臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)培訓(xùn)課件

1、臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 緒 論2臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 緒 論2臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 核醫(yī)學(xué)的概念 核醫(yī)學(xué)的發(fā)展歷程 1895年 Wilhelm Roentgen發(fā)現(xiàn)X線 1896年 Henri Becquerel發(fā)現(xiàn)放射性核素 1898年 Marie curie 和Pierre Curie提取polonium和radium 1934年 Joliet 和Curie發(fā)現(xiàn)人工放射性核素3臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 核醫(yī)學(xué)的概念 核醫(yī)學(xué)的發(fā)展歷程 1895年 Wilhe 1938年 32P治療白血病、1941年131I治療甲亢、 1946年131I治療甲癌。 1949年 發(fā)明了第一臺(tái)閃爍掃描儀 19

2、49年 有了商品-照相機(jī) 1964年 David Kuhl和Edwards研制了第一臺(tái) SPECT 1975年 研制了第一臺(tái)PET4臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 1938年 32P治療白血病、1941年131I治療甲亢、 核醫(yī)學(xué)的內(nèi)容及其特點(diǎn)：臨床核醫(yī)學(xué)診斷：X線檢查(radiology)超聲檢查(ultrasound) MRI檢查(magnetic resonance image)解剖成像SPECT/CTPET/CT功能成像器官功能測(cè)定、體外放射分析(RIA)等5臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 核醫(yī)學(xué)的內(nèi)容及其特點(diǎn)：臨床核醫(yī)學(xué)診斷：X線檢查(radio治療：甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)(hyperthyreosis)甲狀腺癌(

3、thyroid carcinoma )轉(zhuǎn)移性骨痛(multisite metastatic pain)骨腫瘤(bone cancer)6臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)治療：甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)(hyperthyreosis)甲狀腺癌第一章 核物理基礎(chǔ)7臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)第一章 核物理基礎(chǔ)7臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)一、放射性核素 原子結(jié)構(gòu)、核素、同位素和同質(zhì)異能素 原子結(jié)構(gòu) 核素穩(wěn)定性核素放射性核素 同位素 同質(zhì)異能素 原子的能量狀態(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)8臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)一、放射性核素 原子結(jié)構(gòu)、核素、同位素和同質(zhì)異能素 原子結(jié) 元素（element）的基本單位是原子，原子由原子核和核外電子構(gòu)成。 原子核內(nèi)有不同數(shù)目的質(zhì)子(p

4、roton，P)和中子(neutron，N) ，統(tǒng)稱(chēng)為核子(nucleon)。 原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)目和中子數(shù)目之和為原子核的質(zhì)量數(shù)，用“A”表示，因此，整個(gè)原子核內(nèi)中子數(shù)目N=AZ。 9臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 元素（element）的基本單位是原子，原子由原子核和核外 原子核內(nèi)的核子之間存在著引力，稱(chēng)為核力(nuclear force)，為短程力，受核子數(shù)目的影響 。 除了核力外，還存在靜電斥力，該力為長(zhǎng)程力，不受核子數(shù)目影響，但與電荷量有關(guān)。 PN=1.01.5時(shí)，核力與靜電斥力基本平衡，原子核處于穩(wěn)定狀態(tài)。10臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 原子核內(nèi)的核子之間存在著引力，稱(chēng)為核力(nuclear f 一般情況

5、下原子核處于最低能量狀態(tài)，稱(chēng)為基態(tài)(ground state)。當(dāng)受到高能量粒子轟擊或核內(nèi)部發(fā)生結(jié)構(gòu)改變，原子可暫處于高能量狀態(tài)，稱(chēng)之為激發(fā)態(tài)(excited state)。激發(fā)態(tài)不會(huì)持久，將迅速釋放能量，而恢復(fù)至基態(tài)，這種能量的釋放過(guò)程稱(chēng)為躍遷(transition)。 ground stateexcited state11臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 一般情況下原子核處于最低能量狀態(tài)，稱(chēng)為基態(tài)(gro 質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)相同，能量狀態(tài)相同的一類(lèi)原子的集合稱(chēng)為核素(nuclide)。 核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同，即在元素周期表中處于同一位置，但中子數(shù)不同的核素互稱(chēng)為某元素的同位素(isotope)。 質(zhì)子數(shù)、中子

6、數(shù)均相同，但能量狀態(tài)不同的核素稱(chēng)為同質(zhì)異能素(isomer) 。 處于穩(wěn)定狀態(tài)的核素稱(chēng)為穩(wěn)定性核素(stable nuclide)。 當(dāng)原子核內(nèi)部處于不穩(wěn)定狀態(tài)，產(chǎn)生了能級(jí)的變化，轉(zhuǎn)化為另一種核素。這種自發(fā)的核內(nèi)結(jié)構(gòu)或能量的變化過(guò)程稱(chēng)為核衰變(nuclear decay)，變化過(guò)程中釋放的具有一定能量的粒子稱(chēng)為放射線(radiation)。釋出放射線的核素稱(chēng)為放射性核素(radio-nuclide)。12臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)相同，能量狀態(tài)相同的一類(lèi)原子的集合稱(chēng)二、核衰變方式 衰變(alpha decay)- 衰變(alpha decay)原子核內(nèi)要釋放2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子組成的

7、稱(chēng)之為“”粒子。 當(dāng)核內(nèi)質(zhì)子、中子比例不當(dāng)時(shí)，質(zhì)子和中子將產(chǎn)生相互轉(zhuǎn)換，達(dá)到核內(nèi)調(diào)整結(jié)構(gòu)的目的。其特點(diǎn)是原子的質(zhì)量數(shù)不變，只有原子序數(shù)改變（相差1），分為-和+ 和電子俘獲三種形式。 主要發(fā)生在中子相對(duì)過(guò)多的核素。中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子，釋放負(fù)電子，稱(chēng)為 粒子。 13臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)二、核衰變方式 衰變(alpha decay)- 衰變(+ 衰變(alpha decay) 主要發(fā)生在中子數(shù)相對(duì)不足的核素，核內(nèi)由質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子，釋放正電子，稱(chēng)為 +粒子。 電子俘獲(electron capture，EC) 對(duì)于中子數(shù)相對(duì)較少某些核素，原子核從核外內(nèi)層的電子殼層俘獲一個(gè)電子，使核內(nèi)的一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子，

8、同時(shí)釋放一個(gè)中微子，隨后較外層的電子躍入內(nèi)層軌道填補(bǔ)空穴。由于外層能級(jí)高于內(nèi)層能級(jí)，因此，多余能量以電磁輻射(即特征X射線)形式釋放。或者該能量傳遞給另一殼層電子，使之脫離軌道逸出，稱(chēng)為俄歇電子(auger electron)。 14臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)+ 衰變(alpha decay) 主要發(fā)生躍遷與內(nèi)轉(zhuǎn)換現(xiàn)象 經(jīng)過(guò)或衰變的核素，在衰變的過(guò)程中可能導(dǎo)致原子核處于高能的激發(fā)態(tài)，核內(nèi)多余能量以電磁輻射形式釋放后返回基態(tài)，該過(guò)程稱(chēng)為躍遷。 有時(shí)在核內(nèi)多余能量釋放過(guò)程中，也可能將能量傳遞給核外殼層電子，使之脫離其運(yùn)行軌道而逸出，這種現(xiàn)象稱(chēng)為內(nèi)轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。逸出的電子稱(chēng)為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子(internal con

