1、核医学总论核医学总论Nuclear Medicine Introduction重庆医科大学附属第一医院重庆医科大学附属第一医院 核医学教研室核医学教研室 敬兴果敬兴果核技术广泛应用核电、工业、航空航天技术、探伤技术、化工材料核电、工业、航空航天技术、探伤技术、化工材料的改性、石油勘探，农业的辐照育种、辐照保鲜，的改性、石油勘探，农业的辐照育种、辐照保鲜，医学的放射诊断、放射治疗、核事医学的放射诊断、放射治疗、核事故救援故救援，海关缉私、军用。，海关缉私、军用。-1999-1999年全国放射工作单位年全国放射工作单位5 5万万9 9千余户，从业人员近千余户，从业人员近2020万万l国家医改方向：
2、分级诊疗国家医改方向：分级诊疗/县域县域90%的病人和大病不出县的病人和大病不出县l仅仅25个县有核医学科个县有核医学科/全国约全国约3000个县个县/约约6000个县级综合医院个县级综合医院l3000-6000台台SPECT/3000台台PET/CT一县一（核医学）科建设项目：中华医学会核医学分一县一（核医学）科建设项目：中华医学会核医学分会倡导和启动（会倡导和启动（20152015年，河南）年，河南）l上海市在全国率先实现一县一核医学科上海市在全国率先实现一县一核医学科l山东省潍坊、淄博地区在全国率先实现一县一核医学科山东省潍坊、淄博地区在全国率先实现一县一核医学科l江苏省苏州市、无锡市在
3、全国率先实现一县一核医学科，沭阳县江苏省苏州市、无锡市在全国率先实现一县一核医学科，沭阳县中医院已拥有中医院已拥有PET/CTl山西省启动全省一县一科建设项目，投入配套资金山西省启动全省一县一科建设项目，投入配套资金800万人民币万人民币l辽宁省启动一县一科建设工程和示范项目辽宁省启动一县一科建设工程和示范项目2015年我国：三级医院：2123个 三级甲等医院1236 二级医院：7494个 2015年我国卫生和计划生育事业发展统计公报（中央政府门户网站）20162016年年l国家卫计委发布三级综合医院医疗服务能力指南（国家卫计委发布三级综合医院医疗服务能力指南（20162016年版）年版）基本
4、设置基本设置 诊疗科目诊疗科目 一级诊疗科目（一级诊疗科目（医学影像科医学影像科）二级诊疗科目（二级诊疗科目（核医学诊疗核医学诊疗/CT/MR/）5截至截至20102010年年7 7月底，除西藏以外的月底，除西藏以外的3030个省（直个省（直辖市、自治区）。我国大陆共有从事核医学专辖市、自治区）。我国大陆共有从事核医学专业相关工作的科（室）业相关工作的科（室）875875个。其中，核医学个。其中，核医学科科601601个、同位素室个、同位素室3737个、放免室个、放免室6161个、个、ECTECT室室3434个，余个，余142142个归属于检验科或甲亢科等。个归属于检验科或甲亢科等。共有共有6
5、8386838人从事核医学工作。人从事核医学工作。20102010年年7 7月月3131日前已在临床安装和使用的日前已在临床安装和使用的PET(/CT)PET(/CT)和医用回旋加速器。和医用回旋加速器。本次调查覆盖了我国大陆本次调查覆盖了我国大陆3030个省（直辖市个省（直辖市、自治区）。截至、自治区）。截至20102010年年7 7月底，国内共有月底，国内共有133133台台PET(/CT)PET(/CT)、7272台医用回旋加速器，台医用回旋加速器，分布于分布于2525个省（直辖市、自治区）的个省（直辖市、自治区）的130130个个医疗机构医疗机构 核医学检查安全吗？核医学NUCLEAR
6、MEDICINE核技术应用于临床诊断治疗与医学研究一个普通的人体，其奥秘实不下于整个宇宙，一个普通的人体，其奥秘实不下于整个宇宙，而探索它的奥秘的主要工具就是放射性核素。而探索它的奥秘的主要工具就是放射性核素。罗塞林罗塞林雅罗雅罗第一节 核医学的定义和内容1.定义:核医学是一门利用开放型放射性核素诊断和治疗以及生物研究的一门学科。2.分类:2.1 诊断核医学2.2 治疗核医学 核医学核医学2.分类:诊断核医学诊断核医学治疗核医学治疗核医学体外体外体内体内 显像显像检查法检查法 非显像非显像 检查法检查法 诊断核医学按方法分为两种：3.内容:3.1 诊断核医学3.1.1 体内核医学体内核医学(I
