核医学PPT课件-核医学绪论及物理基础
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*
高度选择性
放射免疫靶向治疗 受体介导的靶向治疗 放射性核素基因治疗 高度适形性 放射性核素粒子植入治疗等
放射免疫分析 免疫放射分析 受体分析
*
通过放射性核素示踪技术，可以在生理状态下，从分子水平动态地研究机体各种物质的代谢变化，细致地揭示体内及细胞内代谢的内幕，这是其他技术难以实现的。 放射性核素显像反映了脏器和组织的生理和病理生理变化，属于功能影像；其中受体显像、放射免疫显像等技术也属于分子功能影像。
History look back
*
临床核医学之父
1926年美国Boston内科医师Blumgart首先应用放射性氡研究循环时间，第一次应用了示踪技术。 将氡从一侧手臂静脉注射后，在暗室中通过云母窗观察其在另一手臂出现的时间，以了解动-静脉血管床之间的循环时间。 后来他又进行了多领域的生理、病理和药理学研究。被誉为“临床核医学之父”。
*
影像学可被广义的分为解剖影像及分子影像。 CT和 超声属于解剖影像。 而PET及某些形式的MRI被认为是分子影像。
*
分子影像学
定义：运用影像学手段显示组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子，反映活体状态下分子水平变化，对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的科学。 是连接分子生物学等学科和临床医学的桥梁。
*
反应堆 裂变产物、分离纯化 133Xe、131I等 （生产丰中子放射性核素，多伴有β衰变，不利于制备诊断用放射性核素）
*
加速器 15O、18F等 （生产短寿命的乏中子放射性核素）
*
发生器（“母牛”） “从长半衰期核素的衰变产物中得到短半衰期核素的装置” 99mMo-99mTc（钼-锝） 113Sn-113In（锡-铟）
*
核医学发展史
*
核医学是一门年轻的学科 真正形成核医学学科的历史很短
1896
2015
Becquerel
放射现象
*
Becquerel 因发现放射现象获 物理学奖 1903 Marie.Curie 发现镭等元素 物理学奖 1911 Marie.Curie 化学奖 1908 Rutherford 发现铀能发射α和β粒子，化学奖 1921 Frederick Soddy 放射性物质和天然同位素研究，化学奖，“同位素”一词也是他1913年与苏格兰物理学家Margaret Todd在一次午餐谈话中提出. 1921 Albert Einstein 发现光电效应的定律获物理奖 1922 Aston 发现大量同位素及其质谱获化学奖 1923 Millikan 在元素的光电效应电荷研究方面获物理学奖 1927 Compton 发现了以他本人名字命名的“Compton效应”获物理学奖 1935 Joliot和他的妻子Irène Joliot-Curie人工方法合成新的放射性元素获化学奖
Modern cyclotron
略
*
Irène Curie & Frederic Joliot
1934年，法国放射化学家Curie 和她的丈夫 Joliot,第一次用人工核反应生产出放射性核素。 同年Fermi 等人用中子源轰击靶核生产出多种核素。
略
*
ห้องสมุดไป่ตู้
Fermi
1938年，芝加哥大学Fermi用中子辐照和慢中子核反应生产出新的放射性核素获物理学奖。 1942年建立了世界上第一座核反应堆，首先生产出放射性碘，为人工放射性核素的大量生产创造了条件，也导致了1945年第一颗原子弹的爆炸。
History look back
略
*
Ernest Lawrence
1930年美国加州大学校园里，物理学家Ernest Lawrence生产出一个回旋加速器，并生产出多种同位素。 1936年，他的兄弟，内科医师John Lawrence 首先用32P-治疗白血病。 1939年获物理奖。
History look back
*
第1章 核医学物理基础
核医学
第一节 原子
放射性核衰变
第二节
射线与物质的相互作用
第三节
核医学 物理基础
*
基本概念（1）
原子 Atom 构成元素的最基本单位 原子核 Nucleus 原子核由质子和中子构成，原子核带正电荷
*
99mTc衰变，发射γ射线回复到基态99Tc，半衰期6.02h。 放出能量为140keV的γ射线，适合单光子发射显像。 99mTc是目前临床SPECT显像最常用的核素。
*
学习要求
通过学习，要求对核医学基本理论、在医学中的作用、应用范围及其特点有一个基本了解。 在总论部分重点掌握核医学的某些基本概念和定义，各论部分重点掌握各种诊断方法的基本原理、临床应用价值及评价，核医学技术与其他相关技术的比较。 核医学是一门新兴综合学科，除了需要医学知识外，还需具备基本的物理、化学、计算机等相关知识。 核医学又是影像医学的一部分，因此要求了解相关影像学的特点。
同年，Joseph Hamilton发表了用放射性碘研究甲状腺功能的报告。
History look back
广岛 长崎
略
*
Berson & Yalow
1960年美国的Berson和Yalow 将核技术与免疫学技术结合建立了放射免疫分析法。 首先用于测定血浆胰岛素浓度，由于该法对医学的巨大贡献，1977年Yalow获得了Nobel Prize。
Yalow
Berson