9、version electron)。 X射線和射線都是光子，它們的不同之處：射線來(lái)源于核內(nèi)能量釋放，而X射線為核外電子躍遷過(guò)程中的能量釋放。 15臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)躍遷與內(nèi)轉(zhuǎn)換現(xiàn)象 經(jīng)過(guò)或衰變的核素，在衰變的過(guò)程中可三、放射性核素衰變規(guī)律及其度量 核衰變是隨機(jī)性的，單位時(shí)間衰變的原子核數(shù)目與核的總數(shù)成正比，并且隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，遵循一定的規(guī)律而減少。 稱(chēng)為衰變常數(shù)（decay constant），是放射性核素衰變的特征參數(shù)，表征單位時(shí)間原子核發(fā)生衰變的速率。 指數(shù)衰變規(guī)律16臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)三、放射性核素衰變規(guī)律及其度量 核衰變是隨機(jī) 物理半衰期(physical half life，Tr):

10、指放射性核素的原子核數(shù)目衰變到原來(lái)的一半所需要的時(shí)間。 生物半排期(biological half life, Tb)指放射性核素由于體內(nèi)代謝作用，隨代謝產(chǎn)物排出體外而減少到初始攝入量一半的時(shí)間。 有效半減期(effective half life, Teff)指放射性核素由于自發(fā)衰變和體內(nèi)代謝共同作用而減少到初始量一半的時(shí)間。 半衰期17臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 物理半衰期(physical half li 如果某一放射性核素的物理半衰期和生物半排期相差甚為懸殊，則其Teff主要由短者決定。 18臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 如果某一放射性核素的物理半衰期和生物半排期相差甚 放射性活度、放射性比活度與放射性

11、濃度 放射性活度(A): 是指在一定的時(shí)間(dt)內(nèi)處于特定能態(tài)的一定量的放射性核素發(fā)生自發(fā)衰變(dN)的期望值。國(guó)際制單位為Bq，Bq其表示每秒內(nèi)核衰變的次數(shù)，1Bq表示每秒有1次衰變。舊有單位為居里(Ci)，1Ci = 3.71010Bq 單位質(zhì)量中所含的放射性活度稱(chēng)為比活度或比放射性。一般用Bq/kg或Bq/mol為單位。單位容積溶液中所含放射性活度稱(chēng)為放射性濃度，以Bq/ml或Bq/L為單位。 19臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 放射性活度、放射性比活度與放射性濃度 四、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用 帶電粒子與物質(zhì)的相互作用 電離與激發(fā)作用 帶電粒子與物質(zhì)的核外電子發(fā)生靜電作用，如果導(dǎo)致物質(zhì)中的原子失

12、去軌道電子形成正負(fù)離子對(duì)，稱(chēng)為電離(ionization)作用。 傳能線密度(linear energy transfer，LET)是指帶電粒子穿過(guò)物質(zhì)時(shí)，在其單位長(zhǎng)度徑跡上所轉(zhuǎn)移的能量。 電離密度(ionization density): 單位路徑上形成的離子對(duì)數(shù)目。20臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)四、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用 帶電粒子與物質(zhì)的相互作用 如果帶電粒子使照射物質(zhì)軌道電子從內(nèi)層躍遷至外層，整個(gè)原子處于能量較高的激發(fā)態(tài)，此過(guò)程稱(chēng)為激發(fā)(excitation)作用。 散射與吸收 帶電粒子受到物質(zhì)原子核庫(kù)倉(cāng)電場(chǎng)作用而發(fā)生方向偏折和能量的改變，稱(chēng)為散射(scattering)，只改變運(yùn)動(dòng)方向而能量

13、不變者稱(chēng)為彈性散射(elastic scattering)。 如果射線通過(guò)物質(zhì)時(shí)，由于各種作用的機(jī)制，導(dǎo)致帶電粒子的動(dòng)能全部喪失而不復(fù)存在的過(guò)程稱(chēng)為吸收(absorption)。 帶電粒子被吸收以前所行經(jīng)的直線距離則成為射程(range)21臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 如果帶電粒子使照射物質(zhì)軌道電子從內(nèi)層躍遷至外 X、射線與物質(zhì)的相互作用 光電效應(yīng)：光子與介質(zhì)原子的軌道電子碰撞，把能量全部交給軌道電子，使之脫離原子，光子消失，這一作用能夠過(guò)程稱(chēng)為光電效應(yīng)(photoelectric effect)。脫離軌道的電子稱(chēng)為光電子(photoelectric electron)。 康普頓效應(yīng)：能量較高的光子與

14、核外電子碰撞，將一部分能量傳遞給電子，使之脫離原子軌道成為高速運(yùn)行的電子，而光子本身能量降低，運(yùn)行方向發(fā)生改變，成為康普頓效應(yīng)(Compton effect)。 電子對(duì)生成：當(dāng)光子能量大于1.022MeV時(shí)，在物質(zhì)原子核電場(chǎng)作用下轉(zhuǎn)化為一個(gè)正電子和一個(gè)負(fù)電子，稱(chēng)為電子對(duì)生成(electron pair production)。22臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) X、射線與物質(zhì)的相互作用 光電效應(yīng) 對(duì)于射線和原子序數(shù)高的吸收物質(zhì)，以光電效應(yīng)為主；對(duì)于中能射線和原子序數(shù)高的吸收物質(zhì)，康普頓效應(yīng)占優(yōu)勢(shì)；對(duì)于高能射線和原子序數(shù)高的吸收物質(zhì)，電子對(duì)效應(yīng)占優(yōu)勢(shì)。 輻射劑量及單位 照射量(exposure) X射線或射

15、線在單位質(zhì)量(dm)的空氣中，與原子相互作用釋放出來(lái)的次級(jí)電子完全被阻止時(shí)，所產(chǎn)生的同一符號(hào)離子的總電荷(dQ): X=dQ/dm，照射量?jī)H適用于能量在10keV-3MeV范圍內(nèi)的X射線和射線照射空氣。23臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 對(duì)于射線和原子序數(shù)高的吸收物質(zhì)，以 吸收劑量(absorbed dose)單位質(zhì)量物質(zhì)所受任何電離輻射的平均能量。D=dE/dm，國(guó)際專(zhuān)用單位是戈瑞(Gy)。 當(dāng)量劑量(equivalent dose，HT,R) 吸收劑量與輻射權(quán)重因子(WR) 的乘積。 HT,R=DTR WR,國(guó)際專(zhuān)用單位是希沃特(Sv)。 有效劑量(effective dose，E) 全身收到均勻或不

16、均勻照射時(shí)，考慮各器官敏感性后的當(dāng)量劑量(HT,R)加權(quán)平均值。 國(guó)際專(zhuān)用單位是希沃特(Sv)。24臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 吸收劑量(absorbed dose)單位質(zhì)量物質(zhì)所受 待積當(dāng)量劑量(committed equivalent dose) 待積劑量(committed dose)指放射性核素進(jìn)入體內(nèi)的劑量積分估算，根據(jù)待積劑量的概念還可以推倒出待積吸收劑量、待積當(dāng)量劑量和待積有效劑量等。 待積當(dāng)量劑量（committed equivalent dose, HT（）指單次攝入的放射性物質(zhì)在其后的年內(nèi)對(duì)所關(guān)心的器官或組織所造成的總劑量累積值。 25臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 待積當(dāng)量劑量(commit