7、n Vivo Nuclear Medicine)体内核医学体内核医学包括了显像检查法显像检查法和非显像检查法非显像检查法凡将放射性核素引入受检者体内放射性核素引入受检者体内者，称体内检查法或体内核医学体内核医学 (In Vivo Nuclear Medicine)放射性核素不引入受检者体内放射性核素不引入受检者体内的检查称体外检查法或体外核医学体外核医学 (In Vitro Nuclear Medicine)利用放射性核素实现脏器和病变显像的方法称作放放射性核素显像射性核素显像，是以核素示踪技术为基础，以放射性浓是以核素示踪技术为基础，以放射性浓度为重建变量，以组织吸收功能的差异为依据度为重建
8、变量，以组织吸收功能的差异为依据。这种显像与以显示形态结构为主的其它医学影像有很大的不同，是一种独特的功能显像，既能显示解剖结构，也能显示器官的血供、功能与代谢和受体密度的信息，与其它医学影像之间彼此有很好的互补性,为核医学的重要特征之一。放射性核素显像放射性核素显像 可以是扫描机进行的脏器扫描、也可以是r 照相机进行显像、ECT显像、PET显像等。显像检查法显像检查法 部分脏器部分脏器 的的ECTECT显像显像下肢 静脉显像肺显像全身骨显像非显像检查法非显像检查法放射性核素引入体内后，不是以图象的方式显示出来，而是以数据、曲线等方式显示，通过对数据、曲线的分析，就能对脏器的功能作出判断,如甲
9、状腺功能检查、肾功能检查、心功能检查、骨密度检查等等。核多功能仪甲状腺功能仪3.1.23.1.2 体外核医学体外核医学(In Vitro Nuclear Medicine)在体外用放射性核素标记配体为示踪剂，以在体外用放射性核素标记配体为示踪剂，以结合反应为基础，在试管内进行的检测微量生结合反应为基础，在试管内进行的检测微量生物活性物质的方法，最有代表性的是放射免疫物活性物质的方法，最有代表性的是放射免疫分析分析(Radioimmunoassay RIA)(Radioimmunoassay RIA)它是一项超微量的它是一项超微量的生物活性物质测量技术，对医学的发展有巨大生物活性物质测量技术，对
10、医学的发展有巨大影响，其发明者之一影响，其发明者之一YalowYalow博士因此而荣获博士因此而荣获19771977年诺贝尔医学奖。年诺贝尔医学奖。Dr.Yalow RIA有很高的灵敏度和特异性，已广泛用于临床诊断和医学研究。时间分辨荧光免疫分析仪时间分辨荧光免疫分析仪放射免疫分析仪各种核医各种核医学体外检学体外检查分析仪查分析仪放射性放射性核素及核素及 其标记其标记化合物化合物化学性质化学性质 生物学行为生物学行为物理学特点物理学特点发出核射线发出核射线在体内脏在体内脏器代谢、器代谢、通过或选通过或选择性积聚择性积聚可用放射可用放射性探测仪性探测仪器在体表器在体表进行探测进行探测第二节核医学
11、的诊疗原理和特点.体内检查法诊断原理和特点体内检查法诊断原理和特点.体外检查法诊断原理和特点体外检查法诊断原理和特点原理：原理：利用放射性标记的抗原与非标记抗原共同与限量的特异性抗利用放射性标记的抗原与非标记抗原共同与限量的特异性抗体进行竞争性免疫结合反应。用放射性探测器测得标记抗原被结合的体进行竞争性免疫结合反应。用放射性探测器测得标记抗原被结合的量、根据结合量与已知被测量的函数关系量、根据结合量与已知被测量的函数关系,可计算出样品被测物的量。可计算出样品被测物的量。Ag-Ab +Ag *Ag AbAg+*Ag-Ab +*Ag(B)(F)特点：特异性强、灵敏度高、方法简便。特点：特异性强、灵
12、敏度高、方法简便。3.3.放射性核素治疗原理放射性核素治疗原理 放射性核素治疗属于内照射治疗，其治疗原理是通过高度选择性聚集在病变部位的放射性核素所发出的射程很短的B-粒子或x粒子，对疾病进行集中照射，在局部产生足够的电离辐射生物学效应，达到抑制或破坏病变组织的目的，而邻近的正常组织和全身辐射吸收剂量很低。如以131I作为辐射源治疗甲亢、甲状腺癌，以32P治疗真性红细胞增多症及32P玻璃微球行肝动脉灌注治疗肝癌等。第三节 核医学相关核物理知识原原子子核外电子核外电子原子核原子核质子质子中子中子1.1.原子结构原子结构2.2.元素元素 核素核素 同位素同位素 核素核素 核结构相同核结构相同(即质
