1、n韩星敏n郑州大学第一附属医院 核医学科 主任n主任医师 教授n硕士研究生导师n中华医学会核医学分会 委员n中国医师协会核医学分会 常委n河南省医学会核医学分会 主任委员甲状腺显像Thyroid Imaging 70年代 250张床 NUCLEAR MEDICINEn 1990年代三级甲等 核医学科 WHYn核医学 n脏器的功能和结构n核医学n早期的诊断nNuclear medicine imaging is unique in that it documents organ function and structure,in contrast to diagnostic radiology,
2、which is based upon anatomy.绪论绪论一、什么是核医学？一、什么是核医学？n利用放射性核素n诊断n治疗疾病n进行医学研究n医学学科二、核医学的内容二、核医学的内容n 实验核医学experimental nuclear medicinen 临床核医学clinical nuclear medicine实验核医学实验核医学n利用核技术探索生命现象的本质和物质变化的规律n内容：核衰变测量、标记、示踪、体外放射分析等。诊诊 断断治治 疗疗131I治疗甲亢、甲癌治疗甲亢、甲癌，89Sr、153Sm治疗骨转移癌治疗骨转移癌放射性粒子植入治疗各种肿瘤等放射性粒子植入治疗各种肿瘤等体外
3、检查法体外检查法甲状腺激素、性激素、甲状腺激素、性激素、肿瘤标志物肿瘤标志物等等体内检查法体内检查法放射性核素显像放射性核素显像SPECT-CT，PET-CT非显像检查非显像检查甲状腺吸碘率甲状腺吸碘率,肾图肾图 2023-2-26182023-2-2619n10号病房楼n1楼 2台台 SPECT/CT 肾动态显像肾动态显像、骨显像骨显像 1台台 PET/CT PET/CT 肿瘤显像肿瘤显像 核素治疗门诊核素治疗门诊 骨转移治疗骨转移治疗，125I粒子植入治疗肿粒子植入治疗肿瘤瘤n2楼 核素治疗病房核素治疗病房n负1楼 免疫检测免疫检测 回旋加速器回旋加速器1.1.核素治疗核素治疗n高度选择性
4、的聚集在病变部位的 放射性药物radiopharmaceuticaln 粒子或粒子n 抑制或破坏病变组织1.核素治疗核素治疗n131I 治疗：甲亢、分化型甲状腺癌转移灶治疗：甲亢、分化型甲状腺癌转移灶n89Sr、153Sm治疗：骨转移癌治疗：骨转移癌n放射性粒子植入治疗：各种肿瘤放射性粒子植入治疗：各种肿瘤n核素标记单克隆抗体核素标记单克隆抗体n131I-抗抗AFP抗体抗体 原发性肝癌原发性肝癌n90Y-抗抗CD20抗体（抗体（Zevalin）淋巴瘤）淋巴瘤甲状腺癌术后颈部淋巴结转移131I治疗前、后甲状腺癌术后甲状腺癌术后1 1月月 2012-7 2012-12 2012-7 2012-12
5、 2013-6 2013-6-92013-6 2013-6-9全身骨显像n a.3/12/98 b.11/7/99nThis is 61 yo male with prostate cancer.a.There are multiple metastatic foci in the pelvis with 99m-Tc-MDP bone imaging.b.After 16 months,all foci have regressed.nMale,68 yr.,lung cancer a.Pretherapy scintigram of 99m-Tc-MDP.b.12 months follo
6、wing therapy,with regression of metastatic lesions.a.3/12/98 b.11/7/99 2007年2008年2009年高度选择性高度选择性n放射免疫靶向治疗n受体介导的靶向治疗n放射性核素基因治疗n放射性核素粒子植入治疗等2.2.非显像检查法非显像检查法n 放射性药物在脏器和组织中被摄取、聚集及排除n 时间-放射性曲线等形式显示n甲状腺摄131I率n肾图 甲状腺功能仪病人的准备病人的准备：患者停用相关药物和食物，空腹口服患者停用相关药物和食物，空腹口服131I 标准源的制备标准源的制备 测量测量(2，4,24h)自然本底计数自然本底计数 标