17、ted equivalent 待積有效劑量(committed effective dose，E()如果單次攝入R類(lèi)放射性核素對(duì)人體器官或組織（T）造成的待積當(dāng)量劑量HT（）乘以相應(yīng)的權(quán)重因子WT，隨后對(duì)所涉及的器官或組織（T）求積。 HT（）為積分至?xí)r間時(shí)組織（T）的待積當(dāng)量劑量；WT為組織T的組織權(quán)重因數(shù)。 26臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 待積有效劑量(committed effec比釋動(dòng)能K當(dāng)量劑量H輻射場(chǎng)(照射量X)空氣待積劑量核素進(jìn)入體內(nèi)待積當(dāng)量劑量待積有效劑量吸收劑量D有效劑量E電離輻射源常用電離輻射量間相互關(guān)系27臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)比釋動(dòng)能K當(dāng)量劑量H輻射場(chǎng)空氣待積劑量核素進(jìn)入體內(nèi)待積當(dāng)

18、量劑第二章 核醫(yī)學(xué)中的放射衛(wèi)生防護(hù)28臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)第二章 核醫(yī)學(xué)中的放射衛(wèi)生防護(hù)28臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) Radiation need not be feared, but it must be respected. Morgan29臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) Radiation need not be feare一、天然本底輻射天然本底輻射宇宙輻射地球輻射初級(jí)宇宙射線次級(jí)宇宙射線鈾系錒系釷系其它天然放射性核素 本底當(dāng)量時(shí)間 表示在臨床核醫(yī)學(xué)防護(hù)工作中，病人所受的輻射劑量的大小可以用相當(dāng)于在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)所受天然本底輻射的劑量。30臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)一、天然本底輻射天然本底輻射宇宙輻射地球輻射初級(jí)宇宙

19、射線次級(jí)二、放射生物學(xué)(radiation biology)作用機(jī)理 放射生物學(xué)中的幾個(gè)重要概念 傳能線密度(linear energy transfer, LET)帶電粒子在組織中單位距離上的能量沉積。 相對(duì)生物效應(yīng)(relative biology effect, RBE)=標(biāo)準(zhǔn)射線產(chǎn)生生物效能的劑量/所試輻射產(chǎn)生相同生物效能的劑量，通常情況下，RBE與LET呈正相關(guān)關(guān)系 。 直接作用(direct effect)是指射線將能量直接傳遞給生物分子，使其電離和激發(fā)，損害核酸、蛋白質(zhì)、酶和脂類(lèi)等生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。 31臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)二、放射生物學(xué)(radiation biology)作

20、用機(jī)理 間接作用(indirect effect)指射線的能量直接沉積于生物體中的水分子，而不是生物分子，輻射沉積的能量引起水分子發(fā)生輻射分解，進(jìn)而產(chǎn)生自由基等活性基團(tuán)，這些自由基等活性基團(tuán)可誘發(fā)生物分子損傷，它是通過(guò)水的輻射降解產(chǎn)物間接作用于生物分子引起損傷的。 外照射(external irradiation)是指來(lái)自被輻照機(jī)體之外的照射如x線和鈷源射線等。 內(nèi)照射(internal irradiation)是指放射性物質(zhì)通過(guò)不同途徑進(jìn)入人體沉積于組織或器官內(nèi)在人體內(nèi)產(chǎn)生的照射。 外照射和內(nèi)照射32臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 間接作用(indirect effect)指 封閉源和非封閉源 封閉源是

21、將放射性物質(zhì)固定在全封閉狀態(tài)得到電離輻射源。 非封閉源是指能夠向周?chē)h(huán)境播散放射性核素的電離輻射源。 隨機(jī)效應(yīng)與確定性效應(yīng) 隨機(jī)效應(yīng)(stochastic effects): 效應(yīng)的發(fā)生機(jī)率與受照劑量的大小呈正比，但效應(yīng)的嚴(yán)重程度與受照劑量無(wú)關(guān)，不存在閾值劑量。 確定性效應(yīng)(deterministic effects)：受照射生物機(jī)體產(chǎn)生效應(yīng)的嚴(yán)重程度在閾值以上隨劑量的增加而增加，存在劑量閾值。通常為0.1-0.2Gy。33臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 封閉源和非封閉源 封閉源是將放射性物 自由基(free radical)是指能夠獨(dú)立存在、具有一個(gè)或多個(gè)未配對(duì)電子的原子、分子、離子或原子團(tuán)。如等。 較

22、分子氧的化學(xué)性質(zhì)更為活潑的氧衍生物或其代謝產(chǎn)物統(tǒng)稱(chēng)為活性氧(reactive oxygen species)。如等。 概括說(shuō)大部分含氧自由基是活性氧，但活性氧不一定都是自由基。 輻射損傷的化學(xué)基礎(chǔ) 破壞細(xì)胞膜，使膜脂質(zhì)過(guò)氧化，引起膜結(jié)構(gòu)的破壞； 使細(xì)胞蛋白質(zhì)氧化、脫氫，造成蛋白質(zhì)的失活、結(jié)構(gòu)改變、化學(xué)鏈 的斷裂，或使蛋白質(zhì)交聯(lián)和聚合，從而影響蛋白質(zhì)的正常功能； 使糖鏈的斷裂和失活； 引起核酸的損傷，造成細(xì)胞死亡。 自由基對(duì)生物大分子的損傷作用34臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 自由基(free radical)是指能夠獨(dú)立存在 生物體損傷的修復(fù)作用 生物體內(nèi)的還原劑和抗氧化酶系統(tǒng)對(duì)自由基和ROS的清除作用

23、； 亞致死性損傷(sublethal damage, SLD)：細(xì)胞內(nèi)只有部分關(guān)鍵性靶點(diǎn)受到電離輻射事件的破環(huán)，只要給以足夠時(shí)間，細(xì)胞可以對(duì)這些損傷進(jìn)行修復(fù)，這種修復(fù)稱(chēng)為亞致死性損傷修復(fù)(sublethal damage recovery or repair, SLDR); 潛在致死性損傷(potentially lethal damage, PLD):這種致死效應(yīng)是潛在性的，在不進(jìn)行干預(yù)的情況下可導(dǎo)致細(xì)胞死亡。如果改變受照細(xì)胞所處的狀態(tài)，如延遲接種或置于不利于分裂的環(huán)境中，即可促進(jìn)細(xì)胞恢復(fù)，免于死亡。這種恢復(fù)或修復(fù)，稱(chēng)為潛在致死性損傷修復(fù)(potentially lethal damage

