《核醫(yī)學(xué)》教學(xué)課件：核醫(yī)學(xué)總論

1、核醫(yī)學(xué)總論,首都醫(yī)科大學(xué)潞河教學(xué)醫(yī)院 放射教研室 石逸杰,第一節(jié) 概 述,核醫(yī)學(xué)（ nuclear medicine ）是一門研究核素和核射線在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用及其理論的學(xué)科，即應(yīng)用放射性核素（radionuclide）及其標(biāo)記化合物和生物制品進(jìn)行疾病診治和生物醫(yī)學(xué)研究。,定義（Definition）,從1896年發(fā)現(xiàn)放射現(xiàn)象至今也只有114年的歷史，而從核醫(yī)學(xué)的起源到現(xiàn)在僅幾十年，真正形成核醫(yī)學(xué)學(xué)科的歷史則更短。,內(nèi)容（Contents）,核醫(yī)學(xué)以其應(yīng)用和研究的范圍側(cè)重點(diǎn)不同，可分為兩大部分,實(shí)驗(yàn)核醫(yī)學(xué) Experimental Nuclear Medicine 臨床核醫(yī)學(xué) Clinical N

2、uclear Medicine,實(shí)驗(yàn)核醫(yī)學(xué)內(nèi)容,核衰變測(cè)量 標(biāo)記 示蹤 體外放射分析 活化分析 放射自顯影,分子核醫(yī)學(xué)（Molecular nuclear medicine） 是分子生物學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代放射性核素示蹤技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新的核醫(yī)學(xué)分支學(xué)科。 從分子水平上闡明靶器官或組織的血流、代謝、受體密度與功能的變化、基因的異常表達(dá)、生化代謝變化和細(xì)胞信息傳導(dǎo)等機(jī)制，為疾病的早期診斷、有效治療與基礎(chǔ)研究提供分子水平上的相關(guān)信息。 是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)發(fā)展的重要標(biāo)志。,核醫(yī)學(xué)分子功能成像技術(shù) SPECT 單光子發(fā)射式計(jì)算機(jī)斷層 PET 正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層 PET/CT PET/MRI,臨床核醫(yī)學(xué)由

3、診斷和治療兩部分組成診斷核醫(yī)學(xué) 體內(nèi)（in vivo）診斷法 體外（in vitro）診斷法治療核醫(yī)學(xué) 照射治療,第二節(jié) 放射性藥物,放射性藥物 系指含有放射性核素供醫(yī)學(xué)診斷和治療用的一類特殊藥物 診斷性藥物通過一定途徑引入人體內(nèi)，稱作顯像劑或示蹤劑 治療性藥物半衰期（T1/2）長(zhǎng)，放射性核素及其標(biāo)記化合物高度選擇性濃集在病變組織而產(chǎn)生電離輻射效應(yīng)。,臨床放射性藥物,診斷藥物： 心臟：201Tl（氯化亞鉈）,99mTc-MIBI,99mTc-RBC等 腎臟：99mTc-DTPA（噴替酸锝）, 99mTc-DMSA（二巰丁二酸注射液）等 腫瘤：18F-FDG,67Ga（鎵）,MIBI 等 治療藥

4、物： 131I,125I,32P,153Sm（釤）,89Sr（鍶）,90Y（釔）等,常用的放射性核素,特性： 1.具有放射性：能放射出射線，需按放射性物質(zhì)管理和防護(hù)等； 2.被靶器官選擇性攝取和濃聚； 3.具有特定的物理半衰期和有效使用期。,放射性核素的來源及制備,反應(yīng)堆 Nuclear reactor 回旋加速器 Cyclotron 放射性核素發(fā)生器 Radionuclide generator 其它途徑：從核燃料中獲得。核燃料在反應(yīng)堆中受中子照射，發(fā)生核裂變，生成幾百種核素，如90Sr（鍶），99Mo（鉬），131I，133Xe，89Sr等。從天然物質(zhì)中提取放射性核素。,原子核反應(yīng)堆,北京

5、中國(guó)原子能科學(xué)研究院,Nuclear reactor,Nuclear reactor production is a mainly source of radionuclides,診斷用放射性藥物 多采用發(fā)射光子的核素及其標(biāo)記物。99mTc核性能優(yōu)良，為純光子發(fā)射體，能量140 keV，T1/2為6.02 h、方便易得、幾乎可用于人體各重要臟器的形態(tài)和功能顯像。,11C、13N、15O和18F等短半衰期放射性核素的應(yīng)用也逐年增多,治療用放射性藥物 常用的放射性核素多是發(fā)射純射線（32P、89Sr、90Y等）或發(fā)射射線時(shí)伴有射線（131I、153Sm、188Re、117mSn、117Lu等）的核