History review
Radioimmunoassay
略
*
核医学历史
1.序幕（1896~1934） 2.初创阶段（1935~1945） 3.初具规模阶段（1946~1960） 4.迅速发展阶段（1961~1975） 5.现代核医学阶段（1975年~）
20世纪70年代核医学的重要进展
放射性活度 分布的外部测量
以图像形式显示 （功能性显像）
半衰期短
核素数量少
灵敏度高
*
显像原理 放射性核素或其标记化合物与天然元素或其化合物一样，引入体内后根据其化学及生物学特性有其一定的生物学行为，它们选择性地聚集在特定脏器、组织或受检病变部位中的主要机制有： ① 合成代谢：131碘甲状腺显像 ② 细胞吞噬：肝胶体显像 ③循环通路：99mTc-DTPA脑脊液间隙显像 ④选择性浓聚：99mTc-焦磷酸盐心肌梗死组织显像 ⑤选择性排泄： 99mTc-DTPA肾动态显像 ⑥通透弥散：脑血流灌注显像 ⑦离子交换和化学吸附：骨显像 ⑧特异性结合：放射免疫显像及反义显像
实验核医学 experimental nuclear medicine 临床核医学 clinical nuclear medicine
放射免疫分析 免疫放射分析 受体分析
*
实验核医学
利用核技术探索生命现象的本质和物质变化的规律 内容：核衰变测量、标记、示踪、体外放射分析等。
*
核素治疗
*
核医学绪论及基础
Nuclear Medicine
*
内 容
核医学定义 核医学主要内容 核医学发展历史与现状 放射性衰变基本知识
核医学定义
核医学的定义 核医学是利用放射性核素所发出的射线进行疾病诊断、治疗或进行医学研究的学科。 核医学涉及的学科： 核物理、核电子、核探测、计算机技术、图像处理、放射化学、医学各临床学科等
核医学与诺贝尔奖
略
*
1935 Chadwick 发现了中子获物理学奖 1936 Anderson 发现了正电子获物理学奖 1938 Fermi 用中子辐照和慢中子核反应生产出新的放射性核素获物理学奖 1930 Ernest Orlando Lawrence 生产出回旋加速器1939年获得物理学奖 1923 Hevesy 首先用同位素进行生命科学示踪研究，提出了“示踪技术”的 概念，1943年获诺贝尔化学奖。 1944 Hahn 在原子核裂变研究方面获化学奖 1960 Libby 发明了放射性14C测龄技术获化学奖 1959 Berson和Yalow 建立了放射免疫分析法1977年Yalow获诺贝尔医学奖 1984 Jerne等 在免疫系统的控制以及单克隆抗体的研究中获医学奖
History look back
略
*
实验核医学之父
美国化学家 Hevesy，最早将同位素示踪技术用于植物的研究、人体全身含水量等生理学研究，并发明了中子活化分析技术。 于1943年获得了Nobel奖金。并被称为The father of experimental nuclear medicine。
*
影像医学发展到现在逐渐形成了3个主要的阵营: (1)经典医学影像学：以X线、CT、MRI、超声成像等为主,显示人体解剖结构和生理功能。 (2)以介入放射学为主体的治疗学阵营。 (3)分子影像学：以MRI、PET、光学成像及小动物成像设备等为主，可用于分子水平成像，在疾病尚无解剖改变前即可检出异常。 三者是紧密联系的一个整体，相互印证、相互协作。
电子计算机
核医学
定性
定量
SPECT
PET
99Mo-99mTc 发生器
体外放射 分析技术
显像药物 发展
广泛应用
*
核医学已发展成为一门完整的临床学科 核医学有其自身的理论、方法和应用范围 有诊断、治疗、门诊及病房，不同于一般的医技科室 承担教学、科研和人才培养
核医学的学科性质
*
放射性核素的生产方式
医用放射性核素都是通过人工核反应来制备的简单化合物，通常由 ①反应堆 (Reactor) ②加速器 (Accelerator) ③放射性核素发生器 (Generator) 三种途径生产。
*
细胞的合成代谢
*
离子交换吸附
*
人为血管栓塞
*
. 特异性结合
*
单探头SPECT
*
双探头SPECT
*
PET/CT
*
*
*
*
放射免疫分析 免疫放射分析 受体分析
*
非显像检查法
放射性药物在脏器和组织中被 摄取、聚集及清除 时间-放射性曲线等形式显示 甲状腺摄131I率 肾图
甲状腺功能仪
肾功能仪
*
核医学的主要特点 Main characteristic
核医学之所以能成为现代医学的重要部分，是由于具有以下特点 能动态地观察机体内物质代谢的变化 能反映组织和器官整体和局部功能 能简便、安全、无创伤的诊治疾病 能进行超微量测定，灵敏度达10-15～10-12g 能用于医学的各个学科和专业
*
Marie S.Curie
1898年在巴黎的波兰化学家Curie (1867-1934)与他的丈夫 Pierre共同发现了镭（即88号元素），他们从30吨沥青铀矿中提取了2mg镭。此后，又发现了Pu和Th天然放射性元素。 1903年Curie与 Bequerel共获Nobel物理学奖，1911年又获得Nobel化学奖。
*
放射性核素显像
显像剂选择性聚集在特定脏器或病变靶器官 靶器官与邻近组织存在放射性浓度差 核医学显像仪器 SPECT显像, 全身骨显像、肾动态显像、心肌灌注显像、甲状腺显像等。 PET/CT全身断层显像，心肌代谢显像，脑代谢显像。
*
放射性核素显像特点
放射核素 引入人体
参与人体 新陈代谢
特定脏器 组织中聚集