24、recovery or repair, PLDR)。35臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 生物體損傷的修復(fù)作用 生物體內(nèi)的還原劑和抗氧化酶系統(tǒng) 低劑量輻射的興奮效應(yīng)和旁效應(yīng) 低劑量刺激效應(yīng)是很多環(huán)境有害因子都具有的現(xiàn)象，在高劑量時(shí)表現(xiàn)抑制作用，低劑量時(shí)表現(xiàn)刺激作用或興奮作用，把這種現(xiàn)象稱(chēng)為低劑量興奮效應(yīng)(hormesis)。 低劑量預(yù)照射可以對(duì)另一次高劑量照射產(chǎn)生適應(yīng)現(xiàn)象，增強(qiáng)對(duì)輻射損傷的抗性作用，稱(chēng)為適應(yīng)性效應(yīng)(adaptive response)。 旁效應(yīng)(bystander response or effect): 指未直接受照細(xì)胞產(chǎn)生與受照細(xì)胞相同或相似的輻射生物效應(yīng)。發(fā)生機(jī)制：輻射誘發(fā)產(chǎn)生活性氧自

25、由基；受照介質(zhì)的效應(yīng)；與細(xì)胞間通訊或信號(hào)傳導(dǎo)有關(guān)因素。 36臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 低劑量輻射的興奮效應(yīng)和旁效應(yīng) 低劑量刺激效 輻射對(duì)機(jī)體組織的損傷1. 輻射源相關(guān)因素1) 輻射種類(lèi)：高LET 低LET2) 輻射劑量和輻射劑量率：一般劑量率越大，生物效應(yīng)越顯著。 3) 相同劑量分次照射 ：?jiǎn)未握丈鋼p傷高于分次照射。4) 照射面積和部位：照射條件相同時(shí)，輻射生物效應(yīng)與照射 面積呈正相關(guān)。腹部盆腔頭頸部胸部和四肢。 37臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 輻射對(duì)機(jī)體組織的損傷1. 輻射源相關(guān)因素1) 輻射種類(lèi)：表1 不同輻射類(lèi)型的輻射權(quán)重因數(shù)WR 輻射類(lèi)型 能量范圍 WR 光子 所有能量 1 電子和介子 所有能量 1

26、 中子 10keV 5 10 keV100keV 10 100keV2MeV 20 2 MeV20MeV 10 20MeV 5 質(zhì)子(反沖質(zhì)子除外) 2MeV 5 粒子、裂變碎片、重核 2038臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)表1 不同輻射類(lèi)型的輻射權(quán)重因數(shù)WR 2. 靶相關(guān)因素 輻射敏感性(ionizing radiation sensitivity，IRS)指各種生物有機(jī)體對(duì)輻射敏感的程度。 組織輻射敏感性與其細(xì)胞的分裂活動(dòng)成正比而與其分化程度成反比。 種系輻射敏感性與進(jìn)化程度成正比，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜的生物體對(duì)輻射越敏感。脊椎動(dòng)物，哺乳類(lèi)輻射敏感性高于鳥(niǎo)類(lèi)、魚(yú)類(lèi)、兩棲類(lèi)和爬行類(lèi)；哺乳動(dòng)物，人、狗、豚鼠輻射敏感

27、性高于兔、大鼠、小鼠。 39臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)2. 靶相關(guān)因素 輻射敏感性(ionizin 隨個(gè)體發(fā)育趨向成熟而逐漸降低，胚胎、幼體、成體的輻射敏感性依次降低。 同一生物有機(jī)體內(nèi)各種細(xì)胞和組織器官的輻射敏感性因其種類(lèi)與生理機(jī)能狀態(tài)不同而差異較大。 1) 高度敏感組織如性腺(卵細(xì)胞、生精細(xì)胞)、造血淋巴組織(淋巴細(xì)胞)、胸腺、胚胎組織、胃腸上皮(小腸隱窩上皮細(xì)胞)、骨髓等； 2) 中度敏感組織如感覺(jué)器官(角膜、晶狀體、結(jié)膜)、血管、淋巴管、內(nèi)皮細(xì)胞、上皮組織、唾液腺、肝腎肺的上皮細(xì)胞等；40臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 隨個(gè)體發(fā)育趨向成熟而逐漸降低，胚胎、幼體、成表2 組織權(quán)重因數(shù)(WT) 4) 不敏感組

28、織如肌肉、骨、軟骨組織、結(jié)締組織。 3) 輕度敏感組織如中樞神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌腺(包括性腺內(nèi)分泌細(xì)胞)、心臟； 41臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)表2 組織權(quán)重因數(shù)(WT) 4) 不敏感組織如肌肉、骨、軟 氧效應(yīng)：組織或溶液中氧濃度升高后，再給予射線照射可使輻射損傷程度加重，這種現(xiàn)象稱(chēng)氧效應(yīng)(oxygen effects)。細(xì)胞分裂周期與輻射敏感性密切相關(guān)。 造血組織的輻射損傷 造血系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)造血干細(xì)胞造血祖細(xì)胞原始造血前體細(xì)胞成熟功能細(xì)胞氧增強(qiáng)比（oxygen enhancement ratio, OER） 42臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 氧效應(yīng)：組織或溶液中氧濃度升高后，再給予射 性腺的輻射損傷精原干細(xì)胞

29、 精原細(xì)胞 初級(jí)精母細(xì)胞 精子 次級(jí)精母細(xì)胞 精細(xì)胞 卵原細(xì)胞(胚胎期) 卵母細(xì)胞(靜止) 未成熟的卵泡接近成熟的卵泡成熟的卵泡成熟的雌性43臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 性腺的輻射損傷精原干細(xì)胞 精原細(xì)胞 初級(jí)精母細(xì)胞 精子 輻射對(duì)生殖細(xì)胞的損傷，在雄性中最危險(xiǎn)的精原干細(xì)胞，在雌性中最危險(xiǎn)的是未成熟的卵泡。 男性暫時(shí)不育劑量的閾值，睪丸單次照射的吸收劑量為0.15Gy,在遷延照射條件下，劑量率為0.4Gy/a；永久性不育劑量的閾值為3.56Gy，劑量率的閾值為2Gy/a。 在急性照射條件下，女性永久性不育劑量的閾值為2.56Gy；在遷延照射條件下，永久性不育劑量率的閾值為0.2Gy/a。輻射造成女性不

30、育時(shí)，伴有與絕經(jīng)期相似的明顯的激素水平改變。 中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷 消化系統(tǒng)損傷 皮膚損傷44臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 輻射對(duì)生殖細(xì)胞的損傷，在雄性中最危險(xiǎn)的精原 電離輻射致突變、致癌效應(yīng) 電離輻射遺傳效應(yīng)三、電離輻射防護(hù)的原則和措施第四代標(biāo)準(zhǔn)(電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)) 國(guó)際電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)IBSS 2002年由衛(wèi)生部、國(guó)家環(huán)保局和原中國(guó)核工業(yè)總公司聯(lián)合發(fā)布了電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)GB18871-2002，自2003年4月1日起實(shí)施。 45臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 電離輻射致突變、致癌效應(yīng) 電離輻射遺傳 電離輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容 輻射防護(hù)的目的： 防止有害的確定性效應(yīng)的發(fā)

31、生，并將隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率降低到可接受的水平。 輻射防護(hù)的基本原則： 輻射實(shí)踐的正當(dāng)化； 輻射防護(hù)的最優(yōu)化 ；個(gè)人劑量限值。 46臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 電離輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容 輻射防護(hù)的目的： 劑 量 限 值 職業(yè)人員 學(xué)生 公眾年有效劑量 50mSv/a 6 mSv/a 1mSv/a (5年平均值20mSv/a)年當(dāng)量劑量 眼晶體 150mSv/a 50 mSv/a 15mSv/a 皮膚 500mSv/a 150mSv/a 50mSv/a 手足 500mSv/a 150mSv/a - 基本標(biāo)準(zhǔn)的劑量限值與豁免 工作人員一年接受的輻射累積劑量限值 47臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)劑 量 限 值 輻射場(chǎng)

