核医学教学课件：绪论

1、核 医 学 绪 论讲授内容核医学定义核医学发展历史与现状核医学主要内容如何学习好核医学核医学定义核医学发展历史与现状核医学主要内容如何学习好核医学什么是核医学？核医学是研究核技术在医学中的应用及理论的学科应用放射性核素或核射线诊断疾病、治疗疾病或进行医学研究的学科核医学是医学与核物理学、核电子学、化学、生物学以及计算机技术等学科相结合的产物 也是和平利用原子能的重要方面临床核医学核医学诊断核医学治疗体外诊断体内诊断成像检查非成像检查SPECT，PET-CT肾图，吸碘率放射免疫分析等放射性核素及 其标记化合物化学性质 生物学行为物理学特点发出核射线在体内脏器代谢通过或选择性积聚可用放射性探测仪器

2、在体表进行探测体内检查法诊断原理和特点什么是ECT？ ECT: emission computed tomography 包括 ：SPECT (single photon emission computed tomography ) PET (positron emission tomography)核医学检查的安全性ECT 99mTc： 半衰期 6.02小时； 射线能量 140KeV 纯 射线，电离能力相对较弱 安全性： 一次核素显像患者所受辐射剂 量与一次X线检查相似，远小于CT检查PET-CT 18F、15O、13N、11C：半衰期分别为109min、2.05min、10.0min、20

3、.4min SPECT解剖显像P. Brueghel功能成像PETPET-CT FusionCT核医学定义核医学发展历史与现状核医学主要内容如何学习好核医学？History review and present situationNuclear Medicine & Nobel Prize18331896瑞典化学家根据遗嘱和遗产设立了诺贝尔奖金核医学是一门年轻的学科真正形成核医学学科的历史很短18962013Becquerel放射现象117Becquerel 发现放射现象 物理学奖1903 Marie.Curie 发现镭等元素 物理学奖1911 Marie.Curie 化学奖1908 Ruth

4、erford 发现铀能发射和粒子，化学奖1921 Frederick Soddy 放射性物质和天然同位素研究，化学奖，“同位素”一词也是他1913年与苏格兰物理学家Margaret Todd在一次午餐谈话中提出.1921 Albert Einstein 发现光电效应的定律获物理奖1922 Aston 发现大量同位素及其质谱获化学奖1923 Millikan 在元素的光电效应电荷研究方面获物理学奖1927 Compton 发现了以他本人名字命名的“Compton效应”获物理学奖1935 Joliot和他的妻子Irne Joliot-Curie人工方法合成新的放射性元素获化学奖核医学与诺贝尔奖19

5、35 Chadwick 发现了中子获物理学奖 1936 Anderson 发现了正电子获物理学奖1938 Fermi 用中子辐照和慢中子核反应生产出新的放射性核素获物理学奖1930 Ernest Orlando Lawrence 生产出回旋加速器1939年获得物理学奖1923 Hevesy 首先用同位素进行生命科学示踪研究，提出了“示踪技术”的 概念，1943年获诺贝尔化学奖。1944 Hahn 在原子核裂变研究方面获化学奖1960 Libby 发明了放射性14C测龄技术获化学奖1959 Berson和Yalow 建立了放射免疫分析法1977年Yalow获诺贝尔医学奖1984 Jerne等 在

6、免疫系统的控制以及单克隆抗体的研究中获医学奖核医学与诺贝尔奖 Becquerel1896年法国物理学家 Becquerel发现了铀的放射性，第一次认识到放射现象。他在研究铀盐时，发现铀能使附近黑纸包裹的感光胶片感光，由此断定铀能不断地发射某种看不见的，穿透力强的射线1903年与Curie夫人共获Nobel物理学奖 History look backMarie S.Curie 1898年在巴黎的波兰化学家Curie (1867-1934)与他的丈夫 Pierre共同发现了镭（即88号元素），他们从30吨沥青铀矿中提取了2mg镭。此后，又发现了Pu和Th天然放射性元素1903年Curie与 Beq

