放射性示踪技术与显像专家讲座

第五章

放射性核素示踪技术与显像福建省医科大学林好学(RadionuclideTracingTechniqueandImaging)放射性示踪技术与显像第1页

概述（Introduction）放射性核素示踪技术是核医学诊疗与研究方法学基础，能够说，核医学任何诊疗技术和方法都是建立在示踪技术基础之上。没有示踪原理就没有核医学。放射性示踪技术与显像第2页什么是示踪技术？什么是示踪？

所谓示踪就是指示行踪。什么是放射性核素示踪技（radionuclidetracingtechnique）

就是以放射性核素或标识化合物作为示踪剂(tracer)，经过探测放射性核素在发生核衰变过程中发射出来射线，到达显示被标识化学分子踪迹目标，用以研究被标识物在生物体系或外界环境中分布状态或改变规律技术。Whatistracingtechnique?放射性示踪技术与显像第3页示踪技术是继显微镜创造以来又一突出成就，为宏观医学向微观医学发展做出了极为主要贡献。显微镜发觉了细胞和微生物，而核素示踪技术看到了机体内分子改变。放射性核素示踪技术在分子医学中显示了其独特地位和优势。为何要用核素作为示踪剂？Whyuseradionuclideastracer?放射性示踪技术与显像第4页第一节放射性核素示踪技术原理与特点

PrincipleandCharacteristicofNuclideTracingTechnique放射性示踪技术与显像第5页同一性

放射性核素标识化学分子和对应非标识化学分子含有相同化学及生物学性质。放射性核素可探测性

放射性核素能自发地放射出射线。利用高灵敏度仪器能进行定量、定位、定性探测。动态观察各种物质在生物体内量变规律。基本原理Or为何放射性核素能作为示踪剂？放射性示踪技术与显像第6页灵敏度高能够测定10-14～10-18g物质合符生理条件不影响生物体原来状态，能反应机体真实情况相对简便、试验误差小可防止重复分离、纯化造成损失定性、定量与定位研究相结合缺点或不足需专用试验条件及必要防护设备；标识核素脱标可能对试验结果造成影响放射性核素示踪技术特点Characteristicofnuclidetracingtechnique放射性示踪技术与显像第7页

体内示踪技术（invivo)体外示踪技术（invitro)放射性核素示踪技术分类按研究对象不一样可分为放射性示踪技术与显像第8页体内示踪技术（invivo)１．物质吸收、分布及排泄示踪研究

惯用于药品药理学、药效学和毒理学研究，在药品筛选、给药路径和剂型选择等方面都含有主要价值。放射性示踪技术与显像第9页2．放射性核素稀释法

是利用稀释原理对微量物质作定量测量或测定液体容量一个核素示踪方法。比普通化学分析方法更简单，灵敏度更高，广泛地用于研究人体各种成份重量或容量，如测定身体总水量、全身血容量(包含RBC容量和血浆容量)、细胞外液量、可交换钠量和可交换钾量等。体内示踪技术（invivo)放射性示踪技术与显像第10页3．放射自显影技（autoradiography，ARG）

是依据放射性核素示踪原理和射线能使感光材料感光特征，借助光学摄影术来检验及统计被研究样品中放射性示踪剂分布状态一个核技术。含有定位准确、灵敏度高、可定量分析等优点，广泛用于药理学、毒理学、细胞学、血液学、神经学、遗传学等学科领域。体内示踪技术（invivo)放射性示踪技术与显像第11页4．放射性核素功效测定

放射性药品引入机体后，依据其理化及生物学性质参加机体特定代谢过程，并动态地分布于相关脏器和组织，经过检测仪器可观察其在相关脏器中特征性消长过程，从而了解对应脏器功效情况。如甲状腺吸131I功效测定、肾功效测定等（见下列图）。

体内示踪技术（invivo)放射性示踪技术与显像第12页放射性核素功效测定甲状腺吸131I功效测定患者口服131I甲状腺吸碘功效测定仪甲状腺吸碘功效测定结果放射性示踪技术与显像第13页放射性核素功效测定肾功效测定（微机肾图）静脉注射经肾小球滤过或肾小管摄取排泄示踪剂肾功效测定仪肾功效测定结果放射性示踪技术与显像第14页5．放射性核素显像技术

是依据放射性核素示踪原理，利用放射性核素或其标识化合物在体内代谢分布特殊规律，从体外取得脏器和组织功效、结构影像一个核技术（见下列图）。体内示踪技术（invivo)放射性示踪技术与显像第15页放射性核素显像向患者体内引入特定示踪剂（或显像剂）核医学显像设备SPECTPET放射性示踪技术与显像第16页1．体外示踪结合放射分析

是指在体外条件下，以放射性核素标识抗原、抗体或受体配体为示踪剂，以特异性结合反应为基础，以放射性测量为定量方法，对微量生物活性物质进行定量分折一类技术总称，包含放射免疫分析、免疫放射分析、放射受体分析等。体外示踪技术（invitro)放射性示踪技术与显像第17页２．物质代谢与转化示踪研究

不但能够对前身物、中间产物、最终产物做出定性分析，还可用以研究前身物转化为产物速度、转化条件、转化机制以及各种原因对转化影响。比如，用3H-TdR掺入DNA作为淋巴细胞转化指标观察细胞免疫情况；用125I-UdR（尿嘧啶核苷）掺入RNA，可作为肿瘤细胞增殖速度指标，用于抗肿瘤药品药敏试验研究等。体外示踪技术（invitro)放射性示踪技术与显像第18页３．细胞动力学分析