7、准源计数标准源计数 甲状腺部位放射性计数甲状腺部位放射性计数 计算甲吸率计算甲吸率绘制摄绘制摄131I曲线曲线 甲状腺甲状腺摄摄131I率率 甲状腺部位计数甲状腺部位计数-本底计数本底计数 标准源计数标准源计数-本底计数本底计数=100%4h：15%40%24h：25%60%一般规律：一般规律：服用服用131I后甲吸逐渐增高，后甲吸逐渐增高，24h达高峰达高峰 青少年和儿童略高于成人，青少年和儿童略高于成人，女性略高于男性女性略高于男性 正常值范围（不同地区有差别正常值范围（不同地区有差别）2h：10%30%肾功能仪3.3.放射性核素显像放射性核素显像n选择性聚集在特定脏器或病变靶器官n靶器官
8、与邻近组织放射性浓度差n核医学显像仪器nSPECT/CT显像,全身骨显像、肾动态显像、心肌灌注显像、甲状腺显像等。nPET/CT全身断层显像，心肌代谢显像，脑代谢显像。三、核医学的发展历史n1895年10月M.H.Roentgen发现X射线。n1896年2月Henri Becquerl发现放射性铀。n19011901年，法国医师亨利年，法国医师亨利亚利山大亚利山大丹拉斯丹拉斯(Henri Alexander Danlos,1844-1912)(Henri Alexander Danlos,1844-1912)将放射将放射性镭与结核性的皮肤病变接触，试图达到治性镭与结核性的皮肤病变接触，试图达到
9、治疗目的，可以说是第一次医学尝试。疗目的，可以说是第一次医学尝试。1序幕（18961934）n1934年首次用人工方法获得了放射性30P。2713Al+42He3015P+10n2初创阶段（19351945）n基础医学开始应用人工放射性核素进行生理机理的研究；n开创了放射示踪技术；n临床上开始进行疾病的治疗。2初创阶段（19351945）n1935年，即人工放射性核素发现的第二年，Chiewetz和Hevesy就报道了利用32P观察小白鼠体内磷元素的代谢。n1936年，Hamilton观察了24Na在人体内的代谢，开创了人工放射性核素正式用于人体的研究。n1936年，lawence用32P敷贴
10、治疗皮肤癌，以及内服治疗白血病和真性红细胞症。n1938年，Hertz报道了应用128I观测家兔甲状腺的功能，确定了甲状腺素的分子结构。n1942年，Hertz和Hamilton应用131I治疗甲亢，Hahn报道利用198Au胶体治疗腹腔转移癌。2初创阶段（19351945）3、初具规模阶段（19461960）n1946年反应堆正式投产，复杂的包括有机物的标记化合物，如131I-人血清白蛋白、131I-碘司特、60Co-维生素和51Cr-红细胞等。n1946年131I治疗甲状腺癌广泛转移，使其转移灶神奇般的消失，临床核医学的一个里程碑。n1949年-闪烁功能仪n心、肾、肝、胆功能的测定n195
11、1年-闪烁扫描仪n肝、肾、脾、甲状腺扫描。4.迅速发展阶段（19611975）加速器和发生器照相机n201Tl心肌灌注显像n99mTc-RBC门电路心血池显像n99mTc-MDP全身骨显像n67Ga肿瘤显像；放射免疫分析1959年Yalow和Berson5.现代核医学阶段（1975年）n70年代 断层显像装置n80年代 心、脑代谢、功能显像剂和单克隆技术的应用n分子核医学n受体显像、反义显像、反义治疗nPET、nSPECT、SPECT-CT、SPECT/PET/CT分子影像从根本上改变了传统的解剖结构、脏器血流灌注、组织细胞代谢的显像模式，将医学影像引入了一个特异性诊断的全新领域。第一章第一章
12、 核物理核物理n核素nuclide：n指质子数和中子数均相同，并且原子核处于相同能态的原子称为一种核素。n同位素isotope：n具有相同质子数而中子数不同的核素互称同位素。同位素具有相同的化学性质和生物学特性，不同的核物理特性。n同质异能素同质异能素isomerisomer：n质子数和中子数都相同，处于不同核能状态的原子称为同质异能素。n激发态（excited state）的原子和基态(ground state)的原子互为isomer，如99Tc和99mTc。n通常表示激发态的方法是在元素符号左上角质量数后面加m，以表示核素处于较高能态即亚稳态metastable。n稳定性核素稳定性核素(s
13、table nuclide)(stable nuclide)：n是指原子核稳定，不会自发衰变的核素。n放射性核素(radionuclide)：n是指原子核处于不稳定状态，需通过核内结构或能级调整才能趋于稳定的核素。n放射性衰变（radiation decay）n放射性核素的原子由于核内结构或能级调整，自发的释放出一种或一种以上的射线并转化为另一种原子的过程称为放射性衰变。放射性衰变（一）衰变(alpha decay)（二）衰变(beta decay)（三）正电子衰变n+（四）电子俘获（electron capture）（五）衰变(gamma decay)穿透能力射程电离能力应用最弱最短最强少弱