32、所的分級(jí)和防護(hù)要求 把職業(yè)照射工作場(chǎng)所分為控制區(qū)、監(jiān)督區(qū)和非限制區(qū)，放射源分為封閉源和非封閉源。 控制區(qū) 在其中連續(xù)工作的人員一年內(nèi)受到照射劑量可能超過(guò)年限值十分之三的區(qū)域。 監(jiān)督區(qū) 在其中連續(xù)工作的人員一年內(nèi)受到照射劑量一般不超過(guò)年限值十分之三的區(qū)域。 非限制區(qū) 在其中連續(xù)工作的人員一年內(nèi)受到照射劑量一般不超過(guò)年限值十分之一的區(qū)域。 48臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 輻射場(chǎng)所的分級(jí)和防護(hù)要求 把職業(yè)照射工作場(chǎng)所 放射源的防護(hù)封閉源的防護(hù)：1. 時(shí)間防護(hù)；2. 距離防護(hù)；3. 屏蔽防護(hù)。非封閉源的防護(hù)：1. 嚴(yán)格操作；2. 嚴(yán)守規(guī)則；3. 除沾保潔；4. 妥善處理。49臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 放射源的防護(hù)封

33、閉源的防護(hù)：1. 時(shí)間防護(hù)；2. 距離防護(hù) 放射性廢物處理的基本途徑與方法濃縮儲(chǔ)存(也稱(chēng)為永久處置)，使廢物與環(huán)境隔絕起來(lái)；放置衰變，在不造成環(huán)境公害的前提下，為放射性核衰變提供足夠的時(shí)間；稀釋排放，使廢物的放射性水平降低到容許水平以下，排入環(huán)境而得以消散。50臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 放射性廢物處理的基本途徑與方法濃縮儲(chǔ)存(也稱(chēng)為永久處置第三章 放射性測(cè)量51臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)第三章 放射性測(cè)量51臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)一、放射性測(cè)量?jī)x器 放射性儀器的主要測(cè)量原理是建立在射線與物質(zhì)相互作用的基礎(chǔ)上，將核射線轉(zhuǎn)化為電能。分類(lèi)：氣體電離探測(cè)器(gas ionization detector)閃爍探測(cè)器(s

34、cintillation detector)半導(dǎo)體探測(cè)器(semiconductor detector)52臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)一、放射性測(cè)量?jī)x器 放射性儀器的主要測(cè)量原 固體閃爍計(jì)數(shù)器(solid scintillation counter)固體閃爍計(jì)數(shù)器固體閃爍探測(cè)器后續(xù)電子線路計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輔助結(jié)構(gòu)53臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 固體閃爍計(jì)數(shù)器(solid scintillation 固體閃爍探測(cè)器(solid scintillation detector) 將X和射線轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，探測(cè)效率高，適用范圍廣，即可探測(cè)射線強(qiáng)度，又能測(cè)定射線的能量。結(jié)構(gòu)：1. 閃爍體 分為無(wú)機(jī)晶體NaI(Tl)、有機(jī)晶體(

35、蒽、芪)和塑料有機(jī)晶體(TP和POPOP)。射線激發(fā)為熒光信號(hào)。2. 光收集系統(tǒng) 包括反射層、光學(xué)耦合劑和光導(dǎo)。收集并傳遞熒光信號(hào)。54臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 固體閃爍探測(cè)器(solid scintillatio3. 光電倍增管將熒光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)并進(jìn)行放大。4. 前置放大器對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大。 后續(xù)分析電路1. 主放大器放大、脈沖整形和倒相。2. 脈沖高度分析器(pulse height analyzer)有選擇地讓需要記錄的脈沖通過(guò)，使之進(jìn)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和記錄。起到鑒別核素和降低本底的目的。55臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)3. 光電倍增管將熒光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)并進(jìn)行放大。4. 前置基本電路是甄別器(d

36、iscriminator)，預(yù)置閾值稱(chēng)為甄別閾(discriminator threshold) 脈沖高度分析器主要由上下兩路甄別器和一個(gè)反符合線路組成，上下甄別器之間差異稱(chēng)為道寬(channel width)。 微分測(cè)量(differential measurement)和積分測(cè)量(integral measurement)。 多道脈沖高度分析器(multichannel analyzer)道數(shù)越多分辨率越高。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、輔助結(jié)構(gòu)和電源56臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)基本電路是甄別器(discriminator)，預(yù)置閾值稱(chēng)為 液體閃爍計(jì)數(shù)器(liquid scintillation counter

37、) 將和低能射線轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，由于兩者射程短，需將樣品加入到閃爍體中。結(jié)構(gòu)：1. 液體閃爍體 液體閃爍體由溶劑和溶于溶劑中的有機(jī)閃爍劑組成，樣品以固體或溶媒的形式加入其中。溶劑分子起到傳遞能量的作用，進(jìn)而傳給閃爍劑，其中原子被激發(fā)，退激時(shí)發(fā)出熒光。 2. 光電倍增管 必須和閃爍液的發(fā)射光譜匹配，用Cs-K-Sb，同時(shí)需用低噪聲的光地倍增管。57臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 液體閃爍計(jì)數(shù)器(liquid scintillatio3. 光電倍增管 后續(xù)分析電路1. 符合線路 2. 相加線路 3. 線性門(mén)控電路 4. 主放大器 5. 脈沖高度分析器 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、輔助結(jié)構(gòu)和電源58臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)3. 光電倍

38、增管 后續(xù)分析電路1. 符二、射線的測(cè)量 1. 絕對(duì)測(cè)量 絕對(duì)測(cè)量是不借助中間手段直接測(cè)量放射性活度的方法，常用4立體角法、固定立體角法、符合法和量熱法，主要用于標(biāo)準(zhǔn)源測(cè)量。 2. 相對(duì)測(cè)量 相對(duì)測(cè)量一般用所測(cè)計(jì)數(shù)率的多少來(lái)反映放射性活度的大小，或者借助參考樣品測(cè)定儀器的探測(cè)效率，將計(jì)數(shù)率轉(zhuǎn)化為放射性活度，是生物醫(yī)學(xué)中普遍采用的測(cè)量方法。 射線的測(cè)量 1. 較低能量的射線能譜2. 能量大于1.022MeV的射線59臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)二、射線的測(cè)量 1. 絕對(duì)測(cè)量 射線的計(jì)數(shù)測(cè)量 1. 固體閃爍計(jì)數(shù)器的本底2. 微分測(cè)量和積分測(cè)量3. 微分測(cè)量道的選擇4. 樣品的衰變率5. 漏計(jì)分辨時(shí)間幾何條件

