核技术与核医学演示文稿

核技术与核医学演示文稿第一页，共五十七页。（优选）核技术与核医学第二页，共五十七页。基因突变☻表达失控☻代谢异常☻功能失调结构改变症状体征DiseaseisnotaTHING,butaPROCESS现代医学认为：疾病的发生起源于

基因改变→表达物改变→代谢改变→形态改变第三页，共五十七页。现代医学影像技术名称 成像参数 性质X线CT 衰减系数、CT值 解剖结构B超 超声波反射 解剖结构MRI 质子密度、T1、T2、 解剖、功能 化学位移SPECT 放射性浓度 代谢功能PET 放射性浓度 代谢功能PET/CT 放射性浓度 代谢功能 衰减系数、CT值和解剖SPECT、PET——ECT(emissioncomputedtomography)第四页，共五十七页。核医学内容第五页，共五十七页。核医学发展的两大支柱放射性药物---诊断、治疗关键点是特异性其次是稳定性如： 11C-胸腺嘧啶-DNA合成金标准，不稳定；

18F-FLT氟标胸腺嘧啶。稳定，但由于3‘端的置换，其磷酸化后不能进一步参与DNA合成，又不能通过细胞膜返回，被局限在细胞内。核探测技术---影像定位、定量第六页，共五十七页。核医学诊断核医学的右手第七页，共五十七页。核医学诊断

--示踪原理示踪剂：参与体内某一生理代谢过程的物质+发射可探测射线的核素=形成示踪剂。

例如：脱氧葡萄糖DG+发射正电子的18F=18F-FDG

代谢过程：静脉注入后，通过毛细血管壁进入组织。对不同的示踪剂，有些直接参与体内代谢，有些则被限制在某些特定的组织区域。由于示踪剂在体内的分布与代谢过程是动态的，所以体内各组织部位的示踪剂浓度是不断地变化的。探测：在示踪剂注入体内后的整个过程中，都可使用扫描仪在体外探测示踪剂发出的辐射信号，从而确定示踪剂在体内的位置，由此得到示踪剂在体内的代谢过程与分布图像。第八页，共五十七页。核医学显像原理利用放射性药物

用放射性核素标记的示踪剂引入体内参加特定生物活动

被特定的组织摄取→定位，定性,定量反映体内代谢情况探测显像

显像设备,显像条件,操作程序活体,分子水平

活体内示踪剂分子行为第九页，共五十七页。核医学显像设备核医学显像设备探测射线相机(scintillationgammacamera)1958年H.Anger发明，Anger相机SPECT(singlephotoemissioncomputedtomography) 20世纪80年代，单光子发射断层扫描仪PET(positronemissiontomography) 20世纪90年代，正电子发射断层扫描仪PET/CT 21世纪，功能图像和解剖图像有机融合第十页，共五十七页。γ相机第十一页，共五十七页。γ相机构成第十二页，共五十七页。探测原理射线入射到晶体上，使晶体原子激发。退激回到基态，发射荧光。一个光子产生多个荧光光子。光电倍增管接受这些荧光，并将之转换为电信号。经过定位电路确定出入射光子的位置放大、甄别后，记录一个计数。第十三页，共五十七页。准直器、闪烁晶体、光电倍增管的作用第十四页，共五十七页。脉冲幅度分析器

pulseheightanalyzer(PHA)经放大的电脉冲幅度∝入射γ射线能量只选择一定能量范围，剔除散射、噪声

——甄别例如，99mTc,能窗135—145keV单道脉冲分析器---单能窗多道脉冲分析器---多能窗第十五页，共五十七页。信号记录核医学影像记录的是坐标和光子数和X照像有何不同？缺点？死时间第十六页，共五十七页。SPECT--singlephotoemissioncomputedtomographyγ相机---发射，平面图像（透射X平片）SPECT---发射，断层图像（透射CT）γ相机探头绕人体旋转获得各个方向的投影（平面）像图像重建---滤波反投影、迭代获得断层图像图像重建算法---使图像更接近真实一直是核医学中的一个重点研究方向。第十七页，共五十七页。图像重建---迭代算法第十八页，共五十七页。图像重建---滤波反投影法理论依据—

