医学成像技术-第1节

1、什么是核医学什么是核医学? ? 核枝术在医学中的应用及其理论的研究是一门核枝术在医学中的应用及其理论的研究是一门综合性边缘科学；它是随着核科学技术和医学科学综合性边缘科学；它是随着核科学技术和医学科学的发展而形成的新兴学科。这一学科发展迅速、充的发展而形成的新兴学科。这一学科发展迅速、充满活力与生机，现代医学发展的许多方面均与其密满活力与生机，现代医学发展的许多方面均与其密切相关，核医学在现代医学中的重要地位反映了核切相关，核医学在现代医学中的重要地位反映了核医学是医学科学现代化的重要标志之一。医学是医学科学现代化的重要标志之一。 由于核医学与一些基础学科如物理学、电子工程由于核医学与一些基础

2、学科如物理学、电子工程学、化学、学、化学、 药物学关系密切，加以计算机技术、细药物学关系密切，加以计算机技术、细胞杂交技术、分子生物学技术等现代科学技术向医胞杂交技术、分子生物学技术等现代科学技术向医学的渗透，从而更加促进了核医学的发展。学的渗透，从而更加促进了核医学的发展。 核医学的内容主要分为核医学的内容主要分为实验核医学实验核医学和和临床核医学临床核医学两部分。两部分。 核医学的发展历史核医学的发展历史 我国的核医学发展历史我国的核医学发展历史 ECTECT的一般检查步骤的一般检查步骤实验核医学实验核医学 主要以实验核技术研究生命现象的本质和物质代谢的变化主要以实验核技术研究生命现象的本

3、质和物质代谢的变化, ,并侧重实验核技术的方法学探讨和在基础医学、生物医学一些并侧重实验核技术的方法学探讨和在基础医学、生物医学一些学科中的应用研究。学科中的应用研究。 实验核技术主要包括核测量技术、标记技术、示踪技实验核技术主要包括核测量技术、标记技术、示踪技 术、术、体外放射分析技术、活化分析技术和放射自显影技术等。其特体外放射分析技术、活化分析技术和放射自显影技术等。其特点是应用面广、灵敏度点是应用面广、灵敏度 高、特异性强，用实验核技术探讨生高、特异性强，用实验核技术探讨生命现象和疾病的过程可获得准确而客观的数据，有助命现象和疾病的过程可获得准确而客观的数据，有助 于做综于做综合分析和

4、判断，例如核素示踪技术的突出优点是可在生理条件合分析和判断，例如核素示踪技术的突出优点是可在生理条件下从分子水平动态下从分子水平动态 地研究体内的物质代谢，细致地显示细胞地研究体内的物质代谢，细致地显示细胞内代谢的过程，与过去采用的一些非生理情况下从细胞水平静内代谢的过程，与过去采用的一些非生理情况下从细胞水平静态的传统方法相比所得数据无疑更有价值。态的传统方法相比所得数据无疑更有价值。 返回临床核医学临床核医学 是研究核素及核射线在临床诊断和治疗中的应用技术及其是研究核素及核射线在临床诊断和治疗中的应用技术及其理论，具有安全可靠、结构与功能结合以及可进行动态分析等理论，具有安全可靠、结构与功

5、能结合以及可进行动态分析等特点，例如在核医学诊断中通过发射型计算机断层特点，例如在核医学诊断中通过发射型计算机断层(ECT)(ECT)不仅不仅可对脏器做断层显像，还可分析组织的生理、代谢变化，对脏可对脏器做断层显像，还可分析组织的生理、代谢变化，对脏器功能做出判断，概括地说，核医学技术可反映器功能做出判断，概括地说，核医学技术可反映: :脏器功能脏器功能和结构的变化；和结构的变化；机体物质代谢的变化；机体物质代谢的变化；体液容量的变化；体液容量的变化；机体活性机体活性 物质的数量变化；物质的数量变化；介质传递功能变化等。又如介质传递功能变化等。又如核医学做为一门临床学科在核素治疗方面，不论是核

6、素细胞选核医学做为一门临床学科在核素治疗方面，不论是核素细胞选择性吸收，还是核素介入治疗以及导向治疗，近年来都有飞速择性吸收，还是核素介入治疗以及导向治疗，近年来都有飞速的发展，为解除患者的病痛做出了应有的贡献。的发展，为解除患者的病痛做出了应有的贡献。返回 核医学做为一门独立的学科有其自身发生和发展的历史，它核医学做为一门独立的学科有其自身发生和发展的历史，它的发生可追朔到的发生可追朔到年年 居里夫妇成功地提取放射性镭。居里夫妇成功地提取放射性镭。 世纪世纪4040年代核反应堆的建成、人工放射性核素的生产和年代核反应堆的建成、人工放射性核素的生产和核医学仪器的研制成功均为核医学的发展提供了必

