，受检者在没有受到生理性刺激或药物干扰的安静状态下所进行的显像，称为静息显像。核医学（第9版）34基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像类型
19、与特点负荷显像负荷显像是受检者在药物或生理性活动干预下所进行的显像称为负荷显像。借助药物或生理刺激等方法增加某个脏器的功能或负荷，通过观察脏器或组织对刺激的反应能力，可以判断脏器或组织的血流灌注储备功能，并增加正常组织与病变组织之间放射性分布的差别。临床检查时常用的负荷方法有运动负荷试验、药物负荷试验和生理性负荷试验等。核医学（第9版）运动负荷后静息状态下35基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像类型与特点单光子显像单光子显像是用于探测单光子的显像仪器（如照相机、SPECT）对显像剂中放射性核素发射的单光子进行的显像，称为单光子显像，是临床上最常用的显像方法。核医学（第9版）3
20、6基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022显像类型与特点正电子显像正电子显像是用于探测正电子的显像仪器（如PET、符合线路SPECT）通过显像剂中放射性核素发射的正电子进行的显像技术，称为正电子显像。需要指出的是，用于正电子显像的仪器并非探测正电子，而是探测正电子产生湮没辐射时发出的一对能量相等（511keV）、方向相反的光子。正电子显像主要用于代谢、受体和神经递质显像。核医学（第9版）37基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022图像分析认识和掌握正常图像的特点是识别异常、准确诊断的基本条件。核医学图像中所表现出的脏器和组织的位置、形态、大小和放射性分布，都与该脏器和组织的
21、解剖结构和生理功能状态有密切关系。一般来说，实质性器官的位置、形态、大小，与该器官的体表投影非常接近，放射性分布大致均匀，较厚的组织显像剂分布相对较浓密。对于断层图像，首先应正确掌握不同脏器断面影像的获取方位与层面。其次，还需对各断层面的影像分别进行形态、大小和放射性分布及浓聚程度的分析。核医学（第9版）38基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022异常图像分析-静态分析分析要点：位置：注意被检器官与解剖标志和毗邻器官之间的关系，确定器官有无移位、异位或反位，必须在排除了正常变异后方能确定是否有位置的异常。形态大小：受检器官的外形和大小是否正常，轮廓是否清晰，边界是否完整。放射性分布：
22、一般是以受检器官的正常组织放射性分布为基准，比较判断病变组织的放射性分布是否增高或降低（稀疏）、缺损。对称性：对于脑、骨骼等对称性器官的图像进行分析时，还应注意两侧相对应的部位放射性分布是否一致。核医学（第9版）39基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022异常图像分析-动态分析分析要点：显像顺序：是否符合正常的血运和功能状态，如心血管的动态显像应按正常的血液流向，即上（下）腔静脉、右心房、右心室、肺、左心房、左心室及主动脉等腔道依次显影。如果右心相时主动脉或左心室过早出现放射性充填，提示血液有由右至左的分流；当左心室显影后右心室影像重现，双肺持续出现放射性，则提示存在着血液由左至右的
23、分流。时相变化：时相变化主要用于判断受检器官的功能状态，影像的出现或消失时间超出正常规律时，提示被检器官功能异常。例如肝胆动态显像时，如果肝胆显影时间延长，肠道显影明显延迟，提示肝胆系统有不完全梗阻；若肝持续显影，肠道一直不显影，则表明胆道系统完全性梗阻。核医学（第9版）40基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022异常图像分析-断层分析分析要点：断层图像的分析必须在充分掌握正常断层图像的基础上进行判断。单一层面的放射性分布异常往往不能说明什么问题，如果连续两个以上层面出现放射性分布异常，并且在两个以上断面的同一部位得到证实，则提示病变的可能。核医学（第9版）41基础篇核素示踪和核医疗
24、显像技术10/12/2022核医学显像特点 可同时提供脏器组织的功能和结构变化，有助于疾病的早期诊断 可用于定量分析 具有较高的特异性 安全、无创 核医学（第9版）42基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022核医学显像不足 对组织结构的分辨率不及其他影像学方法与显示形态结构为主的CT、MRI和超声检查相比较，核素显像的分辨率不高，在显示组织细微结构方面明显不及它们，而且还受脏器或组织本身功能状态的影响，这是由于方法学本身的限制。任何脏器的显像都需使用显像剂不仅不同脏器选用不同的显像剂，而且同一脏器的不同目的或功能显像也需选择不同的显像剂，这增加了检查的成本，成为制约核素显像普及开展的重要因素之一。核医学（第9版）43基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022核素示踪技术是核医学显像的基础。核素示踪技术分为体内与体外示踪两种。核素示踪技术具有灵敏度高，合乎生理条件，可定量、定位、定性分析。放射性核素显像技术利用一定方法使放射性浓集与病变组织，包括特异性摄取，合成代谢等多种类型。核医学显像方法多种多样包括平面、断层、局部、全身、阳性、阴性等。正确分析图像包括对静态、动态图像的分析，获取脏器位置、形态、大小及功能等信息。44基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/202245基础篇核素示踪和核医疗显像技术10/12/2022