13、子数即质子数 中子数中子数 且核能状态相同且核能状态相同)的一类原子的一类原子 称为一种核素称为一种核素 元素元素 具有相同质子数的一类原子的总称具有相同质子数的一类原子的总称 如如 131131I I 127127I I 同一元素可有多种核素同一元素可有多种核素 如如 131131I I 127127I I 125125I I 99m99mTc Tc 9999TcTc同位素同位素 同一元素的不同核素同一元素的不同核素（质子数同（质子数同 中子数不同）中子数不同）在周期表上处于相同位置在周期表上处于相同位置 互称互称为该元素的为该元素的同位素同位素4 3 3 放射性活度的单位放射性活度的单位与
14、居里（与居里（CiCi）换算）换算1Bq=2.7031Bq=2.7031010-11-11 Ci Ci 1Ci=3.71Ci=3.7101010 10 Bq Bq 1Ci=1000 mCi1Ci=1000 mCi贝克（贝克（BqBq）每秒钟每秒钟1次核衰变次核衰变 称为称为1贝克贝克(1Bq=1SBq=1S-1-1)第四节 核医学必备的物质条件 放射性药物放射性药物 (Radiopharmaceuticals)(Radiopharmaceuticals)放射性试剂放射性试剂 (Radioactive Reagent)(Radioactive Reagent)核医学仪器核医学仪器(Nuclear
15、 Medical (Nuclear Medical Instrument)Instrument)131碘32磷 1.1.放射性药物放射性药物 (Radiopharmaceuticals(Radiopharmaceuticals)1.1 1.1 定义：定义：凡引入体内用作诊疗的放凡引入体内用作诊疗的放射性核素及其标记化合物。射性核素及其标记化合物。1.2 1.2 分类：分类：1.2.1 1.2.1 诊断用药诊断用药 1.2.2 1.2.2 治疗用药治疗用药131碘32磷1.2.2 1.2.2 治疗用药治疗用药 要求：要求：-射线射线 T T1/2 1/2 较长较长 如如 32 32 P P（17
16、11Kev,141711Kev,14天）天）131 131 I I（336Kev,8336Kev,8天）天）1.2.11.2.1 诊断用药诊断用药 显像剂显像剂(示踪剂示踪剂)要求：要求：射线射线,能量能量100-300Kev100-300Kev T T1/2 1/2：1010小时左右小时左右 组成组成：放射性核素与被标记物放射性核素与被标记物 例例:99m99mTc Tc MDP MDP (示踪示踪)()(导向导向)99m锝131131碘碘99m锝131碘131碘131碘2.12.1 定义：定义：不需引入体内的放射性不需引入体内的放射性 核素及其标记化合物。核素及其标记化合物。2.2 2.2
17、 要求：要求：射线，能量较低射线，能量较低 T T1/2 1/2 较长。较长。最常用：最常用：125125I I，线线 35.5KeV 35.5KeV 1/2 1/2 60 60天天2.2.放射性试剂放射性试剂 (Radioactive Reagent)(Radioactive Reagent)3.1 3.1 工作原理：工作原理：能量转换装置能量转换装置（射线（射线光能光能电能电能以图像、曲线或数字方式显示以图像、曲线或数字方式显示）3.3.核医学仪器核医学仪器(Nuclear Medical Instrument)(Nuclear Medical Instrument)3.2 3.2 分类分
18、类3.2.2 3.2.2 非显像仪器非显像仪器 甲状腺功能测定仪 计数器 放射性活度测量计 污染与剂量监测仪 3.2.1 3.2.1 显像仪器：显像仪器：扫描机 照相机 SPECTSPECT（单光子发射型计算机断层显相）PET PET （正电子发射型计算机断层显相）放射性核素扫描仪肺扫描部分脏器的扫描 图象甲状腺扫描肝扫描脑扫描肝正位肝正位肝侧位肝侧位r照相机r照相机肾脏r照相部分脏 器的照相图片脑r照相肝胆系统r照相甲状腺r照相肝脏r照相SPECTSPECT（单光子发射型计算机断层显像仪）Single Photon Emission Computeried Tomography 部分脏器 的