是研究各种增殖细胞群体动态量变过程方法，包含增殖、分化、迁移和衰亡等过程改变规律以及体内外原因对它们影响和调控等。以细胞周期时间测定最为惯用（见下列图）。体外示踪技术（invitro)

SDNA合成期G2合成后期M有丝分裂期G1DNA合成前期3H-TdR掺入ObservewindowG0期death放射自显影观察特有改变放射性示踪技术与显像第19页４．活化分析

是经过使用适当能量射线或粒子照射待测样品，使待测样品中一些稳定核素经过核反应变成放射性核素（活化），然后进行放射性测量和能谱分析，取得待测样品中稳定性核素种类与含量（分析）超微量分析技术。活化分析是各种痕量分析法中灵敏度最高方法之一。体外示踪技术（invitro)放射性示踪技术与显像第20页第二节放射性核素显像

(RadionuclideImaging)SPECTliver放射性示踪技术与显像第21页

脏器和组织显像基本原理是放射性核素示踪作用：

不一样显像剂在体内有其特殊分布和代谢规律，能够选择性聚集在特定脏器、组织或病变部位，使其与邻近组织之间放射性分布形成一定程度浓度差，而显像剂中放射性核素可发射出含有一定穿透力γ射线，利用放射性测量仪器（γ相机、SPECT、PET、SPECT/CT、PET/CT等）可在体外被探测、统计到这种放射性浓度差，从而在体外显示出脏器、组织或病变部位形态、位置、大小以及脏器功效改变。基本原理放射性示踪技术与显像第22页不一样脏器、组织或病变选择性聚集

显像剂机理

1.合成代谢：131I甲状腺2.细胞吞噬：99mTc-硫胶体肝、脾、骨髓3.循环通路：99mTc-RBC心血池，99mTc-DTPA胃排空4.选择性农聚：99mTc-PYP心肌梗塞灶，亲肿瘤显像剂肿瘤5.选择性排泄：99mTc-DTPA肾脏99mTc-EHIDA胆道系统6.通透弥散：放射性惰性气体133Xe肺7.离子交换和化学吸附：99mTc-MDP骨8.特异性结合：抗体——抗原、配体——受体放射性示踪技术与显像第23页1.依据影像获取状态分为

显像类型静态显像（staticimaging）：当显像剂在脏器内或病变处浓度到达高峰且处于较为稳定状态时进行显像。主要反应脏器位置、大小、形态及功效等信息。动态显像（dynamicimaging）：在显像剂引入体内后，快速以设定显像速度动态采集脏器多帧连续影像或系列影像，称为动态显像。其不但能够反应脏器动脉血流灌注和组织内早期血液分布情况，还能够进行定量分析。放射性示踪技术与显像第24页动态显像肾动脉灌注显像甲状腺动态显像静态显像甲状腺肾甲状腺肝放射性示踪技术与显像第25页显像方式和种类

静态显像动态显像(staticimaging)（dynamicimaging)

放射性示踪技术与显像第26页2.依据影像获取部位分为

显像类型局部显像（regionalimaging

）

全身显像（wholebodyimaging）全身骨局部骨甲状腺放射性示踪技术与显像第27页3.依据影像获取层面分为

显像类型断层显像（tomographicimaging

）

平面显像（planarimaging）心肌断层显像（短轴切面）脑血流灌注断层显像（横断面）心肌平面显像放射性示踪技术与显像第28页显像方式和种类

平面显像断层显像(planarimaging)(tomography)放射性示踪技术与显像第29页4.依据影像获取时间分为

显像类型晚期显像（delayimaging

）

早期显像（earlyimaging）骨三时相显像（血流相）分化型甲癌患者服131I后72h全身显像放射性示踪技术与显像第30页早期显像(earlyimaging)延迟显像(delayedimaging)放射性示踪技术与显像第31页5.依据显像剂对病变组织亲和力分为

显像类型阴性显像（negativeimaging

）

阳性显像（positiveimaging）全身骨显像（多发烧区）亲心肌梗死灶显像肝胶体显像放射性示踪技术与显像第32页阳性显像(positiveimaging)阴性显像(negativeimaging)放射性示踪技术与显像第33页6.依据显像时机体状态分为

显像类型负荷显像（stressimaging

）

静息显像（restimaging）心肌静息与负荷显像放射性示踪技术与显像第34页静息显像(restimaging)负荷显像(loadedimaging)放射性示踪技术与显像第35页放射性示踪技术与显像第36页融合显像(fusionimaging)放射性示踪技术与显像第37页AnatomyMetabolism放射性示踪技术与显像第38页放射性示踪技术与显像第39页图像质量分析掌握正常图像特点异常图像分析（包含Position、size、morphologicchange、adioactivedistribution、Symmetryorregulationofimage等）图像分析关键点放射性示踪技术与显像第40页可同时提供脏器组织功效和结构改变，有利于疾病早期诊疗可用于定量分析含有较高特异性安全、无创

放射性核素显像特点放射性示踪技术与显像第41页不一样影像比较ECT主要反应脏器或组织功效、血流与代谢，也反应其形态，但分辨率较CT,MRI差。CT,MRI主要反应解剖学形态改变，分辨率很好，有时也反应其功效改变，但不如