影像核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)

影像核醫(yī)學(xué)第一節(jié)放射性核素示蹤技術(shù)定義放射性核素示蹤技術(shù)是以放射性核素或其標(biāo)記化合物為示蹤劑，應(yīng)用射線探測儀器探測其行蹤，達(dá)到研究示蹤劑在生物體或外界環(huán)境中分布及運(yùn)動(dòng)規(guī)律的技術(shù)。原理放射性核素之所以能作為示蹤劑是基于以下兩點(diǎn)：同一性：放射性核素及其標(biāo)記化合物和相應(yīng)的非標(biāo)記化合物具有相同的生物學(xué)性質(zhì)。一種元素的所有同位素化學(xué)性質(zhì)相同，在生物體內(nèi)所發(fā)生的化學(xué)變化、免疫學(xué)反應(yīng)和生物學(xué)過程也都是相同的，生物體或生物細(xì)胞不能區(qū)別同一元素的各個(gè)同位素。放射性核素標(biāo)記化合物于被研究的物質(zhì)也具有相同的生物學(xué)性質(zhì)和代謝途徑。可測性：放射性核素及其標(biāo)記化合物與相應(yīng)的未標(biāo)記化合物盡管具有相同的化學(xué)性質(zhì)核生物學(xué)行為，但他們那的物理學(xué)性能卻不同，放射性核素及其標(biāo)記化合物可發(fā)出各種不同的射線，且能夠被放射性探測儀器所測定，從而進(jìn)行精確的定性、定量及定位的研究。放射性核素示蹤劑在體內(nèi)的生物學(xué)行為主要取決于被標(biāo)記物，而其標(biāo)記的放射性核素在整體示蹤劑研究體系中主要起示蹤作用。用于放射性示蹤實(shí)驗(yàn)的放射性核素并不算多，但是用來標(biāo)記的化合物卻可達(dá)數(shù)百種之多。靈敏度高：可達(dá)到10－14－10－18g水平。01方法簡單、準(zhǔn)確：測量對(duì)象是核射線，不受其他物理和化學(xué)因素（溫度、PH值等）的影響，不受反應(yīng)體系種其他非放射性物質(zhì)的干擾。02符合生理?xiàng)l件：不擾亂和破壞生理過程，結(jié)果更接近真實(shí)的生理情況。03定性、定量與定位研究相結(jié)合。043、優(yōu)點(diǎn)核素稀釋法：用于測定血容量、全身水容量及細(xì)胞外液量等。物質(zhì)轉(zhuǎn)化的示蹤研究：了解前體與代謝產(chǎn)物間的關(guān)系、中間產(chǎn)物順序的比活度測定等。動(dòng)態(tài)平衡的示蹤研究：了解正常或疾病狀態(tài)下，生物體內(nèi)某種物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的量變規(guī)律。臟器功能測定、臟器顯像以及體外放射分析。4、示蹤技術(shù)的主要類型及應(yīng)用第二節(jié)放射性核素顯像技術(shù)顯像原理：放射性藥物引入人體內(nèi)后，將根據(jù)藥物與臟器或組織的相互作用，參與機(jī)體的代謝過程，被臟器或組織吸收、分布、濃聚和排泄。由于放射性核素在自發(fā)的衰變中能發(fā)出射線，因此，利用顯像儀器能夠準(zhǔn)確獲得核素及其核素標(biāo)記物在臟器、組織的分布和量變規(guī)律，從而達(dá)到診斷的目的。01020304合成代謝：131I——甲狀腺對(duì)碘的合成代謝01循環(huán)通路：99mTc-MAA——肺毛細(xì)血管阻塞03細(xì)胞吞噬：99mTc-植酸鈉——肝庫佛細(xì)胞吞噬02選擇性濃聚：99mTc-PYP——梗死心肌組織攝取042、臟器或組織攝取顯像劑的機(jī)制1選擇性排泄：99mTc-DTPA——腎小球?yàn)V過2通透彌散：133Xe——從血液彌散至肺泡內(nèi)4特異性結(jié)合：抗原——抗體反應(yīng)，RII（放射免疫顯像）3化學(xué)吸附和離子交換：99mTc-MDP——與骨骼中的離子交換而吸附于骨骼顯像的條件及選擇顯像劑的選擇可靠的顯像性能：標(biāo)記方便、血液清除快、進(jìn)入靶器官時(shí)間早、靶器官與非靶器官放射性比值高、穩(wěn)定性好。