6、素，211At（砹）和212Bi（鉍）作為射線發(fā)射體用于治療已受到了極大的關(guān)注。 適宜的射線能量和在組織中的射程是選擇性集中照射病變組織而避免正常組織受損并獲得預(yù)期治療效果的保證。,指特定放射性核素的放射性占總放射性的百分?jǐn)?shù)。 測(cè)定方法： 能譜法 屏蔽法 半衰期法,放射性核純度,化學(xué)性質(zhì)檢測(cè),pH值,放射化學(xué)純度,化學(xué)純度,是指以某一形式存在的物質(zhì)的 質(zhì)量占該樣品總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。,化學(xué)純度,放射化學(xué)純度測(cè)定,放射化學(xué)純度（radiochemical purity, Rp）： 指以特定化學(xué)形態(tài)存在的放射性核素活度占樣品總活度的百分?jǐn)?shù)。 主要方法： 放射性色譜法、高效液相色譜法、電泳法,產(chǎn)品的放射

7、性計(jì)數(shù) 放射化學(xué)純度 = (%) 放射性總計(jì)數(shù),生物學(xué)性質(zhì)檢測(cè),細(xì)菌檢查 細(xì)菌內(nèi)毒素測(cè)定 毒性試驗(yàn) 生物分布試驗(yàn),放射性藥物不良反應(yīng),發(fā)生率很低 萬分之二左右，遠(yuǎn)低于碘造影劑的不良反應(yīng)率 主要類型 變態(tài)(過敏)反應(yīng) 45.5% 熱原反應(yīng) 41.7% 藥物毒性反應(yīng) 12%,不良反應(yīng)的防治 注射室和檢查室應(yīng)備有急救箱及氧氣袋。 對(duì)不良反應(yīng)較多的藥物可稍加稀釋，使體積稍大，并慢速注入。 當(dāng)發(fā)生不良反應(yīng)時(shí)，根據(jù)情況及時(shí)處理。,防治措施 注射室和檢查室應(yīng)備有急救箱，其中有血壓計(jì)、聽診器，處理虛脫的各種藥物等 還應(yīng)備有氧氣袋,出現(xiàn)蕁麻疹、水腫、搔癢和胸悶等癥狀，可用抗過敏藥治療 熱原反應(yīng)按常規(guī)處理 血壓明

8、顯降低、出現(xiàn)休克時(shí)，成人可立即注射 1:1000腎上腺素 0.5 1 mg 嚴(yán)重者可以用生理鹽水稀釋10倍后靜脈注入、吸氧、靜脈開放，必要時(shí)點(diǎn)滴氫化可地松,正確使用總原則 1正當(dāng)性的判斷 。在決定是否給病人使用放射性藥物進(jìn)行診斷或治療時(shí)，首先要作出正當(dāng)性判斷。 2最優(yōu)化分析。若有幾種同類放射性藥物可供診斷檢查用，則選擇所致輻射吸收劑量最小者；對(duì)用于治療疾病的放射性藥物，則選擇病灶輻射吸收劑量最大而全身及緊要器官輻射吸收劑量較小者。 3. 在保證顯像或治療的前提下使用放射性劑量必須盡量小。 （1）診斷檢查時(shí)盡量采用先進(jìn)的測(cè)量和顯像設(shè)備。 （2）采用必要的保護(hù) 。 （3）對(duì)小兒、孕婦、哺乳婦女、育

9、齡婦女應(yīng)用放射性藥物要從嚴(yán)考慮。,小兒應(yīng)用原則 由于兒童對(duì)輻射較為敏感，所以一般情況 下，放射性檢查不作為首選的方法。 小兒所用的放射性活度必須較成人為少。 一般可根據(jù)年齡、體重或體表面積按成人劑量折算，也可按年齡組粗算用藥量，即1歲以內(nèi)用成人用量的20%-30 、1-3 歲用30%-50、3-6歲用40%-70、6-15歲用60%-90。,育齡婦女應(yīng)用原則 原則上妊娠期應(yīng)禁用放射性藥物，未妊娠的育齡婦女在需要進(jìn)行放射性檢查時(shí)，要將檢查時(shí)間安排在妊娠可能性不大的月經(jīng)開始后的10天內(nèi)進(jìn)行，即世界衛(wèi)生組織提出的 “ 十日法則 ”。 哺乳期婦女應(yīng)慎用放射性檢查。必要時(shí)可參考放射性藥物在乳汁內(nèi)的有效半

