核医学第9章-核医学显像技术原理

第九章放射性核素显像技术

根据放射性核素的示踪作用，利用放射性核素及标记化合物在体内代谢分布的特殊规律，在体外获得脏器和组织结构影像。一、基本原理：原理——放射性核素的示踪作用基础——脏器内外、组织之间、病变组织与正常组织的放射性药物浓度差基本条件：⑴具有能够选择性聚集在特定脏器、组织和病变的放射性药物，使脏器、组织或病灶与邻近组织之间的放射性浓度差达到一定程度；⑵利用核医学显像装置能探测到这种放射性浓度差，并可根据需要以一定的方式将它们显示成像，即脏器、组织或病变影像。1、合成代谢：

脏器和组织的正常合成功能需要某种元素或一定化合物，若用该元素的放射性核素或放射性核素标记的化合物引入体内，则可进行脏器和组织的体外显像。

甲状腺对碘有选择性吸收功能，利用放射性碘作示踪剂，可显示甲状腺影像，判断其形态大小及结节的功能状态。二、显像剂被脏器或组织聚集的机制：131I2、细胞吞噬：

单核-巨噬细胞具有吞噬异物的功能。将放射性胶体颗粒或小聚合人血清白蛋白等由静脉注入体内，作为机体的异物被单核-巨噬细胞系统的巨噬细胞所吞噬。放射性胶体颗粒小于20nm——在骨髓中的浓集较多；中等颗粒——被肝的枯否细胞吞噬；大颗粒(50~1000nm)——主要浓集于脾。常用放射性胶体：99mTc-植酸钠，不成颗粒，水溶性无色透明状，静脉注入后与血液中的Ca2+螯合形成不溶性的99mTc-植酸钙胶体被单核-巨噬细胞吞噬。3、循环通路：

利用放射性核素进入循环通路的过程，可以显示该通路和有关器官的影像。

经腰椎穿刺将放射性药物如99mTc-二乙三胺五醋酸(99mTc-DTPA)注入蛛网膜下腔，可测得脑脊液流动的速度和通畅情况，还可使蛛网膜下腔间隙(包括各脑池)相继显影，若有脑脊液漏在相应部位可出现异常影像。(1)流经通道

吸入密闭系统中的放射性气体(如113Xe，81mKr等)或放射性气溶胶(如99mTc-DTPA，99mTcS气溶胶雾粒)可使呼吸道、肺泡显像，以显示放射性核素从气道中清除的动态影像和放射性核素在肺泡内滞留的静态影像。

自静脉“弹丸”式快速注入放射性药物后，它依序通过腔静脉、右心房、右心室、肺血管床、左心房、左心室、升主动脉、主动脉弓而达到降主动脉，用以判断心及大血管的畸形等先天性心血管疾病和某些获得性心脏疾患。(2)血管灌注

用此法可观察脑主要动脉血管有无灌注异常，借以判断颅内血管性疾病，对占位性病变定位。

颗粒直径大于红细胞(10

m)的放射性药物如99mTc-大颗粒聚合人工血清白蛋白(99mTc-MAA)注入静脉后随血流经肺毛细血管时，由于这些颗粒直径大于肺毛细血管的直径而被阻断不能通过，暂时性的阻塞于部分肺微血管内而使肺显像，此时可以观察肺内血流灌注的情况。(3)微血管暂时性栓塞

将放射性核素标记的某些血液成分作显像剂，循环均匀后，可显示某些脏器血池分布。(4)血池分布

如99mTc-RBC或人血清白蛋白(99mTc-HSA)静脉注入体内，达到平衡后均匀地分布于血池内，可做心、肝、胎盘等血池显像。

病变组织对某些放射性药物有选择性摄取浓集作用，静脉注入该药物后在一定时相内能浓集于病变组织使其显像。

如99mTc-焦磷酸盐(99mTc-PYP)可被急性梗死的心肌组织摄取，据此可进行心肌梗死的定位诊断。4、选择性摄取浓集：

99mTc-葡庚糖酸盐(99mTc-GH)、201Tl和67Ga-柠檬酸盐等可用于肺、脑、鼻咽部的恶性肿瘤显像以进行恶性肿瘤的定位、定性诊断。

某些脏器对一些引入体内的放射性药物具有选择性排泄功能，这类特定脏器的特定细胞具有选择性摄取代谢产物并将其排除体外，这样一方面可显示脏器的形态，另方面又可观察分泌、排泄功能和排泄通道。

静脉注入经肾小管上皮细胞分泌(131I-OIH)或肾小球滤过(99mTc-DTPA)的放射性药物，动态显像可以显示肾的形态以及尿路通畅情况。5、选择性排泄：

进入体内的某些放射性药物借助简单的通透弥散作用可使脏器和组织显像。

静脉注入放射性133Xe生理盐水后流经肺组织时放射性惰性气体(133Xe)从血液中弥散至肺泡内可进行肺灌注动态显影。6、通透弥散：

99mTcO4-、99mTc-葡庚糖酸盐(99mTc-GH)等可以通过破坏的血脑屏障弥散至颅内的病变区，引起局部放射性浓聚的“热区”，可进行颅内占位性病变的定位诊断。

衰老的经加热或化学处理后的变性红细胞可以被脾等脏器所拦截。

用99mTc标记红细胞加热使其变性，静脉注入后可在脾浓集而肝摄取甚少(脾浓集比肝高3~4倍)，从而获得脾影像。7、细胞拦截：

静脉注入99mTc标记的各种磷酸盐如99mTc-PYP或99mTc-亚甲基二磷酸盐(99mTc-MDP)后可使骨骆清晰显像。

羟基磷灰石晶体表面除与相接触的血液和组织中相同离子进行交换外，与性质类似者也可进行交换，如18F可与OH-进行交换等，为骨骼显像奠定了基础。8、离子交换和化学吸附：