7、要条件和基础。核医学仪器的研制成功均为核医学的发展提供了必要条件和基础。 随着核医学仪器的不断改进和放射性药物的研制随着核医学仪器的不断改进和放射性药物的研制. .年代核年代核医学得到了较快的发展，其中闪烁扫描机的研制成功和应用，促医学得到了较快的发展，其中闪烁扫描机的研制成功和应用，促进了临床核医学脏器显像的推广；进了临床核医学脏器显像的推广； 至年代伽玛照相机、至年代伽玛照相机、99m99m锝短半衰期核素的推广应用直接锝短半衰期核素的推广应用直接提高了核医学技术的诊断水平；同期由于体外放射分析等实验核提高了核医学技术的诊断水平；同期由于体外放射分析等实验核医学技术也在基础医学和临床医学中得

8、到广泛应用，从而促进了医学技术也在基础医学和临床医学中得到广泛应用，从而促进了核医学的普及和提高。核医学的普及和提高。 年代电子计算机在核医学中的应用，使核医学仪器的年代电子计算机在核医学中的应用，使核医学仪器的性能进一步完善，从而提高了核技术诊断的水平；性能进一步完善，从而提高了核技术诊断的水平； 年代以来在一些核医学发展比较快的地区及单位中，年代以来在一些核医学发展比较快的地区及单位中，除单光子发射除单光子发射 型电子计算机断层（型电子计算机断层（SPECTSPECT）显像已广泛应用于）显像已广泛应用于临床核医学外，正电子发射型电子计算机临床核医学外，正电子发射型电子计算机 断层（断层（P

9、ETPET）显像也）显像也已在神经系统、心血管疾病和一些肿瘤的诊断中得到了应用，已在神经系统、心血管疾病和一些肿瘤的诊断中得到了应用，如通过如通过 用用1818F-2-F-2-氟氟-2-2-去氧去氧-D-D-葡萄糖做脑代谢显像测量脑局部葡萄糖做脑代谢显像测量脑局部葡萄糖代谢率（葡萄糖代谢率（LCMR gluLCMR glu），结果证明大脑的葡萄糖利用改变），结果证明大脑的葡萄糖利用改变与年龄无关，并发现感觉、运动、视觉及听觉试验对与年龄无关，并发现感觉、运动、视觉及听觉试验对LCMR gluLCMR glu有明显的改变。又如用有明显的改变。又如用1313NH3NH3做心肌灌注显像做心肌灌注显像

10、1313NH3NH3在心肌的浓聚在心肌的浓聚程度直接反映心肌的血流量，有助于了解冠状动脉狭窄的程度；程度直接反映心肌的血流量，有助于了解冠状动脉狭窄的程度；受体显像不仅可用于神经系统和心血管疾病的临床诊断，还可受体显像不仅可用于神经系统和心血管疾病的临床诊断，还可用于消化系统、生殖系统以及其他系统一些疾病的诊断。用于消化系统、生殖系统以及其他系统一些疾病的诊断。 总之由于总之由于PETPET用的显像剂是机体组织的基本元素，或是生理用的显像剂是机体组织的基本元素，或是生理性物质，可以追踪这些放射性药物在体内的转移或代谢，从而性物质，可以追踪这些放射性药物在体内的转移或代谢，从而可直接地反映人体内

11、病变部位异常的生化变化，可直接地反映人体内病变部位异常的生化变化， PETPET的应用显的应用显示了核医学的重要进展和广阔的前景示了核医学的重要进展和广阔的前景 返回 我国的核医学是我国的核医学是2020世纪年代后期创建，年代普及推广，世纪年代后期创建，年代普及推广，年代缓步提高，年代以来加速发展的。年代缓步提高，年代以来加速发展的。 它的整个发展历程大体可分三个阶段：它的整个发展历程大体可分三个阶段： 初创阶段：随着我国核科学校术的初创阶段：随着我国核科学校术的 发展，自年开始发展，自年开始培训专业师资和人员，在高等医学院校和省级以上医院以及一些医培训专业师资和人员，在高等医学院校和省级以上