7、uerel共获Nobel物理学奖，1911年又获得Nobel化学奖 History look backDanlos (18441912) 1901年法国医师Danlos将放射性镭与结核的皮肤病变接触，试图治疗皮肤病，可以说是第一次医学应用 History look back临床核医学之父 1926年美国Boston内科医师Blumgart首先应用放射性氡研究循环时间，第一次应用了示踪技术将氡从一侧手臂静脉注射后，在暗室中通过云母窗观察其在另一手臂出现的时间，以了解动-静脉血管床之间的循环时间后来他又进行了多领域的生理、病理和药理学研究。被誉为”临床核医学之父” History look bac

8、k实验核医学之父美国化学家 Hevesy，最早将同位素示踪技术用于植物的研究、人体全身含水量等生理学研究，并发明了中子活化分析技术。 1943年获得了Nobel奖，并被称为 the father of experimental nuclear medicine History look backErnest Lawrence1930年美国加州大学校园里，物理学家Ernest Lawrence生产出一个回旋加速器，并生产出多种同位素1936年，他的兄弟，内科医师John Lawrence 首先用P-32治疗白血病1939年获物理奖 History look backModern cyclotro

9、nIrne Curie & Frederic Joliot1934年，法国放射化学家Curie 和她的丈夫 Joliot,第一次用人工核反应生产出放射性核素同年Fermi 等人用中子源轰击靶核生产出多种核素a粒子 Al 30PFermi1938年，芝加哥大学Fermi用中子辐照和慢中子核反应生产出新的放射性核素获物理学奖1942年建立了世界上第一座核反应堆，首先生产出放射性碘，为人工放射性核素的大量生产创造了条件，也导致了1945年第一颗原子弹的爆炸同年，Joseph Hamilton发表了用放射性碘研究甲状腺功能的报告 History look back广岛长崎Cassen and Scan

10、ner(扫描机)1951年美国加州大学的 Cassen研制出第一台闪烁扫描机(Scintillation scanner)逐点打印方式获得器官的图像促进了显像的发展美国核医学会专门设立了 “Cassen award”Nuclear instrument and development部分脏器的扫描 图象甲状腺扫描肝扫描脑扫描肺扫描肝正位肝侧位David Kuhl1952年美国Pennsylvania大学一年级医学生David Kuhl设计了扫描机光点打印法1959年用双探头扫描机进行断层扫描，并进一步研制和完善断层显像仪器，使得SPECT和PET成为核医学显像的主要方法1996年获得“ Cas

11、sen award”，被称为 The father of emission tomography可以认为，没有他的远见，核医学有可能不会发展成为具有特色的专业 History look backThe father of emission tomographyRobert Newell1952年Robert Newell发明了聚焦多孔准直器提出了Nuclear 一词 History look backAnger andcamera1957年Anger研制出第一台照相机，称之为 Anger照相机1963年在日内瓦原子能和平会议上展出。克服了逐点扫描打印的不足，使核医学显像走向现代化阶段Histo

12、ry reviewBerson & Yalow1960年美国的Berson和Yalow 将核技术与免疫学技术结合建立了放射免疫分析法首先用于测定血浆胰岛素浓度，由于该法对医学的巨大贡献，1977年Yalow获得了Nobel PrizeYalowBersonHistory reviewRadioimmunoassay20世纪70年代核医学的重要进展电子计算机核医学定性定量SPECTPET99Mo-99mTc发生器体外放射分析技术显像药物发展广泛应用测定体内300多种微量物质核医学显像仪器发展扫描机照相机SPECTPETPET/CT195019601970 1990分子影像？StaticDynam

13、icPlannertomoFunctionalImagingMolecularFunctionalimaging21世纪Fusion image1990核医学已发展成为一门完整的临床学科核医学有其自身的理论、方法和应用范围有诊断、治疗、门诊甚至病房承担教学、科研和人才培养，不同于一般的医技科室核医学的学科性质中国核医学起源我国核医学起源于1956年,在军委卫生部的领导下，在西安第四军医大学举办了生物医学同位素应用训练班，这是我国第一个同位素应用学习班，1957年又举办了第二期，标志着我国核医学的诞生1958年在北京举办了第一个同位素临床应用训练班，有10名学员参加，成为核医学进入临床应用的起点