10、衰期，在用藥后的5 10個(gè)有效半衰期內(nèi)停止哺乳。,第三節(jié) 核醫(yī)學(xué)儀器,在醫(yī)學(xué)中用于探測(cè)和記錄放射性核素放出射線的種類、能量、活度、隨時(shí)間變化的規(guī)律和空間分布以及用于治療疾病的核儀器，統(tǒng)稱為核醫(yī)學(xué)儀器。,核醫(yī)學(xué)常規(guī)儀器 顯像儀器-最重要 臟器功能測(cè)定儀器 體外樣本測(cè)量?jī)x器 輻射防護(hù)儀器 放射性核素治療儀器,放射性探測(cè)儀器 按探測(cè)原理可分為兩大類 電離探測(cè)儀（ionization detector） -用于輻射防護(hù)和測(cè)定放射源活度 閃爍探測(cè)儀（scintillation detector） -放射性核素顯像儀、臟器功能測(cè)定儀、體外樣本測(cè)量?jī)x,核醫(yī)學(xué)顯像原理,放射性核素及其標(biāo)記物被引入人體后，被某一

11、臟器選擇性攝取或濃聚，用核醫(yī)學(xué)儀器在體外可以探測(cè)到其衰變所發(fā)出的射線。 由于正常臟器組織與異常病變組織的功能、血流量及代謝不同，故其所攝取的放射性核素分布代謝規(guī)律也不同，根據(jù)這些差異的核醫(yī)學(xué)顯像就能判斷臟器功能和診斷疾病。,探頭1,探頭2,CT,SPECT,PET,X-ray,放射性核素顯像儀,照相機(jī)：Camera ECT：Emission computed tomography 發(fā)射式計(jì)算機(jī)斷層 SPECT：single photon ECT 單光子發(fā)射式計(jì)算機(jī)斷層 (單探頭和多探頭) PECT(PET)：positron ECT 正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層,照相機(jī),One-head SPECT,

12、GE two-head SPECT,Siemens tri-head SPECT,SPECT顯像,Siemens PET,CT-PET,可配備16排螺旋CT圖像融合,PET Brain Metabolism Imaging,PET-MRI fusion,PET-MRI Imaging Fusion,Comparison of ECT and CT,MRI,ECT 主要反映臟器或組織的功能、血 流與代謝，同時(shí)也反映其形態(tài)，但分 辨率較CT/MRI差。 CT/MRI 主要反映解剖學(xué)形態(tài)變化，分辨 率較好，有時(shí)也反映其功能變化，但 仍然建立在形態(tài)基礎(chǔ)之上。,Comparison of ECT and

13、 CT/MRI,ECT 顯像時(shí)不同臟器顯像需不同藥物， 同一臟器不同目的顯像，也要用不同藥 物 CT/MRI 造影劑種類較少,放射防護(hù)儀器,個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)儀: 袖珍劑量?jī)x、膠片劑量計(jì)、熱釋光劑量?jī)x。 表面污染監(jiān)測(cè)儀: 探測(cè)a、射線污染,以每計(jì)數(shù)/s讀出。 場(chǎng)所劑量監(jiān)測(cè)儀: 直接獲得輻射場(chǎng)強(qiáng)度,rad/h,Gy/h.,輻射劑量監(jiān)測(cè)儀,表面污染監(jiān)測(cè)儀,第四節(jié)核醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用,1.神經(jīng)系統(tǒng),局部腦血流顯像 顯像劑經(jīng)靜脈注射進(jìn)入人體內(nèi)后，能透過血腦屏障，隨血流進(jìn)入并分布于腦細(xì)胞內(nèi)，應(yīng)用顯像儀器可以獲得腦血流灌注的分布狀態(tài)，從而評(píng)價(jià)腦血流與功能情況。 診斷：Epilepsy (癲癇) Dementia (癡