39、60臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 射線的計(jì)數(shù)測(cè)量 1. 固體閃爍計(jì)數(shù)器的本底2. 微分測(cè)量三、液體閃爍測(cè)量技術(shù) 閃爍液 溶劑的作用為溶解閃爍劑和待測(cè)放射性樣品，同時(shí)起能量傳遞作用。常用的主要是烷基苯類(lèi)，包括甲苯、二甲苯、對(duì)二甲苯等。 閃爍劑是發(fā)光物質(zhì)，接受溶劑分子傳遞的能量，在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生激發(fā)和退激，釋放出熒光光子。有TP、PPO、PBD、b-PBD和BBOT等，其中最常用的是PPO和b-PBD。 第二閃爍劑主要用POPOP、DM-POPOP及Bis-MSB。使用濃度為第一閃爍劑的1/10-1/50。 助溶劑和添加劑 溶劑純化和配伍禁忌 閃爍液和樣品測(cè)量瓶61臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)三、液體閃爍測(cè)量技術(shù)

40、閃爍液 溶劑的作用為四、顯像儀器 照相機(jī)顯像儀器閃爍掃描儀ECT照相機(jī)SPECTPET準(zhǔn)直器晶體光電倍增管脈沖幅度分析器顯示系統(tǒng)62臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)四、顯像儀器 照相機(jī)顯像儀器閃爍掃描儀ECT照相機(jī)S1. 準(zhǔn)直器(collimator)保證照相機(jī)的分辨率和定位準(zhǔn)確。準(zhǔn)直器針孔型多孔型平行孔型發(fā)散型會(huì)聚型斜孔型2. 晶體(crystal)射線進(jìn)入晶體產(chǎn)生熒光信號(hào)63臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)1. 準(zhǔn)直器(collimator)保證照相機(jī)的分辨率和定3. 光電倍增管(photomultiplier tube) 吸收熒光信號(hào)，轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸出。由這些輸出信號(hào)的綜合和加權(quán)，最終形成顯像圖。在顯像圖中的定位

41、取決于每一個(gè)光電倍增管感受到的信號(hào)的多少和強(qiáng)度。所以光電倍增管的數(shù)量多少與定位的準(zhǔn)確性有關(guān)。數(shù)量多可增大顯像的空間分辨率，增加定位的準(zhǔn)確性。4. 脈沖高度分析器(pulse amplitude analyzer) 在照相機(jī)上通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖高度分析器的閾值和測(cè)量道的窗寬，選擇性地記錄目標(biāo)脈沖信號(hào)用作顯像而排除本底及其他干擾信號(hào)。5. 顯示系統(tǒng) 有電子學(xué)線路和計(jì)算機(jī)構(gòu)成照相機(jī)的信號(hào)分析和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，現(xiàn)代新型的照相機(jī)在每一個(gè)光電倍增管的底部設(shè)置信號(hào)處理線路，這樣就可減少信號(hào)的失真，提高準(zhǔn)確度和空間分辨率。64臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)3. 光電倍增管(photomultiplier tube) SPECT

42、單探頭SPECT相當(dāng)于用大視野照相機(jī)的探頭通過(guò)可旋轉(zhuǎn)的機(jī)架?chē)@探頭的中心，繞病人進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，每隔一定角度采集圖像(多平面顯像)，通常以每隔3o或6o采集一幀平面顯像，360o采集64幀圖像。然后通過(guò)計(jì)算機(jī)處理、重建成斷層顯像。 圖像重建方法采用濾波反投射技術(shù)(filtered backprojection, FBP)。 SPECT的基本操作過(guò)程： A. 影像的獲取，包括獲取時(shí)間、劑量；圖像大??；角度；探頭移動(dòng)方式等。 B. 影像的重組，包括標(biāo)定靶器官、選取橫切面影像、衰減矯正、選取冠切、矢切、斜切等圖像。65臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) SPECT 單探頭SPECT相當(dāng)于用大視野 3-D圖像的效果：所呈現(xiàn)

43、的圖像明暗醒目。66臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 3-D圖像的效果：所呈現(xiàn)的圖像明暗醒目。66 正電子斷層成像1. 湮滅輻射(annihilation radiation) +粒子通過(guò)物質(zhì)時(shí)，其動(dòng)能完全消失后，可與物質(zhì)中的自由電子相結(jié)合而轉(zhuǎn)化為一對(duì)發(fā)射方向相反、能量分別為0.511MeV的光子。-+0.511MeV0.511MeV67臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 正電子斷層成像1. 湮滅輻射(annihilation 2. 正電子發(fā)射斷層顯像的原理 用成相反方向(互成180o)排列的兩個(gè)探頭探測(cè)光子，當(dāng)光子與探測(cè)器相互作用，產(chǎn)生熒光光子并形成一個(gè)電脈沖，脈沖幅度分析器選擇能量輻射511keV的電脈沖送入電子學(xué)線路

44、，電子學(xué)線路把呈相反方向并在5-15ns內(nèi)發(fā)生的兩個(gè)電脈沖信號(hào)送入顯像系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以此閃爍數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，生成圖像。3. 正電子發(fā)射核素的SPECT顯像 采用符合線路技術(shù)利用電子準(zhǔn)直技術(shù)無(wú)需鉛準(zhǔn)直器具有一機(jī)兩用功能其晶體部分仍采用NaI(Tl)68臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)2. 正電子發(fā)射斷層顯像的原理 用成相反方向(4. 正電子發(fā)射核素的PET顯像PET的結(jié)構(gòu):晶體、電子準(zhǔn)直、符合線路和飛行時(shí)間技術(shù)，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，圖像顯示、斷層床等。 可應(yīng)用與靜態(tài)和動(dòng)態(tài)斷層顯像，并能進(jìn)行定量分析。 探頭多采用鍺酸鉍(BGO)晶體，此外還有硅酸镥(LSO)、硅酸釓(GSO)晶體。PET和SPECT的不同點(diǎn):1.

45、空間分辨率高；2.采用電子準(zhǔn)直的復(fù)合計(jì)數(shù)，靈敏度、分辨率和探測(cè)效率均高于SPECT;3.應(yīng)用的放射性核素多為人體重要組分的化學(xué)元素，參與機(jī)體代謝，和人體生理狀況；69臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)4. 正電子發(fā)射核素的PET顯像PET的結(jié)構(gòu):晶體、電子準(zhǔn)直4. PET容易進(jìn)行衰減校正和進(jìn)行定量分析。 功能測(cè)定儀1. 甲狀腺功能測(cè)定儀2. 腎圖儀70臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)4. PET容易進(jìn)行衰減校正和進(jìn)行定量分析。 功能測(cè)定儀1第四章 放射性藥物71臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)第四章 放射性藥物71臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)一、概念、分類(lèi)和特點(diǎn)放射性藥物是指含有放射性核素、能夠用于醫(yī)學(xué)診斷和治療的一類(lèi)特殊制劑。放射性藥物的分類(lèi)

46、放射性藥物的特點(diǎn) 具有放射性 不穩(wěn)定性 化學(xué)質(zhì)量小 存在ARL72臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)一、概念、分類(lèi)和特點(diǎn)放射性藥物是指含有放射性核素、能夠用于醫(yī) 放射性藥物的特殊要求 放射性核素的選擇1. 治療用放射性核素2. 被標(biāo)記物無(wú)毒副作用，無(wú)致敏性，純度高，有靶向性， 能夠被核素標(biāo)記。3. 標(biāo)記方法簡(jiǎn)單、快速，無(wú)需純化。4. 在一定時(shí)間內(nèi)較為穩(wěn)定。73臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 放射性藥物的特殊要求 放射性核素的選擇1. 治療用放射性核 放射性藥物的作用機(jī)制 代謝途徑 臟器攝取 離子交換 彌散和分布 細(xì)胞吞噬 特異結(jié)合74臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 放射性藥物的作用機(jī)制 代謝途徑 臟器攝取 離子交換 彌散和二、放射性