14、，也被列为当时国家的一项重要任务。后又在津,沪,穗举办了24期History review中国核医学的发展20世纪60年代我国核医学有了较大发展，各省相继开展了临床应用工作，同位素和核探测仪器的研制取得重要成绩。70年代，在全国得到了普及1977年我国将核医学作为医药院校本科生必修课，教育部和卫生部先后组织编写了多版规划教材1980年成立了中华医学会核医学分会及各省市核医学分会1981年创办了中华核医学杂志核医学科始建于1978年，由裴著果教授组建，当时科室名称为同位素室4名成员组成肾图仪一台，-扫描机一台，一台单管测定放免仪科室发展简介1984年引进了美国太索尼（Technicare）公司生

15、产的单探头SPECT，成为全国首批引进SPECT的5家单位之一科室发展简介1995年，对ECT设备进行了更新，引进了日本东芝公司生产的双探头SPECT，提高了图像采集速度和图像质量，使病人检测数量和质量都有了很大提高。科室在医、教、研工作中又迈上了一个新台阶，1995年-2005年期间，共发表国家级以上论文67篇，其中中华核医学17篇，课题8项，获奖3项。科室发展简介2005年SPECT设备进行了更新，为GE公司生产的InfiniaVCHawkeye型符合线路SPECT仪引进的还有目前最为先进的单光子成像设备和功能分子影像设备PET/CT扫描系统（GE公司Discovery TM ST-16型

16、一体化全身PET/CT扫描系统）以及配套的正电子药物生产及合成及质量控制系统，使我科成为目前国内设备装备最优的核医学科室之一科室发展简介 Nuclear Medicine =Unclear Medicine =New Clear Medicine/核医学定义核医学发展历史与现状核医学主要内容如何学习好核医学？核医学物理基础核药物学核医学仪器核素显像原理核素诊断（显像、非显像）核素治疗一、骨显像SPECT显像常应用于哪些系统检查？骨骼系统（全身及局部骨显像）内分泌系统（甲状腺静态显像、甲状旁腺显像）泌尿系统（肾动态显像及GFR或ERPF测定）循环系统（心肌血流灌注显像、心功能测定）呼吸系统（肺通

17、气、灌注显像）消化系统（异位胃粘膜显像、肝胆功能显像、唾液腺功能显像、消化道运动功能评价）神经系统（脑缺血、癫痫灶定位） 放射性核素骨显像是核医学显像频率最高的检查之一，骨显像对骨转移癌的探测非常灵敏，对骨转移癌治疗后效果评价及随访观察非常有意义，此外还对原发性骨肿瘤、某些骨良性病变（如代谢性骨病、骨创伤等）的诊断也有独特的价值正常成人全身骨显像正常儿童全身骨显像骨转移癌乳腺癌、肺癌、前列腺癌、胃癌、甲状腺癌、直肠癌、神经母细胞瘤异常浓聚 多发：大小不等，形态各异，以中轴骨为主 单发：椎体、肋骨多见，也可见于四肢骨异常稀疏缺损 多见于胸骨，胸椎，骨盆 患者男，46岁，发现肺部占位2天，周身骨痛

18、。ECT示全身骨转移患者女，56岁，乳癌术后8年发现骨转移乳癌多发骨转移合并病理性骨折乳癌患者术前检查，肱骨、腰椎转移 患者男，62岁，不明原因周身骨痛来诊，ECT示多发骨转移，进一步检查确诊为前列腺癌肺癌骨转移前列腺癌骨转移肺癌单发肋骨转移骨 肉 瘤骨 质 疏 松肺 性 骨 病肺性骨病肺癌 Pagets病骨质疏松所致压缩性骨折骶髂关节炎腰椎退行性病变正 常 股 骨 头二、肾动态显像三、肺通气、灌注显像多 发 肺 栓 塞四、甲状腺静态显像适应症甲状腺结节功能状态判定甲状腺功能判定异位甲状腺诊断甲状腺癌转移灶寻找女，43岁，亚急性甲状腺炎五、心脏显像心肌血流灌注显像适应症心肌缺血的诊断及疗效评价