合適的射線能量：γ射線100—250keV最適宜。PET—511keV一對(duì)γ光子。適度的放射性活度、放射性濃度和放射化學(xué)純度。準(zhǔn)直器的選擇01常用種類：02低能通用、低能高分辨、高能通用、低能針孔型03選擇因素：04γ射線能量05所用放射性活度06顯像目的07顯像器官和組織大小、深淺、厚度08靈敏度和分辨率的選擇09顯像時(shí)間根據(jù)顯像劑在體內(nèi)轉(zhuǎn)歸的特點(diǎn)選擇最佳顯像時(shí)間，特別是動(dòng)態(tài)功能顯像時(shí)更為重要。甲狀腺顯像——注射后20分鐘；心肌顯像——注射后60分鐘；骨顯像——注射后120分鐘；腎動(dòng)態(tài)顯像——即刻采集，60s一幀圖像；01(4)顯像體位：前后位、左右側(cè)位、不同角度斜位等02(5)儀器的最佳條件選擇：矩陣、采集時(shí)間、采集范圍等03(6)病人的準(zhǔn)備：飲食、飲水、停藥狀態(tài)、視聽封閉等23%Option14、顯像類型(1)平面與斷層顯像平面顯像是將γ照相機(jī)的探頭置于體表一定位置，采集臟器放射性分布而獲得的影像，為臟器內(nèi)放射性在探頭投影方向上前后疊加的影像。根據(jù)顯像的部位、影像采集的時(shí)間、方式以及所有核素發(fā)射核射線的種類，將顯像分為以下幾種類型。30%Option2斷層顯像是將SPECT探頭繞體表旋轉(zhuǎn)采集信息，或用PET在軀體四周同時(shí)進(jìn)行三維信息采集，經(jīng)處理并重建成橫斷、冠狀和矢狀斷層圖像。斷層影像能比較確切地顯示臟器內(nèi)放射性分布情況，是臨床核醫(yī)學(xué)常規(guī)的顯像方法。（2）靜態(tài)與動(dòng)態(tài)顯像靜態(tài)顯像是將顯像劑引入體內(nèi)，待其在臟器組織或病變內(nèi)的濃度處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)進(jìn)行顯像。由于放射性在一定時(shí)間內(nèi)變化不大，所以允許采集能滿足統(tǒng)計(jì)學(xué)要求的放射性計(jì)數(shù)用以顯像，故所得影像清晰、質(zhì)量好。動(dòng)態(tài)顯像是將顯像劑引入體內(nèi)后，隨血流流經(jīng)臟器或被臟器不斷攝取和排泄、或在臟器內(nèi)反復(fù)充盈和射出。上述過程造成臟器內(nèi)放射性計(jì)數(shù)及位置隨時(shí)間而不斷變化，用顯像儀器以一定的速度（如1s/幀、1min/幀等）連續(xù)自動(dòng)采集信息，得到反映上述動(dòng)態(tài)過程的系列影像，即為動(dòng)態(tài)顯像。將其影像快速而連續(xù)地顯示則為電影顯示。還可利用計(jì)算機(jī)勾畫感興趣區(qū)（ROI）技術(shù)，提取每幀影像中同一ROI內(nèi)的放射性計(jì)數(shù)生成時(shí)間-活性曲線，據(jù)此曲線可對(duì)上述動(dòng)態(tài)變化過程進(jìn)行定量分析并計(jì)算動(dòng)態(tài)過程的多項(xiàng)定量參數(shù)。局部顯像顯像的范圍為某一臟器或軀體的某一部分。全身顯像為γ照相機(jī)的探頭沿體表從頭至足做勻速移動(dòng)，采集全身各部位的放射性并顯示為一幅平面全身影像；或用PET或符合線路SPECT行全身斷層顯像，按探頭視野范圍，逐段依次采集信息，圖像經(jīng)重建、連接等技術(shù)獲得全身斷層影像。（3）局部與全身顯像（4）陽性與陰性顯像陽性顯像是以病灶對(duì)顯像劑攝取增高為異常的顯像方法。由于病灶放射性高于正常臟器、組織，故又稱“熱區(qū)”顯像，如放射免疫顯像、急性心肌梗死灶顯像、肝血管瘤血池顯像等。陰性顯像是以病灶對(duì)顯像劑攝取減低為異常的顯像方法。正常的臟器、組織因攝取顯像劑而顯影，其中的病變組織因失去正常功能不能攝取顯像劑或攝取減少而呈現(xiàn)放射性缺損或減低，又稱“冷區(qū)”顯像。