二维傅立叶分片定理：

任意函数f(x,y)沿任意方向平行投影，得到与该方向垂直的一维投影函数。此投影函数的傅立叶变换，就等于f(x,y)的二维傅立叶空间平面上过原点的一条线，并且这条线与一维投影函数同方向第十九页，共五十七页。SPECT第二十页，共五十七页。第二十一页，共五十七页。第二十二页，共五十七页。γ相机、SPECT诊断项目灌注显像动态血池显像静态肿瘤阳性显像全身骨扫描……数十种项目，数十种放射性药物第二十三页，共五十七页。肾动态第二十四页，共五十七页。门控心血池第二十五页，共五十七页。骨扫描第二十六页，共五十七页。前哨淋巴结第二十七页，共五十七页。肿瘤阳性显像第二十八页，共五十七页。PET---positronemissiontomography正电子核素18F、15O、13N、11C，人体基本元素，更能反映体内代谢发射出正电子，与一个负电子发生湮灭辐射

e++e-→2γ（511keV，E=mc2)探测正电子湮灭辐射发出的双光子不加准直器符合探测，探测环灵敏度、分辨率↑第二十九页，共五十七页。PET设备第三十页，共五十七页。

电子对湮灭第三十一页，共五十七页。PET探测原理PET第三十二页，共五十七页。PET探测器晶体环PET第三十三页，共五十七页。符合探测原理PET第三十四页，共五十七页。探测器信号定位PET第三十五页，共五十七页。SPECT与PET的区别放射性核素SPECT99mTc、131I.PET15O、11C、13N、

18F人体基本元素探测信号

SPECT:单光子PET:双光子空间定位SPECT:准直器PET:符合探测电路空间分辨率

SPECT:8~12mmPET:3~5mm灵敏度:PET>SPECT扫描时间:PET<SPECT第三十六页，共五十七页。PET/CT的发明是医学影像

学的又一次革命

PET/CT第三十七页，共五十七页。PET/CT中的PET、CTPET——PET/CT的主体CT的作用：为PET提供衰减校正为PET提供解剖位置信息提供诊断信息第三十八页，共五十七页。第三十九页，共五十七页。兼容型PET/CT第四十页，共五十七页。PET/CT的特点CT与PET硬件、软件同机融合解剖图像与功能图像同机融合同一幅图象既有精细的解剖结构又有丰富生理、生化分子功能信息可用于肿瘤诊断、治疗及预后随诊全过程高灵敏度、高特异性、高准确性CT图像兼做衰减校正PET、CT单独能实现的，PET/CT一定能实现；PET/CT能实现的，PET或CT不一定能实现第四十一页，共五十七页。PET显像特点功能显像敏感性、特异性较高缺乏精确的解剖定位第四十二页，共五十七页。PET-CT融合示意图CT图像何处有病灶？第四十三页，共五十七页。PET-CT融合示意图PET图像病灶在何处？第四十四页，共五十七页。PET-CT融合示意图PET-CT图像融合病灶原来在这里第四十五页，共五十七页。PET图像有放射性浓聚，头颈部CT、MR及鼻咽镜检未见异常。PET-CT定位于右上腭。隐匿性上腭癌第四十六页，共五十七页。PET、PET/CT的临床应用肿瘤学 75％－90％心脏病学 10％－20％神经系统 10％－30％其他（器官移植、感染、创伤、发育…）生理及药理实验

第四十七页，共五十七页。PET、PET/CT

--在肿瘤学中的应用早期发现肿瘤鉴别肿瘤良恶性治疗前分期治疗中疗效观察改进放疗计划治疗后随诊、复发、转移评估病人生存期第四十八页，共五十七页。PET、PET/CT

--在神经系统疾病诊断中的应用癫痫病灶的诊断与定位；痴呆：AD、MID、PDD、……认知定位第四十九页，共五十七页。PET、PET/CT

—认知定位第五十页，共五十七页。PET、PET/CT

---在心血管系统疾病诊断中的应用冠心病：13N-NH3心肌存活测定：血流-代谢图像血流灌注显像（99mTc-MIBI,13NH3）代谢显像18F-FDG“不匹配”（有代谢，无血流）→心肌存活“匹配”（无代谢，无血流）→心肌不存活

——心肌存活“金标准”→决定是否手术第五十一页，共五十七页。核医学治疗核医学的左手第五十二页，共五十七页。核医学治疗原理将放射性核素引入体内使用特异性的载体(如RIT）放射性核素标记载体载体参与体内生物活动，带着核素定位到靶器官直接利用核素与靶器官的亲和定位作用131I、153Sm、89Sr定位施放放射性核素（如125I种子源）将放射性核素直接放到靶器官依靠放射性核素发射的射线杀死病变细胞第五十三页，共五十七页。核医学治疗的优点短射程的α、β射线放射性核素局限在靶器官，对正常组织损伤小第五十四页，共五十七页。