19、心肌梗塞的诊断及疗效评价心肌病、心肌炎的辅助诊断左室下后壁心肌缺血心血池显像及心功能判定肠重复畸形内异位胃黏膜PET-CT 显 像什么是PET/CT ？Positron Emission Trace Computed Tomography（正电子发射计算机断层显像仪） PET/CT是建立在示踪剂技术基础上的功能分子影像平台，是整合了PET和CT的最先进技术的功能分子影像设备，可以在一次检查得到患者同一解剖部位的功能和解剖图像。它使用多排螺旋CT的X线数据为PET图像作衰减校正，并需要同时具备2D、3D和动态扫描的功能PET-CT 目前最常用的正电子核素是11C、13N、15O和18F，前三者是

20、生物体内主要天然核素的放射性同位素，除物理性质外，它们在体内的化学和生物学行为完全相同， 18F是1H的同族元素，二者的化学和生物学性质十分相似 用正电子核素标记的生命物质（如葡萄糖、蛋白质、酶、神经递质、基因等）能完全保持其生物学性能；PET显像又被称为生化显像、分子显像、功能显像、生命显像 CT能够提供高分辨率的解剖图像，因此PET/CT检查是一种与解剖结构相结合的代谢功能显像，而且是在分子水平上反映人体是否存在细微的生理或病理变化18F-FDG PET/CT成像基础 利用回旋加速器生产的18 F-FDG作为示踪剂,通过静脉注入人体后参与机体生物代谢过程 生物学行为与葡萄糖相似,经同一途径

21、被细胞摄取磷酸化,但不能被进一部分解而储存在细胞线粒体内,并随时间堆积起来 恶性肿瘤糖代谢异常增高,在相同的时间对18 F-FDG的摄取浓度高于正常组织数倍,甚至数十倍,在PET 显像中表现为异常浓聚18F-FDG PET-CT图像PET-CT在肿瘤学的应用肿瘤诊断与分期疗效评估与监测对原发灶不明的转移性肿瘤可以进行原发灶寻找或全身转移情况判断指导活检和治疗改进放疗计划肿瘤治疗后残留或复发灶与坏死、纤维化的鉴别诊断FDG高代谢不一定是恶性肿瘤胃炎脓肿外科手术瘢痕急性期体内异物反应其他炎性疾病（憩室炎、动脉炎、结核、部分结肠腺瘤等）恶性肿瘤不一定都是FDG高代谢！部分肾透明细胞癌高分化肝细胞癌部

22、分神经内分泌性肿瘤印戒细胞癌部分（沿肝管的细胞薄层生长）肝门部胆管癌结肠的粘液腺癌前列腺癌类癌等胃印戒细胞癌头颈部肿瘤鼻咽癌鼻 咽 癌鼻咽癌鼻 咽 癌 骨 转 移左侧口底鳞癌甲状腺癌-伴多发骨转移甲状腺淋巴瘤颈部淋巴结转移癌（原发灶-肺癌） PET/CT在肺癌中的应用 1孤立性肺结节（SPN）良、恶性的鉴别诊断 2非小细胞肺癌临床分期（TNM） 3不明原因的恶性胸腔积液 4肺癌治疗后瘢痕、放射性损伤与肿瘤残留或复发的鉴别 5肺癌放疗、化疗的疗效监测中心型肺癌周围型肺癌细支气管肺泡癌小细胞肺癌小细胞肺癌肺转移癌胸膜间皮瘤胸膜转移瘤 46岁男性，无吸烟史， 体检中发现左肺结节肺癌纵隔淋巴结转移、肾