14、短强治疗最强最远最弱诊断放射性活度radioactivityn简称活度：单位时间内原子核衰变的数量。单位时间内原子核衰变的数量。n国际制单位为贝克勒尔（Becquerel，Bq）,1Bq表示放射性核素在一秒内发生一次核衰变。n旧制单位是居里（Ci）1 Ci =3.71010Bq=37GBq1mCi=3.7107Bq =37MBq1Ci=3.7104Bq =37KBq半衰期 物理半衰期（physical half life,Tp）n放射性核素减少一半所需要的时间。n一般把半衰期短于10h的核素称为短半衰期核素。生物半衰期（biological half life,Tb）n是指生物体内的放射性核素
15、由于机体代谢从体内排出一半所需要的时间。有效半衰期（effective half life,Te）n是指生物体内的放射性核素由于机体代谢从体内排出和物理衰变两个因素作用，减少至原有放射性活度一半所需的时间。Te=TpTb/（Tp+Tb）一、定义一、定义n凡在医学中探测和记录放射性核素放出射线种类、能量、活度及其随时间变化在空间分布的仪器，统称为核医学仪器。n核医学仪器是核医学工作中的必备条件。二、常用的核医学仪器二、常用的核医学仪器n治疗核医学：活度计n诊断核医学：活度计n体外诊断核医学-闪烁计数器、液体闪烁计数器 n体内诊断核医学n非显像检查法-功能仪n放射性核素显像法-扫描机、-照相机及E
16、CT-闪烁计数器液体闪烁计数器甲状腺功能仪肾功能仪放射性核素显像放射性核素显像n-扫描机n-照相机n ECT(1)照相机(camera)n 它可对体内脏器中放射性药物的分布进行一次性的成像，并可做动态观察。n 但-照相机不能做断层显像，只能作平面显像（二维图像），易因前后放射性的重叠而受干扰。（2 2）ECTECT n PET PET 正电子发射计算机断层n SPECT SPECT单光子发射计算机断层n n PET PET：nPET所用的核素是组成人体基本元素的同位素，如11C、13N、15O、；n其标记化合物为人体生理所必需的、可参与生理生化代谢过程的物质，如水、葡萄糖、氨基酸、受体的配体等
17、；n因此它所获得的图像更能真实地反映人体生理或病理代谢的过程，有人称之为“活体生化显像”、“分子影像”。SPECTSPECTn是利用注入人体内的单光子放射性药物发出的射线在计算机辅助下重建影像，构成断层影像。n99mTcn131I 功能图像功能图像犹如云图犹如云图SPECTSPECTPET PET 特异灵敏的功能成像特异灵敏的功能成像 解剖图像解剖图像 尤如行政区域图尤如行政区域图 CTCT 清晰的结构成像清晰的结构成像PET/CT PET/MRISPECT/CT功能功能+结构融合成像结构融合成像双探头符合探测Head BHead Ab+e-g g(511 keV)g g(511 keV)Co
18、incidenceHead BCoincidence Detection7.5 ns7.5 nstimetimetimeHead AABCTSPECT/PET衰减校正固有图像重合SPECT-PET-CTSPECT-PET-CT放射性核素显像放射性核素显像n-扫描机n-照相机n ECTECT n PET/CT,PET/MRI PET/CT,PET/MRIn SPECT,SPECT/CT SPECT,SPECT/CT 放射性药物放射性药物radiopharmaceutical 一、定义n放射性药物放射性药物（radiopharmaceuticalradiopharmaceutical）指）指含有放
19、射性核素供医学诊断和治疗用的一类含有放射性核素供医学诊断和治疗用的一类特殊药物。特殊药物。n可以是放射性核素本身，也可以是放射性核素标记化合物。n放射性核素可被探测，被标记物根据其生物学性质决定放射性药物在体内的分布。n可以检测体内组织代谢改变、器官功能的变化。n放射性制剂：是指分子中含有放射性核素的放射性试剂和放射性药物的总称。n用于体外诊断和实验研究，分子中含有放射性核素的一类物质，称为放射性试剂。n用于体内诊断和治疗的放射性核素及其标记物称为放射性药物。二、按理化特性分类1.离子型（ionic type）2.胶体型（colloidal type）3.放射性标记化合物4.放射性标记生物活性