19、ECT显像下肢静脉显像肺显像全身骨显像心肌血流灌注显像脑血流灌注显像PET PET 正电子发射型计算机断层显像仪Positron Emission Tmography世界核医学之王著名美国核医学专家世界核医学之王著名美国核医学专家 Wagner Wagner教授曾说过：教授曾说过：“PETPET是继高能物理及基因工程之后是继高能物理及基因工程之后本世纪第三个最伟大的成就本世纪第三个最伟大的成就”PET：美国 1200台；欧洲 300台；日本：140台；中国：35台（25/35台）PET2002年世界各地分布PET(正电子发射型计算机断层显像正电子发射型计算机断层显像)的图片的图片 Positr
20、on Emission Tmography医学影像融合技术医学影像融合技术解剖显像P.Brueghel功能成像功能成像断层、融合多模态显像全身骨平面显像正确诊断率为44.5%，骨转移诊断的符合率为64.4%，而SPECT/CT骨断层显像分别为89.7%和93.3%SPECT/CT骨断层显像 平面显像 44.5%64.4%89.7%93.3%与与CTCT等解剖学成像方法相比，核医学显像在良恶性等解剖学成像方法相比，核医学显像在良恶性病变的鉴别、肿瘤的分期以及放射和化学治疗效果的监病变的鉴别、肿瘤的分期以及放射和化学治疗效果的监测等方面有较高的灵敏度和特异性。但是，不能提供详测等方面有较高的灵敏度
21、和特异性。但是，不能提供详细的解剖定位信息仍然是妨碍核医学显像在临床广泛应细的解剖定位信息仍然是妨碍核医学显像在临床广泛应用的一个很大的缺憾。用的一个很大的缺憾。图像融合图像融合就是不同图像之间的空间配准和叠加就是不同图像之间的空间配准和叠加。这些图像经过必要的变换处理。这些图像经过必要的变换处理,使它们的空间位置、空使它们的空间位置、空间坐标达到匹配间坐标达到匹配,叠加后获得互补信息。叠加后获得互补信息。PET图像融合的目的PET/CTSPECT/CT 男，63岁，食管癌术后15年，腰痛约20天。术后病理诊断：肿瘤骨转移。L21.1.静态显像与动态显像静态显像与动态显像2.2.局部显像与全身
22、显像局部显像与全身显像3.3.平面显像与断层显像平面显像与断层显像4.4.阳性显像与阴性显像阳性显像与阴性显像第五节 放射性核素显像的类型 当显像剂在脏器内或病变处的浓度处于稳定状态时进行显像称为静态显像。多用作观察脏器和病变的位置、形态、大小和放射性分布。根据脏器整体和局部放射性的高低可对脏器的整体功能(global function)和局部功能(regional function)作出判断，并可发现脏器内有无病损存在。1.1.静态显像与动态显像静态显像与动态显像1.11.1 静态显像静态显像（static imagingstatic imaging）1.21.2 动态显像动态显像(dyna
23、mic imaging)显像剂随血流流经和灌注脏器、或被脏器不断摄取和排泄、或在脏器内反复充盈和射出等过程，造成脏器内的放射性在数量上或在位置上随时间而变化。ROI利用计算机“感应趣区”(region of interest;ROI)技术可以提取每帧影像中同一个感兴趣区域内的放射性数据，进而计算出动态过程的各种定量参数。指只显示身体某一部位或某一脏器的影像，可以是动态的显像也可以是静态的显像，最为常用。2.2.局部显像与全身显像局部显像与全身显像2.12.1 局部显像局部显像(regional imaging)利用r照相机、ECT、PET的放射性探测器（探头）沿体表作匀速移动，从头至足依序采集
24、全身各部位的放射性，将它们显示为全身显像。常用于全身骨骼显像、全身骨髓显像、探寻肿瘤或炎性灶，有重要的临床价值。2.22.2 全身显像全身显像(whole body imaging)3.3.平面显像与断层显像平面显像与断层显像 将放射性显像装置的放射性探测器置于体表的一定位置采集某脏器的放射性影像，分别从受检者的前方、后方、侧方和斜方显像，达到充分暴露脏器内放射性分布异常的目的。平面显像平面显像(planar imaging)断层显像断层显像(Tomography)Tomography)用特殊的放射性显像装置可以像X线CT一样，在体表连续或间断采集，再由计算机重建成为各种断层影像,如横断层影像
