核技術(shù)與核醫(yī)學(xué)

什么是核醫(yī)學(xué)？核醫(yī)學(xué)的定義：核醫(yī)學(xué)是核技術(shù)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的學(xué)科核醫(yī)學(xué)的任務(wù)是用放射性核素及核技術(shù)來(lái)診斷、治療及研究疾病。核醫(yī)學(xué)涉及的學(xué)科：核物理、核電子、核探測(cè)、計(jì)算機(jī)控制及圖像處理、數(shù)學(xué)、放射化學(xué)、醫(yī)學(xué)的各科等目前一頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)基因突變?表達(dá)失控?代謝異常?功能失調(diào)結(jié)構(gòu)改變癥狀體征DiseaseisnotaTHING,butaPROCESS現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為：疾病的發(fā)生起源于

基因改變→表達(dá)物改變→代謝改變→形態(tài)改變目前二頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)名稱(chēng) 成像參數(shù) 性質(zhì)X線(xiàn)CT 衰減系數(shù)、CT值 解剖結(jié)構(gòu)B超 超聲波反射 解剖結(jié)構(gòu)MRI 質(zhì)子密度、T1、T2、 解剖、功能 化學(xué)位移SPECT 放射性濃度 代謝功能PET 放射性濃度 代謝功能PET/CT 放射性濃度 代謝功能 衰減系數(shù)、CT值和解剖SPECT、PET——ECT(emissioncomputedtomography)目前三頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)核醫(yī)學(xué)內(nèi)容目前四頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)核醫(yī)學(xué)發(fā)展的兩大支柱放射性藥物---診斷、治療關(guān)鍵點(diǎn)是特異性其次是穩(wěn)定性如： 11C-胸腺嘧啶-DNA合成金標(biāo)準(zhǔn)，不穩(wěn)定； 18F-FLT氟標(biāo)胸腺嘧啶。穩(wěn)定，但由于3‘端的置換，其磷酸化后不能進(jìn)一步參與DNA合成，又不能通過(guò)細(xì)胞膜返回，被局限在細(xì)胞內(nèi)。核探測(cè)技術(shù)---影像定位、定量目前五頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)核醫(yī)學(xué)診斷核醫(yī)學(xué)的右手目前六頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)核醫(yī)學(xué)診斷

--示蹤原理示蹤劑：參與體內(nèi)某一生理代謝過(guò)程的物質(zhì)+發(fā)射可探測(cè)射線(xiàn)的核素=形成示蹤劑。

例如：脫氧葡萄糖DG+發(fā)射正電子的18F=18F-FDG

代謝過(guò)程：靜脈注入后，通過(guò)毛細(xì)血管壁進(jìn)入組織。對(duì)不同的示蹤劑，有些直接參與體內(nèi)代謝，有些則被限制在某些特定的組織區(qū)域。由于示蹤劑在體內(nèi)的分布與代謝過(guò)程是動(dòng)態(tài)的，所以體內(nèi)各組織部位的示蹤劑濃度是不斷地變化的。探測(cè)：在示蹤劑注入體內(nèi)后的整個(gè)過(guò)程中，都可使用掃描儀在體外探測(cè)示蹤劑發(fā)出的輻射信號(hào)，從而確定示蹤劑在體內(nèi)的位置，由此得到示蹤劑在體內(nèi)的代謝過(guò)程與分布圖像。目前七頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)核醫(yī)學(xué)顯像原理利用放射性藥物

用放射性核素標(biāo)記的示蹤劑引入體內(nèi)參加特定生物活動(dòng)