高度选择性的聚集在病变部位的 放射性药物 radiopharmaceutical β粒子或α粒子 抑制或破坏病变组织
*
核素治疗
131I 甲亢、甲癌转移灶 核素标记单克隆抗体 131I-抗AFP抗体 原发性肝癌 90Y-抗CD20抗体（Zevalin） 淋巴瘤 89锶治疗骨转移Ca
核医学与诺贝尔奖
略
*
Becquerel
1896年法国物理学家 Becquerel发现了铀的放射性，第一次认识到放射现象。他在研究铀盐时，发现铀能使附近黑纸包裹的感光胶片感光，由此断定铀能不断地发射某种看不见的，穿透力强的射线。 1903年与Curie夫人共获Nobel物理学奖。
History look back
*
实验核医学 Experimental Nuclear Medicine 放射性核素示踪技术 放射性核素动力学分析 体外放射分析 放射自显影和活化分析 动物PET、SPECT成像
核医学 Nuclear Medicine
临床核医学 Clinical Nuclear Medicine
核医学内容
*
核医学的内容
高度选择性
放射免疫靶向治疗 受体介导的靶向治疗 放射性核素基因治疗 高度适形性 放射性核素粒子植入治疗等
放射免疫分析 免疫放射分析 受体分析
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通过放射性核素示踪技术，可以在生理状态下，从分子水平动态地研究机体各种物质的代谢变化，细致地揭示体内及细胞内代谢的内幕，这是其他技术难以实现的。 放射性核素显像反映了脏器和组织的生理和病理生理变化，属于功能影像；其中受体显像、放射免疫显像等技术也属于分子功能影像。
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临床核医学之父
1926年美国Boston内科医师Blumgart首先应用放射性氡研究循环时间，第一次应用了示踪技术。 将氡从一侧手臂静脉注射后，在暗室中通过云母窗观察其在另一手臂出现的时间，以了解动-静脉血管床之间的循环时间。 后来他又进行了多领域的生理、病理和药理学研究。被誉为“临床核医学之父”。
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影像学可被广义的分为解剖影像及分子影像。 CT和 超声属于解剖影像。 而PET及某些形式的MRI被认为是分子影像。
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分子影像学
定义：运用影像学手段显示组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子，反映活体状态下分子水平变化，对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的科学。 是连接分子生物学等学科和临床医学的桥梁。
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反应堆 裂变产物、分离纯化 133Xe、131I等 （生产丰中子放射性核素，多伴有β衰变，不利于制备诊断用放射性核素）
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加速器 15O、18F等 （生产短寿命的乏中子放射性核素）
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发生器（“母牛”） “从长半衰期核素的衰变产物中得到短半衰期核素的装置” 99mMo-99mTc（钼-锝） 113Sn-113In（锡-铟）
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核医学发展史
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核医学是一门年轻的学科 真正形成核医学学科的历史很短
1896
2015
Becquerel
放射现象
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Becquerel 因发现放射现象获 物理学奖 1903 Marie.Curie 发现镭等元素 物理学奖 1911 Marie.Curie 化学奖 1908 Rutherford 发现铀能发射α和β粒子，化学奖 1921 Frederick Soddy 放射性物质和天然同位素研究，化学奖，“同位素”一词也是他1913年与苏格兰物理学家Margaret Todd在一次午餐谈话中提出. 1921 Albert Einstein 发现光电效应的定律获物理奖 1922 Aston 发现大量同位素及其质谱获化学奖 1923 Millikan 在元素的光电效应电荷研究方面获物理学奖 1927 Compton 发现了以他本人名字命名的“Compton效应”获物理学奖 1935 Joliot和他的妻子Irène Joliot-Curie人工方法合成新的放射性元素获化学奖
Modern cyclotron
略
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Irène Curie & Frederic Joliot
1934年，法国放射化学家Curie 和她的丈夫 Joliot,第一次用人工核反应生产出放射性核素。 同年Fermi 等人用中子源轰击靶核生产出多种核素。