47、藥物的制備 放射性藥物的制備途徑放射性核素的產(chǎn)生配體的合成標(biāo)記 放射性核素的來(lái)源 反應(yīng)堆生產(chǎn) 品種多、產(chǎn)量大、操作簡(jiǎn)單。但產(chǎn)品富中子，伴有-衰變，不利于制備診斷用藥物，并且子核和母核分離較為困難。 75臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)二、放射性藥物的制備 放射性藥物的制備途徑放射性核素的產(chǎn)生配 加速器生產(chǎn) 大部分為貧中子核素。通常發(fā)生+衰變或電子俘獲，有利于核醫(yī)學(xué)顯像。 核素發(fā)生器主要有99Mo-99mTc、188W-188Re、113Sn-113mIn發(fā)生器等。 生產(chǎn)簡(jiǎn)便，成本低廉，但洗脫效率低，洗脫曲線峰較寬，峰位靠后導(dǎo)致洗脫體積較大，放射性濃度低。洗脫液的質(zhì)量控制：1. 99Mo含量測(cè)定 99Mo0.

48、1%;2. Al含量測(cè)定 Al98%;76臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 加速器生產(chǎn) 大部分為貧中子核素。通常發(fā)生+ 標(biāo)記技術(shù) 99mTc的標(biāo)記基本原理 99mTc通常是+7價(jià)，在溶液中最穩(wěn)定，利用還原劑和電解還原的方法將+7價(jià)的99mTc還原成+5價(jià)或更低的價(jià)態(tài)，低價(jià)態(tài)的99mTc不穩(wěn)定，容易和反應(yīng)體系中的化合物發(fā)生結(jié)合或絡(luò)合，從而達(dá)到標(biāo)記化合物的目的。方法 常用的還原劑有氯化亞錫、氟化亞錫、枸櫞酸亞錫、亞鐵抗壞血酸(維生素C)等。 1. 直接標(biāo)記法：將99mTcO4_還原后直接標(biāo)記于配體上，還原劑的劑量和溶液中的PH值對(duì)其標(biāo)記具有重要作用。77臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 標(biāo)記技術(shù) 99mTc的標(biāo)記基本原理 2

49、. 配體交換法 用99mTc首先標(biāo)記絡(luò)合能力較弱的配體，再將其與最后標(biāo)記的配體進(jìn)行反應(yīng)，從而得到最終的標(biāo)記物。通常是在某些需較高PH值的反應(yīng)中進(jìn)行。 配體與99mTc的絡(luò)合能力的強(qiáng)弱： 1) 對(duì)于不同原子的配體，SNOX(鹵族元素); 2) 多齒配體雙齒配體單齒配體； 3) 99mT與配體的絡(luò)合能力隨配體濃度和酸度等條件不同而變化。 3. 間接標(biāo)記法 是指通過(guò)雙功能螯合劑將99mTc標(biāo)記到蛋白或多肽分子上。雙功能螯合劑的一端連接蛋白或肽類(lèi)，另一端連接99mTc。常用的雙功能螯合劑：DTPA，金屬硫蛋白，二甲基縮氨基硫脲等。放射性碘的標(biāo)記容易測(cè)量；標(biāo)記物穩(wěn)定；78臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 2. 配體交

50、換法 用99mTc半衰期適中，易于商品化和貯存；廢物容易處理；靈敏度高?；疽蟠龢?biāo)記物要有易被碘原子結(jié)合或取代的基團(tuán)，主要是酪氨酸，部位在苯環(huán)上羥基的兩個(gè)鄰位。必須先把125I- 氧化成為125I2。125I2+125I2Na125ICH2CHCOOHNH2OHCH2CHCOOHNH2OH氧化劑79臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)半衰期適中，易于商品化和貯存；廢物容易處理；靈敏度高。基本要氯胺-T法方法簡(jiǎn)便，標(biāo)記率高，重復(fù)性好，試劑易得。影響因素：反應(yīng)溶液的pH值、反應(yīng)體積、溫度時(shí)間等。乳過(guò)氧化物酶法(LPO)固相氧化法聯(lián)接標(biāo)記法80臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)氯胺-T法方法簡(jiǎn)便，標(biāo)記率高，重復(fù)性好，試劑易得。影響

51、因素：三、常用放射性藥物的介紹 含锝99mTc的放射性藥物高锝99mTc酸鈉 主要用于甲狀腺、腦、唾液腺、異位胃粘膜顯像和制備含99mTc放射性藥品。锝99mTc亞甲基二膦酸鹽(99mTc-MDP) 主要用于全身和局部骨顯像，診斷骨關(guān)節(jié)疾病和原發(fā)、轉(zhuǎn)移性骨腫瘤。锝99mTc依菲替寧注射液(99mTc-MDP) 主要用于肝膽系統(tǒng)顯像，診斷肝外膽管阻塞、膽囊炎和膽管炎等膽道系統(tǒng)疾病。81臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)三、常用放射性藥物的介紹 含锝99mTc的放射性藥物高锝9锝99mTc植酸鹽注射液(99mTc-Phy) 主要用于肝臟占位或破壞性疾病以及肝缺血性疾病，肝功能明顯低下時(shí)，脾和骨髓濃聚增加。锝99m

52、Tc依沙美肟注射液(99mTc-HMPAO) 主要用于腦血流灌注顯像，診斷腦血管疾病，腦外傷、癲癇、癡呆癥、腦死亡以及腦功能和正常腦生理活動(dòng)。锝99mTc司它比注射液(99mTc-MIBI) 主要用于心肌顯像。腎臟顯像 包括锝99mTc雙半胱氨酸注射液(99mTc-EC)、锝99mTc巰替肽注射液(99mTc-MAG3)、锝99mTc噴替酸鹽注射液(99mTc-DTPA)等。82臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)锝99mTc植酸鹽注射液(99mTc-Phy) 碘、鉻、碳標(biāo)記的放射性藥物碘131I化鈉膠囊(131I-Cap) 用于甲狀腺吸碘功能測(cè)定鄰碘131I馬尿酸鈉(131I-Hipp) 用于腎功能測(cè)定鉻13

53、1I 酸鈉(51Cr-Hipp) 用于測(cè)定紅細(xì)胞壽命、血小板壽命、紅細(xì)胞容量及血容量，也可用于脾顯像尿素14C 膠囊(14C-Urea) 用于診斷幽門(mén)螺旋桿菌83臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 碘、鉻、碳標(biāo)記的放射性藥物碘131I化鈉膠囊(131I鎵、鉈標(biāo)記的放射性藥物枸櫞酸鎵67Ga (67Ga -Citate) 用于腫瘤和炎癥的定位診斷和鑒別診斷。氯化亞鉈201Tl (201TlCl) 用于心肌顯像，對(duì)心肌梗塞、冠心病的診斷、預(yù)后及隨訪觀察有較大價(jià)值。 正電子發(fā)射半衰期核素的放射性藥物氟18F化鈉骨顯像效果優(yōu)于99mTc-MDP。84臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)鎵、鉈標(biāo)記的放射性藥物枸櫞酸鎵67Ga (67Ga