14、呆) Brain tumor (腦腫瘤),顯像劑 常用99mTc-HMPAO 99mTc-ECD等,要求 小分子(400) 零電荷 脂溶性高,顯像劑及要求,短暫性缺血發(fā)作 TIA,診斷陽(yáng)性率與病期有關(guān) 發(fā)病后2個(gè)月內(nèi)陽(yáng)性率較高,腦梗塞,右側(cè)大腦中動(dòng)脈梗塞,腦代謝顯像,18F-FDG （氟18標(biāo)記氟代脫氧葡萄糖） PET葡萄糖代謝顯像（正常）,2 .骨骼關(guān)節(jié)系統(tǒng),顯像方法 Whole body bone imaging（全身骨顯像） Spot bone imaging（局部骨顯像） SPECT bone imaging（斷層骨顯像）,Scan interpretation（圖像分析）,Norma

15、l imaging（正常圖像）,adult child,lung cancer metastasis 肺癌骨轉(zhuǎn)移 right femur doughnut sign, right hip joint hot spot 右股骨炸面圈征，右髖關(guān)節(jié)濃聚灶,Whole body metastasis of prostate cancer 前列腺癌的全身骨轉(zhuǎn)移,multiple myeloma 多發(fā)性骨髓瘤,3.內(nèi)分泌系統(tǒng),甲狀腺,FT3和FT4增高的疾病 1.甲亢 2.甲亢危象 3.甲狀腺激素不敏感 綜合征 4.甲狀腺炎 5.其他,FT3和FT4降低的常見疾病及表現(xiàn) 1.甲低 2.低T3綜合征 3.甲

16、狀腺炎中后期 4.甲亢抗甲狀腺藥物治療后 5.甲亢131I治療后改變 6.腎病綜合征 7.其他,圖像分析,正常影像,單純性甲狀腺腫,甲亢,4.心血管系統(tǒng),心肌灌注顯像,心肌灌注顯像(myocardial perfusion imaging)是通過SPECT或PET等顯像儀器，利用心肌血流灌注顯像劑的示蹤特性，獲得在特定條件下的心肌血流灌注影像，以此了解心肌的供血和存活情況，達(dá)到診斷和鑒別診斷，以及預(yù)后和療效觀察的目的的一種顯像技術(shù)。,77,左心室各壁心肌血流灌注未見明顯異常，左心室收縮功能正常。,78,血流灌注明顯減低，代謝基本正?；蜃罡?。提示下壁和后壁心肌缺血但存活。,臨床價(jià)值,（一）心肌缺

17、血的早期診斷 （二）冠心病的病情程度與預(yù)后估計(jì) （三）室壁瘤 （四）心臟傳導(dǎo)異常 （五）心血管疾病療效評(píng)價(jià) （六）充血性心力衰竭 （七）心肌病的輔助診斷 （八）慢性阻塞性肺病與肺心病 （九）化療對(duì)心臟毒性作用的監(jiān)測(cè),5.呼吸系統(tǒng),【肺灌注顯像】 肺具有豐富的小動(dòng)脈和毛細(xì)血管系統(tǒng)，其直徑約為79m。當(dāng)靜脈緩慢注入直徑1060m大小的放射性核素標(biāo)記顆粒時(shí)，經(jīng)右心隨肺動(dòng)脈血流到達(dá)肺臟，一過性均勻的嵌頓于部分肺的小毛細(xì)血管。這些暫時(shí)被栓塞的小毛細(xì)血管內(nèi)放射性顆粒數(shù)與肺血流灌注量成正比，能反映肺動(dòng)脈的血流灌注情況。,圖像分析,正常影像,臨床應(yīng)用,一、肺動(dòng)脈血栓栓塞的診斷和評(píng)價(jià) 二、預(yù)測(cè)肺腫瘤術(shù)后殘留肺的功能 三、肺動(dòng)脈高壓的診斷 四、大動(dòng)脈炎累及肺動(dòng)脈的觀察 五、慢性阻塞性肺部疾病的診斷及療效觀察 六、先天性心臟病右至左分流的診斷和定量分析,左位肝的肝膽動(dòng)態(tài)顯像,其它應(yīng)用,腎功能動(dòng)態(tài)顯像 (Functional imaging ),腎影逐漸增濃，經(jīng)24min腎影最濃，雙腎形態(tài)完整，放射性分布均勻，顯像劑尚未隨尿液經(jīng)腎盞、腎盂排入膀胱，此時(shí)腎影為