01靜息與負(fù)荷顯像02靜息顯像是受檢者處于安靜狀態(tài)下將顯像劑引03入體內(nèi)一定時(shí)間后進(jìn)行影像采集的顯像方法。04負(fù)荷顯像指受檢者在生理活動(dòng)或藥物干預(yù)狀態(tài)05下將顯像劑引入體內(nèi)進(jìn)行影像采集的顯像方06法，亦稱為介入顯像。本法有利于探測靜息狀07態(tài)下不易發(fā)現(xiàn)的病變，常用于檢查心腦臟器的08儲(chǔ)備功能。（6）早期與延遲顯像早期顯像是將顯像劑引入體內(nèi)2h以內(nèi)進(jìn)行的顯像。延遲顯像是將顯像劑引入體內(nèi)2h以后進(jìn)行的顯像。（7）單光子與正電子顯像單光子顯像顯像01劑中的放射性核02素發(fā)射單光子03（如99mTc），04需用探測單光子05的顯像儀器（γ06照相機(jī)、SPECT）07進(jìn)行顯像，為臨08床上最常用的顯09像方法。10正電子顯像顯像劑中的放射性核素發(fā)射正電子（如18F），需用PET、符合線路SPECT或帶有超高能準(zhǔn)直器的SPECT進(jìn)行顯像。主要用于心、腦、腫瘤的代謝研究及神經(jīng)遞質(zhì)受體顯像。99mTc-ECD18F-FDG99mTc-MDP18F-131I18F-FDG放射性核素顯像的圖像顯示方式及圖像分析黑白圖像或彩色圖像核醫(yī)學(xué)影像有黑白和彩色二種顯示方式，采集數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理和圖像重建后分別以不同的灰度即黑白圖像或色階即彩色圖像顯示二維或三維的臟器圖像和放射性分布狀況。圖像分析首先要明確放射性核素顯像的圖像分析與其它影像的分析既有共性，又有核醫(yī)學(xué)影像自身的特點(diǎn)和基本原則。閱片前要了解臨床醫(yī)師申請(qǐng)核醫(yī)學(xué)檢查的目的，受檢者的病史和相關(guān)臨床輔助檢查資料，必要時(shí)查體；閱片時(shí)必須了解使用哪種顯像劑和顯像類型，在有經(jīng)驗(yàn)的上級(jí)醫(yī)師指導(dǎo)下集體閱片，正確辨認(rèn)和分析正常及異常改變。鑒于放射性核素顯像是以正常組織和病變部位存在放射性濃度差別為基礎(chǔ)的檢查方法，對(duì)病變部位的異常放射性濃聚灶或稀疏缺損通過目測可進(jìn)行初步判斷或定性診斷，亦可利用計(jì)算機(jī)勾畫ROI技術(shù)，分別在病變部位和相應(yīng)正常組織獲得靶器官組織與本底（T/B）的攝取比值，進(jìn)行半定量分析，例如PET18F-FDG腫瘤代謝顯像獲得標(biāo)準(zhǔn)攝取值；或通過計(jì)算機(jī)軟件處理獲得定量分析的功能參數(shù)協(xié)助診斷。放射性核素顯像為功能顯像，它能反映臟器、組織或病變的血流、功能、引流、代謝和受體方面的信息，有利于疾病的早期診斷。01可以對(duì)影像進(jìn)行定量分析，提供有關(guān)血流、功能和代謝的各種參數(shù)。02某些臟器、組織或病變能特異地?cái)z取特定顯像劑而顯影，這種顯像即具有較高的特異性，如用放射性標(biāo)記的配體進(jìn)行受體顯像，放射性核素標(biāo)記的單克隆抗體進(jìn)行RII等。036、放射性核素顯像的特點(diǎn)放射性核素顯像所得臟器和病變的影像清晰度較差，影響對(duì)細(xì)微結(jié)構(gòu)的顯示和病變的精確定位。這一方面是由于引入體內(nèi)的放射性活度受限，致使成像的信息量不足，另一方面也受顯像儀器空間分辨率的影響，故顯示細(xì)微的解剖結(jié)構(gòu)上不及CT、MR和超聲檢查。近年來圖像融合技術(shù)的應(yīng)用可將CT或MR提供的解剖結(jié)構(gòu)信息與核醫(yī)學(xué)SPECT或PET提供的功能代謝信息準(zhǔn)確匹配，得到對(duì)病灶既能精確定位又能定性的高質(zhì)量圖像。顯像劑大多數(shù)通過靜脈注射或口服引入體內(nèi)，屬無創(chuàng)性檢查。其化學(xué)量極微，多為幾毫克，不良反應(yīng)率遠(yuǎn)低于X線造影劑。