被特定的組織攝取→定位，定性,定量反映體內(nèi)代謝情況探測(cè)顯像

顯像設(shè)備,顯像條件,操作程序活體,分子水平

活體內(nèi)示蹤劑分子行為目前八頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)核醫(yī)學(xué)顯像設(shè)備核醫(yī)學(xué)顯像設(shè)備探測(cè)射線(xiàn)相機(jī)(scintillationgammacamera)1958年H.Anger發(fā)明，Anger相機(jī)SPECT(singlephotoemissioncomputedtomography) 20世紀(jì)80年代，單光子發(fā)射斷層掃描儀PET(positronemissiontomography) 20世紀(jì)90年代，正電子發(fā)射斷層掃描儀PET/CT 21世紀(jì)，功能圖像和解剖圖像有機(jī)融合目前九頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)γ相機(jī)目前十頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)γ相機(jī)構(gòu)成目前十一頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)探測(cè)原理射線(xiàn)入射到晶體上，使晶體原子激發(fā)。退激回到基態(tài)，發(fā)射熒光。一個(gè)光子產(chǎn)生多個(gè)熒光光子。光電倍增管接受這些熒光，并將之轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。經(jīng)過(guò)定位電路確定出入射光子的位置放大、甄別后，記錄一個(gè)計(jì)數(shù)。目前十二頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)準(zhǔn)直器、閃爍晶體、光電倍增管的作用目前十三頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)脈沖幅度分析器

pulseheightanalyzer(PHA)經(jīng)放大的電脈沖幅度∝入射γ射線(xiàn)能量只選擇一定能量范圍，剔除散射、噪聲——甄別例如，99mTc,能窗135—145keV單道脈沖分析器---單能窗多道脈沖分析器---多能窗目前十四頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)信號(hào)記錄核醫(yī)學(xué)影像記錄的是坐標(biāo)和光子數(shù)和X照像有何不同？缺點(diǎn)？死時(shí)間目前十五頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)SPECT--singlephotoemissioncomputedtomographyγ相機(jī)---發(fā)射，平面圖像（透射X平片）SPECT---發(fā)射，斷層圖像（透射CT）γ相機(jī)探頭繞人體旋轉(zhuǎn)獲得各個(gè)方向的投影（平面）像圖像重建---濾波反投影、迭代獲得斷層圖像圖像重建算法---使圖像更接近真實(shí)一直是核醫(yī)學(xué)中的一個(gè)重點(diǎn)研究方向。目前十六頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)圖像重建---迭代算法目前十七頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)圖像重建---濾波反投影法理論依據(jù)— 二維傅立葉分片定理：

任意函數(shù)f(x,y)沿任意方向平行投影，得到與該方向垂直的一維投影函數(shù)。此投影函數(shù)的傅立葉變換，就等于f(x,y)的二維傅立葉空間平面上過(guò)原點(diǎn)的一條線(xiàn)，并且這條線(xiàn)與一維投影函數(shù)同方向目前十八頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)SPECT目前十九頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)目前二十頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)目前二十一頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)γ相機(jī)、SPECT診斷項(xiàng)目灌注顯像動(dòng)態(tài)血池顯像靜態(tài)腫瘤陽(yáng)性顯像全身骨掃描……數(shù)十種項(xiàng)目，數(shù)十種放射性藥物目前二十二頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)腎動(dòng)態(tài)目前二十三頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)門(mén)控心血池目前二十四頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)骨掃描目前二十五頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)前哨淋巴結(jié)目前二十六頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)腫瘤陽(yáng)性顯像目前二十七頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)PET---positronemissiontomography正電子核素18F、15O、13N、11C，人體基本元素，更能反映體內(nèi)代謝發(fā)射出正電子，與一個(gè)負(fù)電子發(fā)生湮滅輻射e++e-→2γ（511keV，E=mc2)探測(cè)正電子湮滅輻射發(fā)出的雙光子不加準(zhǔn)直器符合探測(cè)，探測(cè)環(huán)靈敏度、分辨率↑目前二十八頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)PET設(shè)備目前二十九頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)

電子對(duì)湮滅目前三十頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)PET探測(cè)原理PET目前三十一頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)PET探測(cè)器晶體環(huán)PET目前三十二頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)符合探測(cè)原理PET目前三十三頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)探測(cè)器信號(hào)定位PET目前三十四頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)SPECT與PET的區(qū)別放射性核素SPECT99mTc、131I.PET15O、11C、13N、

18F人體基本元素探測(cè)信號(hào)SPECT:單光子PET:雙光子空間定位SPECT:準(zhǔn)直器PET:符合探測(cè)電路空間分辨率SPECT:8~12mmPET:3~5mm靈敏度:PET>SPECT掃描時(shí)間:PET<SPECT目前三十五頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)PET/CT的發(fā)明是醫(yī)學(xué)影像