12、医院以及一些医 学学科研机构建立了教研室和专业科室，先后开展了教学、科研和临床诊科研机构建立了教研室和专业科室，先后开展了教学、科研和临床诊治工作，为核医学治工作，为核医学 专业的发展莫定了基础。专业的发展莫定了基础。 普及推广阶段：通过初创阶段井随着我国国产核医学仪器的研普及推广阶段：通过初创阶段井随着我国国产核医学仪器的研制生产和放射性药物的试制、供应，核医学进入了普及推广阶段。通制生产和放射性药物的试制、供应，核医学进入了普及推广阶段。通过普及推广除个别省市过普及推广除个别省市, ,全国一些省市级医院、高等医学院校均建立了全国一些省市级医院、高等医学院校均建立了核核 医学的专业科室，医学

13、的专业科室，19771977年高等医学院校本科临床医学专业的课程设年高等医学院校本科临床医学专业的课程设置中，置中，“核医学核医学”做为一门必修课程被列入教学计划，在医院的专业做为一门必修课程被列入教学计划，在医院的专业科室也正式定名为核医学科；年月成立了全国核医学会，科室也正式定名为核医学科；年月成立了全国核医学会，19811981年创办了中华核医学杂志。通过广大核医学工作者的努力，核年创办了中华核医学杂志。通过广大核医学工作者的努力，核 医医学技术在临床诊断和基础医学研究中，越来越得到许多专业学科的重学技术在临床诊断和基础医学研究中，越来越得到许多专业学科的重视和采用。视和采用。 发展提高

14、阶段：我国的核医学在普及推广的基础上自发展提高阶段：我国的核医学在普及推广的基础上自2020世纪世纪年代开始了发展和提高，特别是年代以来得到了蓬勃发展。年代开始了发展和提高，特别是年代以来得到了蓬勃发展。 从核医学专业内容的发展看，目前临床核医学中的脏器显从核医学专业内容的发展看，目前临床核医学中的脏器显像技术已从过去主要是甲状腺、肝、胆、骨骼显像发展到以心像技术已从过去主要是甲状腺、肝、胆、骨骼显像发展到以心脏的断层、显像脑血流的灌注显像为重点；肿瘤的放射免疫显脏的断层、显像脑血流的灌注显像为重点；肿瘤的放射免疫显像以及肝、脑的受体显像也取得了明显进展；像以及肝、脑的受体显像也取得了明显进展

15、； 功能测定已从定性测量发展到计算机化定量测定。甲状腺功能测定已从定性测量发展到计算机化定量测定。甲状腺摄碘测定和肾图测定肾功能仍是核医学功能检查的常规项目；摄碘测定和肾图测定肾功能仍是核医学功能检查的常规项目； 在核素治疗方面应用放射性在核素治疗方面应用放射性131131碘治疗甲状腺功能亢进症，碘治疗甲状腺功能亢进症，几十年来已治疗了余万人积累几十年来已治疗了余万人积累 了较丰富的经验；了较丰富的经验；年以来使用年以来使用153153Sm-EDTMPSm-EDTMP治疗骨转移癌已取得显著成效。治疗骨转移癌已取得显著成效。 在实验核医学方面实验核技术在深度和广度上均有突破性在实验核医学方面实验

16、核技术在深度和广度上均有突破性的进展，稳定核素开始在临床应用的进展，稳定核素开始在临床应用, ,放射自显影技术已用于分子放射自显影技术已用于分子生物学和细胞结构的研究，体外放射免疫分析作为一类专门生物学和细胞结构的研究，体外放射免疫分析作为一类专门 技技术也广为许多学科采用。术也广为许多学科采用。 返回 核医学影像检查（核医学影像检查（ECTECT）的一般步骤？）的一般步骤？ 1 1、检查前的准备：大多数的核医学检查不需要特殊的准备，如、检查前的准备：大多数的核医学检查不需要特殊的准备，如果有需要的话，医生会提前告诉病人的。果有需要的话，医生会提前告诉病人的。 2 2、注射显像剂：注射之前医生

17、会让病人口服一种胶囊，这是为了、注射显像剂：注射之前医生会让病人口服一种胶囊，这是为了保护正常的甲状腺，注射之后根据不同的检查，病人等候的时间也不相保护正常的甲状腺，注射之后根据不同的检查，病人等候的时间也不相同，有的只需数分钟；有的要同，有的只需数分钟；有的要2-32-3小时；有的要小时；有的要1-21-2天后，为的是让注射天后，为的是让注射的显像剂能充分到达所需要检查的部位。的显像剂能充分到达所需要检查的部位。 3 3、检查摄片：在拍片前医生会通知病人排尿、进食或其他一些准备，、检查摄片：在拍片前医生会通知病人排尿、进食或其他一些准备，这也是为了让检查更准确。拍片时病人躺在床上，可以正常呼