54、 -C2-氟18F-2-脫氧葡萄糖(18F-FDG)用于腦、心肌、腫瘤和炎癥顯像。13N-氨注射液(13N-NH3) 用于心肌血流灌注顯像。結(jié)合18F- FDG可評(píng)價(jià)局部心肌存活能力。11C-雷可派 用于與多巴胺D2受體神經(jīng)系統(tǒng)的疾病顯像。11C-甲硫氨酸 用于與氨基酸的攝取和蛋白質(zhì)合成有關(guān)的腫瘤顯像，特別是神經(jīng)膠質(zhì)瘤顯像。檢測(cè)腫瘤的治療效果優(yōu)于18F- FDG。85臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)2-氟18F-2-脫氧葡萄糖(18F-FDG)用于腦治療用放射性藥物治療放射性藥物的主要特點(diǎn)： 利用輻射作用殺傷細(xì)胞； 具有較高的靶/非靶比值； 根據(jù)病變部位和范圍懸著不同的放射性核素。碘131I化鈉口服溶液(1

55、31I) 用于治療甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)和甲狀腺癌轉(zhuǎn)移灶的治療。碘32P酸鈉鹽口服溶液(32P) 治療骨轉(zhuǎn)移癌； 骨組織的過(guò)度增生； 抑制血液疾病的細(xì)胞異常增生； 治療各類(lèi)皮膚病。86臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)治療用放射性藥物治療放射性藥物的主要特點(diǎn)： 利用輻射作用殺來(lái)昔決南釤(153Sm-EDTMP) 用于治療轉(zhuǎn)移性骨癌。氯化鍶(89Sr) 用于治療轉(zhuǎn)移性骨癌。锝99Tc亞甲基二膦酸鹽(99Tc-MDP) 用于治療類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。 單抗放射性藥物單抗放射性藥物多肽放射性藥物87臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)來(lái)昔決南釤(153Sm-EDTMP) 用于治四、放射性藥物的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制基本概念 1. 質(zhì)量保證：為達(dá)到質(zhì)量

56、要求而采取的一系列標(biāo)準(zhǔn)化措施。 2. 質(zhì)量保證：對(duì)重要的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行經(jīng)常性或定期性的檢測(cè)。 3. 放射性藥品生產(chǎn)和管理規(guī)范：為保證放射性藥品的生產(chǎn)和使用安全，盡量避免不良反應(yīng)，所建立的綜合管理規(guī)范。質(zhì)量控制內(nèi)容理化檢測(cè)和生物學(xué)檢測(cè)理化檢驗(yàn)形狀放射性核素的鑒別88臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)四、放射性藥物的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制基本概念 放射性活度pH值放化純度化學(xué)純度放射性核純度1. 能譜法2. 半衰期法89臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)放射性活度pH值放化純度化學(xué)純度放射性核純度1. 能譜法2.五、正確使用、不良反應(yīng)及其防治正確使用總原則1. 正當(dāng)化判斷2. 最優(yōu)化分析3. 限制放射性劑量?jī)和瘧?yīng)用原則1. 5000的

57、蛋白多肽類(lèi)物質(zhì)具有較好的免疫原性。 抗血清質(zhì)量鑒定的檢測(cè)指標(biāo)是滴度、親和力和特異性。 抗體應(yīng)具備三個(gè)條件：高親和力、高特異性和高滴度。2. 標(biāo)記抗原 高比活度和高放化純度是保證分析靈敏度的前提； 半衰期不能太短，以保證整個(gè)分析過(guò)程的完成； 不改變?cè)锌乖奶匦浴?6臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)1. 抗體 抗體的制備是用適宜的純化的免疫原在 復(fù)合物和游離抗原的分離 抗原抗體在液相環(huán)境中反應(yīng)：1) 雙抗法2) 聚乙二醇法3) 葡萄球菌蛋白沉淀法4) 活性炭吸附法5) 微孔濾膜法97臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 復(fù)合物和游離抗原的分離 抗原抗體在液相環(huán)境中反應(yīng)：1) 雙1) 吸附牢固而且抗體量足夠；2) 不影響抗體的免

58、疫活性；3) 非特異性結(jié)合低；4) 吸附材料理化性質(zhì)穩(wěn)定；5) 吸附材料價(jià)廉易得?？贵w吸附于固體支持物上：98臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)1) 吸附牢固而且抗體量足夠；2) 不影響抗體的免疫活性；3方法包括：1.試管固相法；2.微粒固相法；3.微球固相法。 RIA系統(tǒng)的分析性能及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析性能是指一個(gè)分析系統(tǒng)總的性能，而不是指?jìng)€(gè)別測(cè)定結(jié)果的可信度，因此通常都需有較多的測(cè)定結(jié)果，并用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法作出判斷。 精密度靈敏度準(zhǔn)確度99臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)方法包括： RIA系統(tǒng)的分析性能及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析性能是指一個(gè)分 精密度是指同一樣品重復(fù)測(cè)定的實(shí)測(cè)量的離散程度。離散程度越小，則能區(qū)別的樣品量差別越小，也就是分析系

59、統(tǒng)的精密度越高。 靈敏度就是統(tǒng)計(jì)上能與零劑量相區(qū)別的最小值。 準(zhǔn)確度是指樣品的測(cè)定值偏離真值的程度，由于實(shí)際樣品的真值是未知的，常用估計(jì)準(zhǔn)確度的方法是測(cè)量實(shí)際樣品外加標(biāo)準(zhǔn)品的回收率。理論上回收率一般以90%-110%之間。100臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 精密度是指同一樣品重復(fù)測(cè)定的實(shí)測(cè)量的離散程度臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)培訓(xùn)課件選擇函數(shù)式對(duì)標(biāo)準(zhǔn)管的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合求出函數(shù)式的各系數(shù)代入待測(cè)樣品的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)求含量102臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)選擇函數(shù)式對(duì)標(biāo)準(zhǔn)管的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合求出函數(shù)式的各系數(shù)代入待各種模型Logit-Log 模型四參數(shù)Logistic模型四參數(shù)質(zhì)量作用定律模型103臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)各種模型Lo

60、git-Log 模型四參數(shù)Logistic模型四 放射免疫分析的質(zhì)量控制質(zhì)量控制之目的 質(zhì)量控制就是對(duì)分析工作的誤差進(jìn)行經(jīng)常性的檢查，遇有質(zhì)量異常則及時(shí)采取對(duì)策，以保證分析誤差控制在可接受的范圍內(nèi)。放射免疫分析的質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)控實(shí)驗(yàn)間質(zhì)控104臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué) 放射免疫分析的質(zhì)量控制質(zhì)量控制之目的 質(zhì)量實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)控的主要內(nèi)容實(shí)驗(yàn)誤差包括兩大類(lèi)：隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差。實(shí)驗(yàn)誤差監(jiān)控的主要內(nèi)容：1、標(biāo)準(zhǔn)曲線的質(zhì)量；2、精密度；3、整批實(shí)驗(yàn)的偏差；4、漂移；5、批間質(zhì)控。105臨床醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)核醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)控的主要內(nèi)容實(shí)驗(yàn)誤差包括兩大類(lèi)：隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤二、免疫放射分析(IRMA) IRMA的