略
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ห้องสมุดไป่ตู้
Fermi
1938年，芝加哥大学Fermi用中子辐照和慢中子核反应生产出新的放射性核素获物理学奖。 1942年建立了世界上第一座核反应堆，首先生产出放射性碘，为人工放射性核素的大量生产创造了条件，也导致了1945年第一颗原子弹的爆炸。
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Ernest Lawrence
1930年美国加州大学校园里，物理学家Ernest Lawrence生产出一个回旋加速器，并生产出多种同位素。 1936年，他的兄弟，内科医师John Lawrence 首先用32P-治疗白血病。 1939年获物理奖。
History look back
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第1章 核医学物理基础
核医学
第一节 原子
放射性核衰变
第二节
射线与物质的相互作用
第三节
核医学 物理基础
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基本概念（1）
原子 Atom 构成元素的最基本单位 原子核 Nucleus 原子核由质子和中子构成，原子核带正电荷
*
99mTc衰变，发射γ射线回复到基态99Tc，半衰期6.02h。 放出能量为140keV的γ射线，适合单光子发射显像。 99mTc是目前临床SPECT显像最常用的核素。
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学习要求
通过学习，要求对核医学基本理论、在医学中的作用、应用范围及其特点有一个基本了解。 在总论部分重点掌握核医学的某些基本概念和定义，各论部分重点掌握各种诊断方法的基本原理、临床应用价值及评价，核医学技术与其他相关技术的比较。 核医学是一门新兴综合学科，除了需要医学知识外，还需具备基本的物理、化学、计算机等相关知识。 核医学又是影像医学的一部分，因此要求了解相关影像学的特点。
同年，Joseph Hamilton发表了用放射性碘研究甲状腺功能的报告。
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广岛 长崎
略
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Berson & Yalow
1960年美国的Berson和Yalow 将核技术与免疫学技术结合建立了放射免疫分析法。 首先用于测定血浆胰岛素浓度，由于该法对医学的巨大贡献，1977年Yalow获得了Nobel Prize。
Yalow
Berson
History review
Radioimmunoassay
略
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核医学历史
1.序幕（1896~1934） 2.初创阶段（1935~1945） 3.初具规模阶段（1946~1960） 4.迅速发展阶段（1961~1975） 5.现代核医学阶段（1975年~）
20世纪70年代核医学的重要进展
放射性活度 分布的外部测量
以图像形式显示 （功能性显像）
半衰期短
核素数量少
灵敏度高
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显像原理 放射性核素或其标记化合物与天然元素或其化合物一样，引入体内后根据其化学及生物学特性有其一定的生物学行为，它们选择性地聚集在特定脏器、组织或受检病变部位中的主要机制有： ① 合成代谢：131碘甲状腺显像 ② 细胞吞噬：肝胶体显像 ③循环通路：99mTc-DTPA脑脊液间隙显像 ④选择性浓聚：99mTc-焦磷酸盐心肌梗死组织显像 ⑤选择性排泄： 99mTc-DTPA肾动态显像 ⑥通透弥散：脑血流灌注显像 ⑦离子交换和化学吸附：骨显像 ⑧特异性结合：放射免疫显像及反义显像
实验核医学 experimental nuclear medicine 临床核医学 clinical nuclear medicine
放射免疫分析 免疫放射分析 受体分析
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实验核医学
利用核技术探索生命现象的本质和物质变化的规律 内容：核衰变测量、标记、示踪、体外放射分析等。
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核素治疗
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核医学绪论及基础
Nuclear Medicine
*
内 容
核医学定义 核医学主要内容 核医学发展历史与现状 放射性衰变基本知识
核医学定义
核医学的定义 核医学是利用放射性核素所发出的射线进行疾病诊断、治疗或进行医学研究的学科。 核医学涉及的学科： 核物理、核电子、核探测、计算机技术、图像处理、放射化学、医学各临床学科等
核医学与诺贝尔奖
略