18、吸，根据这也是为了让检查更准确。拍片时病人躺在床上，可以正常呼吸，根据医生的要求采取一定的姿势，探测器会尽量告近病人的身体，拍摄一张医生的要求采取一定的姿势，探测器会尽量告近病人的身体，拍摄一张或多张照片，这时仅仅拍照片而已，并不增加额外的放射性。或多张照片，这时仅仅拍照片而已，并不增加额外的放射性。 4 4、分析结果：核医学科的医生会综合分析病人的病情，所拍摄的、分析结果：核医学科的医生会综合分析病人的病情，所拍摄的照片以及其他各种检查结果：生化、血液、超声、照片以及其他各种检查结果：生化、血液、超声、CTCT等，对临床诊断和等，对临床诊断和治疗提供可靠准确的分析结果。治疗提供可靠准确的分析

19、结果。核医学检查的优势和不良因素核医学检查的优势和不良因素 引起各种影像检查的不安全因素主要有个：一是显像剂、造影剂、对比引起各种影像检查的不安全因素主要有个：一是显像剂、造影剂、对比剂等药物的化学成分影响，主要是过敏反应和毒性反应；二是放射性造成的辐剂等药物的化学成分影响，主要是过敏反应和毒性反应；二是放射性造成的辐射；三是进行检查时操作过程造成的损伤与痛苦甚至是危险。射；三是进行检查时操作过程造成的损伤与痛苦甚至是危险。 核医学的优势很明显。核素示踪技术灵敏度很高，所用的放射性药物中化核医学的优势很明显。核素示踪技术灵敏度很高，所用的放射性药物中化学成分微量到几乎可以忽略不计的程度，所以不

20、会引起任何过敏及毒性反应发学成分微量到几乎可以忽略不计的程度，所以不会引起任何过敏及毒性反应发生。而且药物进入体内一段时间后会随尿液排出，对家属和身边人也不会有影生。而且药物进入体内一段时间后会随尿液排出，对家属和身边人也不会有影响。响。 其次，诊断所用的核素主要发出的是其次，诊断所用的核素主要发出的是射线，其特点是穿透能力强，而对射线，其特点是穿透能力强，而对身体的损伤小，如做核医学的膀胱显像，患者所接受的吸收剂量仅仅是线膀身体的损伤小，如做核医学的膀胱显像，患者所接受的吸收剂量仅仅是线膀胱造影检查的。胱造影检查的。 另外，核医学检查的过程仅仅是静脉注射或口服放射性药，体积非常小，另外，核医

21、学检查的过程仅仅是静脉注射或口服放射性药，体积非常小，没有插管等操作造成的损伤和痛苦与风险。没有插管等操作造成的损伤和痛苦与风险。 尽管核医学已经很安全，但是核医学检查还是有严格的要求和规定，以进尽管核医学已经很安全，但是核医学检查还是有严格的要求和规定，以进一步减少不良反应的发生。一步减少不良反应的发生。6.1放射性核素成像Radio nuclide Imaging(RNI)主要设备：照相单光子发射型计算机断层SPECT（single photon emission computed tomography）正电子发射型计算机断层PET（positron emission computed t

22、omography ） 一、RNI的技术特点 二、核素追踪技术三、放射性核制剂Nuclear camera返回Monitoring Therapy with PET bromocriptine溴隐亭（可用于治疗垂体瘤）metabolism(代谢)Effects of therapy on tumor metabolism seen in hours.Anatomic change (size reduction) will take weeks.返回功能性成像功能性成像：显示组织器官的输运、集聚、排泄、物质代谢显示组织器官的输运、集聚、排泄、物质代谢及其空间分布等及其空间分布等检测技术灵敏度高

23、：检测技术灵敏度高：浓度低的示踪剂动态变化快浓度低的示踪剂动态变化快可以获取可以获取定性定量的生物体内物质动态变化规律定性定量的生物体内物质动态变化规律安全方便：安全方便：体外检测，示踪剂数量小，半衰期短体外检测，示踪剂数量小，半衰期短在分子水平上认识生命过程（细胞内生理生化过程在分子水平上认识生命过程（细胞内生理生化过程) ) 返回返回Anatomic imaging返回Functional imagingGlucose + Isotope同位素 (e+)Injection(2-5mCi) Scan (15-30 minutes)Tools for Initial 最初的diagnosis