23、上腺转移右肺癌胸膜转移纵膈肿瘤胸腺瘤胸腺癌PET/CT在乳腺癌中的应用乳腺癌术前诊断和分期，腋下淋巴结和内乳淋巴结转移鉴别乳腺癌治疗后临床再分期乳腺癌放疗后局部肿瘤复发与纤维化的鉴别诊断乳腺癌术后三年消 化 道 肿 瘤食管癌（男，54岁）胃癌伴周围淋巴结转移、骨转移（男，48岁）早期胃癌（局灶粘膜内癌变）（男，52岁）十二指肠水平段腺癌肝转移（男，43岁）此处加病理图片直肠癌直肠癌（男，69，中分化腺癌）横结肠癌（女，52岁）回盲部肠癌伴肝转移（女，65岁）直肠癌术后骶前转移（女，53岁，直肠癌术后2年）直肠癌术后复发（男，63岁，直肠癌术后1年）直肠管状腺瘤 （男,75岁） 肝细胞癌Khan

24、 MA 等人利用PET-CT和CT对肝细胞癌进行对比研究, 发现18F-FDG PET检出病灶的阳性率为55 % , 阴性率为45 % ,CT的阳性率为90 % , 阴性率为10 %PET在发现肝外转移方面优于CT, 并且PET可以用来评价肿瘤的分化程度国内总结报道，PET-CT扫描仅可诊断4555%的肝细胞癌肝细胞癌（女，35岁，中低分化）高分化肝细胞癌（男性，63岁，乙肝、肝硬化）肝细胞癌（女，35岁，中低分化）肝癌伴门静脉瘤栓喉癌肝转移、骨转移（男，59岁）胆囊癌伴肝内转移（男，48岁）胆管癌 指发生在左右肝管以下的肝外胆管癌，不包括肝内胆管细胞癌 外生型或腔内型胆管癌呈FDG高代谢 F

25、DG-PET-CT扫描的灵敏度和特异性分别为92%和93% 对于浸润性病灶，特别是肝门部胆管癌，肿瘤沿肝管的细胞薄层生长，由于PET分辨率有限和部分容积效应的影响，FDG PET-CT扫描可为假阴性肝门部胆管癌 男，71岁，腺癌 男，70岁，胆总管中段癌胰头癌（女，50岁）胰尾癌伴肝转移（女，65岁）PET/CT在淋巴瘤中的应用恶性淋巴瘤分期及恶性程度评估中的应用恶性淋巴瘤疗效评估中的应用淋巴瘤化疗前后对比淋巴瘤化疗前后对比PET/CT在泌尿系统肿瘤中的应用 18F-FDG PET在泌尿系统中的应用价值有限 18F-FDG PET探测肾癌的灵敏度约70%（部分透明细胞癌易出现假阴性） 膀胱内的

26、高放射性浓聚使膀胱癌检出十分困难，但在显示其淋巴结转移方面，18F-FDG PET显像比较灵敏，特别在检出盆脸及腹部淋巴结转移方面，PET优于其他检查左肾癌伴多发转移（女，55岁）右输尿管癌（男，80岁）膀胱癌男性生殖系统肿瘤中应用 在前列腺癌中应用，18F-FDG PET的价值比较有限，灵敏度约60%70%；在前列腺骨转移检出方面也较骨显像灵敏度低，但在检出盆腔和腹部淋巴结方面比较灵敏 胆碱类显像剂，如18F-胆碱（18F-choline）、11C-胆碱（11C-choline）最近发现在前列腺显像方面明显优于18F-FDG女性生殖系统肿瘤中的应用 PET在妇科恶性肿瘤诊断方面有一定的应用价值。在检测卵巢癌残余和复发方面，PET灵敏度、特异性和准确性为96%、44%和71%生殖系统肿瘤中的应用前列腺癌术后骨转移卵巢癌术后盆腔淋巴结转移（女，65岁）卵巢癌术后复发及远隔转移（女，60岁)阴唇癌多发转移卵巢癌多发转移（女，58岁）宫颈癌（女，38岁）子宫内膜癌PET/CT在寻找肿瘤原发灶中的应用 原发灶不明转移癌(CUP)临床并不少见,