學(xué)的又一次革命

PET/CT目前三十六頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)PET/CT中的PET、CTPET——PET/CT的主體CT的作用：為PET提供衰減校正為PET提供解剖位置信息提供診斷信息目前三十七頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)目前三十八頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)兼容型PET/CT目前三十九頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)PET/CT的特點(diǎn)CT與PET硬件、軟件同機(jī)融合解剖圖像與功能圖像同機(jī)融合同一幅圖象既有精細(xì)的解剖結(jié)構(gòu)又有豐富生理、生化分子功能信息可用于腫瘤診斷、治療及預(yù)后隨診全過(guò)程高靈敏度、高特異性、高準(zhǔn)確性CT圖像兼做衰減校正PET、CT單獨(dú)能實(shí)現(xiàn)的，PET/CT一定能實(shí)現(xiàn)；PET/CT能實(shí)現(xiàn)的，PET或CT不一定能實(shí)現(xiàn)目前四十頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)PET顯像特點(diǎn)功能顯像敏感性、特異性較高缺乏精確的解剖定位目前四十一頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)PET-CT融合示意圖CT圖像何處有病灶？目前四十二頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)PET-CT融合示意圖PET圖像病灶在何處？目前四十三頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)PET-CT融合示意圖PET-CT圖像融合病灶原來(lái)在這里目前四十四頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)PET圖像有放射性濃聚，頭頸部CT、MR及鼻咽鏡檢未見(jiàn)異常。PET-CT定位于右上腭。隱匿性上腭癌目前四十五頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)PET、PET/CT的臨床應(yīng)用腫瘤學(xué) 75％－90％心臟病學(xué) 10％－20％神經(jīng)系統(tǒng) 10％－30％其他（器官移植、感染、創(chuàng)傷、發(fā)育…）生理及藥理實(shí)驗(yàn)

目前四十六頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)PET、PET/CT

--在腫瘤學(xué)中的應(yīng)用早期發(fā)現(xiàn)腫瘤鑒別腫瘤良惡性治療前分期治療中療效觀(guān)察改進(jìn)放療計(jì)劃治療后隨診、復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移評(píng)估病人生存期目前四十七頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)PET、PET/CT

--在神經(jīng)系統(tǒng)疾病診斷中的應(yīng)用癲癇病灶的診斷與定位；癡呆：AD、MID、PDD、……認(rèn)知定位目前四十八頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)PET、PET/CT

—認(rèn)知定位目前四十九頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)PET、PET/CT

---在心血管系統(tǒng)疾病診斷中的應(yīng)用冠心病：13N-NH3心肌存活測(cè)定：血流-代謝圖像血流灌注顯像（99mTc-MIBI,13NH3）代謝顯像18F-FDG“不匹配”（有代謝，無(wú)血流）→心肌存活“匹配”（無(wú)代謝，無(wú)血流）→心肌不存活——心肌存活“金標(biāo)準(zhǔn)”→決定是否手術(shù)目前五十頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)核醫(yī)學(xué)治療核醫(yī)學(xué)的左手目前五十一頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)核醫(yī)學(xué)治療原理將放射性核素引入體內(nèi)使用特異性的載體(如RIT）放射性核素標(biāo)記載體載體參與體內(nèi)生物活動(dòng)，帶著核素定位到靶器官直接利用核素與靶器官的親和定位作用131I、153Sm、89Sr定位施放放射性核素（如125I種子源）將放射性核素直接放到靶器官依靠放射性核素發(fā)射的射線(xiàn)殺死病變細(xì)胞目前五十二頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)核醫(yī)學(xué)治療的優(yōu)點(diǎn)短射程的α、β射線(xiàn)放射性核素局限在靶器官，對(duì)正常組織損傷小目前五十三頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)\編于八點(diǎn)核醫(yī)學(xué)治療的一些項(xiàng)目甲狀腺疾病：131I骨轉(zhuǎn)移瘤：89Sr、153Sm、32P腫瘤放射免疫治療（RIT）：標(biāo)記抗體α核素、β核素、俄歇電子及內(nèi)轉(zhuǎn)換電子核素腫瘤間質(zhì)核素治療：32P腫瘤介入治療皮膚病敷貼治療粒子植入治療：125I目前五十四頁(yè)\總數(shù)五十八頁(yè)