放射性标记的受体配体只与该受体结合，放射性标记的抗体只与相应的抗原结合，从而可使受体和含有特殊抗原的组织显影，这种影像具有高度的特异性。

放射性免疫显像就是以放射性核素标记抗肿瘤相关抗原的抗体与相应抗原产生特异性结合的原理，对肿瘤进行阳性显像，用以肿瘤定位的诊断技术，又称特异性合显像或导向显像。9、特异性结合：静态显像：显像剂注入机体经过一定的时间，当显像剂在脏器组织和病变内达到平衡即放射性活度呈相对稳定状态时进行的显像称静态显像。根据影像获取的状态分三、显像类型：显像方法：口服99mTcO4-5mCi，1小时后取前位行甲状腺静态显像。参照p74页图8-3正常甲状腺显像图甲状腺显像动态显像：注入体内的显像剂随血流流经或灌注脏器，被组织不断摄取和排泄，或在脏器内反复充盈和不断排出，形成脏器内放射性在数量上或在位置上随时间而变化。

以一定的速度(如每秒一帧或多帧)连续采集脏器的多帧影像把它们系列化或以电影方式显示便成为能够反映不同时相器官形态和功能变化的动态显像。显像方法：

卧位肘静脉“弹丸式”注射99mTcO4-10mCi，立即以帧/1分钟的速度采集20帧，行酸介入试验后，继续以帧/1分钟的速度采集10帧。唾液腺动态显像局部显像；指显影的范围仅显示身体的某一部位或某一脏器，此法在临床医学中最为常用。根据影像获取的部位分全身显像：显像装置沿体表从头至足作匀速移动，将采集全身各部位的放射性显示成为一帧影像称全身显像。

常用于全身骨骼显像、全身骨髓显像等，此法主要用于探寻肿瘤转移灶或了解骨髓功能状况，其优点是观察方便易于对称比较。显像方法：静脉注射99mTc-MDP25mCi，3小时后行全身骨显像。肺癌病人全身骨显像平面显像：放射性探测器置于体表的一定位置显示某脏器的影像为平面影像。其所得影像实由探测器投射方向上脏器各处放射性从前到后叠加所构成。根据获取影像的层面分断层显像：用可旋转的或环形的探测器，连续或间断采集多体位平面影像数据，再由计算机处理成各种断层影像。断层影像在一定程度上避免了放射性的重叠，能比较正确地显示脏器内放射性分布的真实情况，有助于发现深在结构的放射性分布轻微异常，检出较小的病变，并进行较为精确的定量分析。肺癌的CT和PET的三维立体融合图像早期显像：一般认为显像剂注入体内后2h以内所进行的显像称为早期显像。根据获取影像的时间延迟显像：显像剂注入体内2h以后，或在常规显像时间之后延迟数小时至数十小时所进行的再次显像称为延迟显像。阴性显像：正常脏器组织细胞可选择性摄取某种放射性药物，能显示出该脏器和组织的形态和大小。而该脏器内的病灶失去正常组织细胞的功能故常常不能摄取显像剂，呈现放射性活度比正常减低的异常影像即“冷区”。根据显像剂对病变组织的亲和能力分阳性显像：病灶部位的放射性活度高于正常脏器组织的显像称为阳性显像，又称热区显像。正常肝脏显像，肝内的Kupffer细胞吞噬放射性胶体颗粒，肝实质得到显影肝内占位性病变处放射性胶体颗粒不能聚集，形成冷区根据显像时机体的状态分为静息显像：当显像剂引入人体或者影像采集时，受检者在没有受到生理性刺激或药物干扰的安静状态下所进行的显像。负荷显像：受检者在药物或者生理性活动干预下所进行的显像，又可称介入显像。借助药物或者生理刺激等方法增加某个脏器的功能或者负荷，通过观察脏器或组织对刺激的反应能力，可以判断脏器或组织的血流灌注储备功能，并增加正常组织与病变组织之间放射性分布的差别，有利于发现在静息状态下不易观察到的病变，从而提高显像诊断的灵敏度。根据显像剂发出的射线种类单光子显像：使用探测单光子的显像仪器(如γ照相机、SPECT)对显像剂中放射性核素发射的单光子进行的显像。正电子显像：使用显像仪器(如PET、符合线路SPECT)探测显像剂放射性核素发射出的正电子湮灭后产生的一对能量为511kev方向相反的光子。四、图像分析方法及要点：(一)图像质量(二)正常图像的认识按照严格的显像条件和正确的方法进行图像采集和数据处理，是获得高质量图像的基本保证。一个良好的图像应符合：图像清晰、轮廓完整、对比度适当、病变部位显示清楚、解剖标志准确以及图像失真度小等。认识和掌握正常图像的特点是识别异常、准确诊断的基本条件。一般来说，实质性器官的位置、形态、大小，与该器官的体表投影非常接近，放射性大致均匀，较厚的组织显像剂分布相对较浓密；还要注意区分正常变异与病理状态。1.静态图像分析要点位置(平面)：注意被检器官与解剖标志和毗邻器官之间的关系，确定器官有无移位或反位；形态大小：受检器官的外形和大小是否正常，轮廓是否清晰完整；放射性分布：一般以受检器官的正常组织放射性分布为基准，比较判断病变组织的放射性分布，是否增高或降低(稀疏)、正常或缺损；对称性：对于脑、骨髓等对称性器官的图像进行分析时，还应注意两侧相对应部位放射性分布是否一致