20、物质：是以离子形式在体内通过生理、代谢途径进行分布的药物。如Na131I中I的是以131I-形式被甲状腺选择性摄取。18F-NaF PET-CT全身骨显像全身骨显像18F-NaF PET-CT全身骨显像全身骨显像2胶体型（colloidal type）n以胶体溶液的形式用于临床，胶体颗粒大小介于真溶液与悬浮液之间，一般为10毫微米(nm)至10微米()，引入体内后作为异物被机体网状内皮系统的巨噬细胞吞噬，n静脉注射可使肝、脾、骨髓显像。2胶体型（colloidal type）n10毫微米(nm)10微米()n异物-网状内皮系统的巨噬细胞吞噬n静脉注射，可使肝、脾、骨髓显像。n皮下注射，吞噬细胞
21、吞噬-毛细淋巴管-淋巴结，可显示淋巴链的影像，用以观察区域性淋巴系统的形态和功能。n前哨淋巴结显像n前哨淋巴结nsentinel lymph node,SLNn某器官或某区域组织的淋巴液首先被引流到的一个或几个少数特定区域的淋巴结。n即首先接纳来自肿瘤部位淋巴液的淋巴结。n肿瘤转移的第一站淋巴结。10-100 悬浮液 99mTc-MAA肺毛细血管管径8肺灌注显像 肺动脉栓塞3放射性标记化合物radiolabelled compoundn放射性标记化合物在体内的生物学特性取决于被标记物本身固有的特性。99mTc-MIBI99mTc-MDP 99mTc-ECD 99mTc-DTPA99m99mTc
22、-MIBI Tc-MIBI 心肌灌注显像心肌灌注显像99m99mTc-DTPA Tc-DTPA 肾动态显像肾动态显像99m99mTc-MDP Tc-MDP 骨显像骨显像4放射性标记生物活性物质n蛋白质n多肽n氨基酸n单克隆抗体n寡核苷酸（反义显像、反义治疗）n放免分析用的125I标记的T3、T4、AFP、CEA等，用于测定体内的这些微量物质。三、特点1.具有放射性2.具有特定的物理半衰期和有效期3.计量单位和使用量4.脱标及辐射自分解理想的核物理特性 半衰期射线类型射线能量常用核素体内诊断短100250keV99mTc，123I，131I，201Tl，67Ga治疗较长,131I，153Sm，3
23、2P，189Re体外或动物实验较长或125I，14C，3H，放射性药物制备到应用过程放射性药物制备到应用过程放射性核素放射性核素生产生产放射性药物放射性药物质量控制质量控制临床应用临床应用标记标记四、放射性核素的来源四、放射性核素的来源1反应堆：用反应堆中子流轰击引起核反应制备放射性核素的方法，包括（n，）、（n，p）（n，）反应。也可以从使用过的核燃料（nuclear fuel）裂变产物直接分离裂变产物直接分离生产放射性核素。反应堆生产的放射性核素：3H、14C、32P、99Mo、113Sn、125I、131I2加速器3放射性核素发生器 radionuclide generator放射性核素
24、半衰期3H12.35a14C5730a32P14.3d35S86.7d51Cr27.8d75Se120.4d99Mo66.02h113Sn118d125I60d131I8.1d198Au2.7d203Hg47d反应堆生产的放射性核素1反应堆：2加速器：n将带电粒子如：质子（P）氦核（）氘核（d，2H）等输注入加速器，能被加速到很大能量，然后轰击靶核引起核反应，包括（p，n）（d，n）（，n）核反应等。加速器生产的核素虽然品种不多，但有特点，应用价值高，但因产量小，成本昂贵，故应用受限制。11C、13N、15O、18F 67Ga、111In、123I、201Tl3放射性核素发生器radionuc
25、lide generator：放射性核素半衰期1111C C20.39min20.39min1313NN9.96min9.96min1515OO122s122s1818F F109.7min109.7min67Ga78h111In2.8h123I13.2h201Tl74h加速器生产的放射性核素 3 3放射性核素发生器放射性核素发生器 radionuclide generatorn是一种从长半衰期母体核素中分离出短半衰期子体核素的分离装置。113m113mInIn 6868GaGa PET PETAl2O39999MoMoNaClNaCl99m99mTcTc复习题复习题1.核医学的概念、内容、发展历史 2.核物理基本概念：核素、同位素、同质异能素、稳定性核素、放射性核素、放射性强度、半衰期3.放射性药物的定义、分类、特点、要求4.放射性核素来源，质量控制。谢谢 谢谢