25、（ransaxi-al image)冠状断层影像(coronal image)和矢状断层显像(sagittal image)。断层影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。4.4.阳性显像与阴性显像阳性显像与阴性显像 又称热区显像热区显像(hot spot imaging)指在静态影像上主要以放射性比正常增高为异常的显像，如脑显像、肝血池显像、骨骼显像和特异性结合显像等。这种显像较易于发现异常病灶。阳性显像阳性显像(positiv
26、e imaging)肝细胞癌显像（亲肝细胞癌显像（亲肿瘤显像）肿瘤显像）阳性阳性 又称为冷区显像冷区显像(cold spot(cold spot imaging)imaging)指在静态影像上主要以放射性比正常减低为异常的显像，临床上的常规显像如心肌灌注显像、肝显像、肾显像等属此类型。阴性显像阴性显像(negative imaging)核医学发展简史序序 幕幕 阶阶 段段初初 创创 阶阶 段段初 具 规 模初 具 规 模 阶 段阶 段迅 速 发 展迅 速 发 展 阶 段阶 段现代核医学阶段现代核医学阶段（1895-19351895-1935）（1936-19421936-1942）（1946-
27、19601946-1960）（1961-19751961-1975）（1 9 7 6-1 9 7 6-）序序 幕幕 阶阶 段段1895 Roentgen 1895 Roentgen 发现射线发现射线1896 Becquerl 1896 Becquerl 发现铀盐中的发现铀盐中的射线射线 1896 Curie1896 Curie等等 分离出钋、镭，命名了分离出钋、镭，命名了、射线射线1901 Roentgen1901 Roentgen等等 建立用线、建立用线、线治疗癌症的理论线治疗癌症的理论1923 Hevesy 1923 Hevesy 首次用首次用 212 212 铅研究其对植物体内的吸收铅研
28、究其对植物体内的吸收 与迁移作用与迁移作用1934 Irene-Curie 1934 Irene-Curie 用人工方法首次获得放射性用人工方法首次获得放射性30 30 P P Joliot Joliot 1934 1934 费米费米,等等 分别研究出产生人工放射性的新方法分别研究出产生人工放射性的新方法,发明了回旋加速器发明了回旋加速器初初 创创 阶阶 段段1936 Hamifton 1936 Hamifton 用用24 24 NaNa观察白血病人的吸收与排泄观察白血病人的吸收与排泄 Lawrence Lawrence 用用32 32 P P治疗白血病、真性红细胞增治疗白血病、真性红细胞增
29、多症多症 1937 1937 发现第发现第4343号元素锝号元素锝1938 Herze 1938 Herze 用用131131I I进行动物体内实验，用盖革进行动物体内实验，用盖革 管研究甲状腺对管研究甲状腺对131 131 I I的吸收的吸收1942 Herze 1942 Herze 首次报道首次报道131131I I治疗甲亢治疗甲亢 Hamilton Hamilton 1942 Keston 1942 Keston 首次报道甲癌转移灶对首次报道甲癌转移灶对131131I I有吸收，有吸收，并以并以131131I I治疗治疗 药物品种药物品种 仪器仪器 开展项目开展项目 初具规模初具规模 多种核素及多种核素及 闪烁计数器闪烁计数器 多种脏器功能多种脏器功能 阶段阶段（46-6046-60）其标记化合物其标记化合物 扫描机扫描机 测定与显像测定与显像 迅速发展迅速发展 钼锝发生器钼锝发生器 照相机照相机 心肌、心血池、肿瘤心肌、心血池、肿瘤 阶段阶段（61-7561-75）与加速器与加速器 及计算机的应用及计算机的应用 显像体外放免分析显像体外放免分析 现代核医学现代核医学 心、脑、肿瘤心、脑、肿瘤 SPECT SPECT 断层、代谢、放免断层、代谢、放免 阶段阶段（1976-1976-）显像剂显像剂 PET PET 受体显像受体显像 我国核医学现状：有差距，但逐渐接近世界水平