24、Progress or success evaluationafter chemotherapy化疗 & operation 返回Whole body nuclear image返回 将放射活性化学物质（锝99）注射到体内，骨代谢活跃的区域都吸收增加，从而得到显像 示踪技术：示踪技术：能指示被研究物质踪迹的技术能指示被研究物质踪迹的技术示踪剂：示踪剂：能指示被研究物质踪迹的物质称为示踪剂（检测能指示被研究物质踪迹的物质称为示踪剂（检测到其定性定位定量的结果），如发光物质、特异性酶、放射到其定性定位定量的结果），如发光物质、特异性酶、放射性核素等。性核素等。放射性核素成像（放射性示踪技术

25、）：放射性核素成像（放射性示踪技术）： 以放射性核素以放射性核素RNRN作为示踪剂作为示踪剂 1.RN1.RN衰变过程中会发出在体外能检测到的射线，因此可衰变过程中会发出在体外能检测到的射线，因此可以做到对超微量定量及精确定位以做到对超微量定量及精确定位 2.2.同一类同位素中的不同核素，核外电子结构一致，化同一类同位素中的不同核素，核外电子结构一致，化学性质相似，当被研究的物质被学性质相似，当被研究的物质被RNRN标记时，被研究的分子的标记时，被研究的分子的结构及化学性质均不会被改变，与未被标记的物质一起参加结构及化学性质均不会被改变，与未被标记的物质一起参加相同的生理生化过程。相同的生理生

26、化过程。返回放射性制剂（放射性药物）：放射性制剂（放射性药物）： 制剂分子中含有制剂分子中含有RNRN的放射性制剂或放射性药物的总称，的放射性制剂或放射性药物的总称，可以是碘（可以是碘（131131）化钠等简单化合物，也可以是放射性核素）化钠等简单化合物，也可以是放射性核素标记的化合物（标记的化合物（F18-F18-去氧葡萄糖）去氧葡萄糖） 特点：特点： 其生物特性取决于被标记的化合物，其生物特性取决于被标记的化合物，RNRN仅起示踪和辐仅起示踪和辐射粒子的作用射粒子的作用 分类：分类： 1.1.离子型：肝脏、腺体、骨髓器官显影离子型：肝脏、腺体、骨髓器官显影 2.2.标记化合物：标记化合物：

27、I I（125125）- -胰岛素胰岛素 3.3.标记的生物活性物质标记的生物活性物质DNA DNA 、 RNARNA等等返回核心脏病学的内容及其在核医学领域的地位核心脏病学的内容及其在核医学领域的地位放射性核素及其标记化合物在心血管系统中的应用始于放射性核素及其标记化合物在心血管系统中的应用始于2020世纪世纪2020年代年代后期，当时后期，当时BlumgardBlumgard和和WeissWeiss利用天然的放射性核素氡测定了血液通利用天然的放射性核素氡测定了血液通过心脏的时间。过心脏的时间。19481948年年PrinzmetalPrinzmetal等应用等应用探测器获得了心放射图。探测

28、器获得了心放射图。19641964年年CarrCarr等人用等人用131Cs131Cs进行心肌灌注显像，进行心肌灌注显像，19731973年年ZeretZeret等人应用等人应用43K43K进行运动负荷心肌灌注显像发现心肌缺血，继之，进行运动负荷心肌灌注显像发现心肌缺血，继之，201Tl201Tl作为作为43K43K的的类似物于类似物于19741974年成功地应用于临床至今。随着年成功地应用于临床至今。随着照相机、照相机、SPECTSPECT和和PETPET及其软件的日臻完善，以及及其软件的日臻完善，以及99Tcm99Tcm标记化合物和正电子核素的广泛应用，标记化合物和正电子核素的广泛应用，心血管核医学（心血管核医学（cardiovascular nuclear medicinecardiovascular nuclear medicine）作为核医学中）作为核医学中的重要分支，已成为心血管疾病现代化诊疗与研究中的一种灵敏、准的重要分支，已成为心血管疾病现代化诊疗与研究中的一种灵敏、准确、无创的重要手段。目前，心血管核医学不仅用于心血管疾病的诊确、无创的重要手段。目前，心血管核医学不仅用于心血管疾病的诊断，更重要的是用于指导治疗，判断预后和评价疗效。断，更重要的是用于指导治疗，判断预后和评价