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1935 Chadwick 发现了中子获物理学奖 1936 Anderson 发现了正电子获物理学奖 1938 Fermi 用中子辐照和慢中子核反应生产出新的放射性核素获物理学奖 1930 Ernest Orlando Lawrence 生产出回旋加速器1939年获得物理学奖 1923 Hevesy 首先用同位素进行生命科学示踪研究，提出了“示踪技术”的 概念，1943年获诺贝尔化学奖。 1944 Hahn 在原子核裂变研究方面获化学奖 1960 Libby 发明了放射性14C测龄技术获化学奖 1959 Berson和Yalow 建立了放射免疫分析法1977年Yalow获诺贝尔医学奖 1984 Jerne等 在免疫系统的控制以及单克隆抗体的研究中获医学奖
History look back
略
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实验核医学之父
美国化学家 Hevesy，最早将同位素示踪技术用于植物的研究、人体全身含水量等生理学研究，并发明了中子活化分析技术。 于1943年获得了Nobel奖金。并被称为The father of experimental nuclear medicine。
*
影像医学发展到现在逐渐形成了3个主要的阵营: (1)经典医学影像学：以X线、CT、MRI、超声成像等为主,显示人体解剖结构和生理功能。 (2)以介入放射学为主体的治疗学阵营。 (3)分子影像学：以MRI、PET、光学成像及小动物成像设备等为主，可用于分子水平成像，在疾病尚无解剖改变前即可检出异常。 三者是紧密联系的一个整体，相互印证、相互协作。
电子计算机
核医学
定性
定量
SPECT
PET
99Mo-99mTc 发生器
体外放射 分析技术
显像药物 发展
广泛应用
*
核医学已发展成为一门完整的临床学科 核医学有其自身的理论、方法和应用范围 有诊断、治疗、门诊及病房，不同于一般的医技科室 承担教学、科研和人才培养
核医学的学科性质
*
放射性核素的生产方式
医用放射性核素都是通过人工核反应来制备的简单化合物，通常由 ①反应堆 (Reactor) ②加速器 (Accelerator) ③放射性核素发生器 (Generator) 三种途径生产。
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细胞的合成代谢
*
离子交换吸附
*
人为血管栓塞
*
. 特异性结合
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单探头SPECT
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双探头SPECT
*
PET/CT
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放射免疫分析 免疫放射分析 受体分析
*
非显像检查法
放射性药物在脏器和组织中被 摄取、聚集及清除 时间-放射性曲线等形式显示 甲状腺摄131I率 肾图
甲状腺功能仪
肾功能仪
*
核医学的主要特点 Main characteristic
核医学之所以能成为现代医学的重要部分，是由于具有以下特点 能动态地观察机体内物质代谢的变化 能反映组织和器官整体和局部功能 能简便、安全、无创伤的诊治疾病 能进行超微量测定，灵敏度达10-15～10-12g 能用于医学的各个学科和专业
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Marie S.Curie
1898年在巴黎的波兰化学家Curie (1867-1934)与他的丈夫 Pierre共同发现了镭（即88号元素），他们从30吨沥青铀矿中提取了2mg镭。此后，又发现了Pu和Th天然放射性元素。 1903年Curie与 Bequerel共获Nobel物理学奖，1911年又获得Nobel化学奖。
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放射性核素显像
显像剂选择性聚集在特定脏器或病变靶器官 靶器官与邻近组织存在放射性浓度差 核医学显像仪器 SPECT显像, 全身骨显像、肾动态显像、心肌灌注显像、甲状腺显像等。 PET/CT全身断层显像，心肌代谢显像，脑代谢显像。
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放射性核素显像特点
放射核素 引入人体
参与人体 新陈代谢
特定脏器 组织中聚集
高度选择性的聚集在病变部位的 放射性药物 radiopharmaceutical β粒子或α粒子 抑制或破坏病变组织
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核素治疗
131I 甲亢、甲癌转移灶 核素标记单克隆抗体 131I-抗AFP抗体 原发性肝癌 90Y-抗CD20抗体（Zevalin） 淋巴瘤 89锶治疗骨转移Ca
核医学与诺贝尔奖
略
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Becquerel
1896年法国物理学家 Becquerel发现了铀的放射性，第一次认识到放射现象。他在研究铀盐时，发现铀能使附近黑纸包裹的感光胶片感光，由此断定铀能不断地发射某种看不见的，穿透力强的射线。 1903年与Curie夫人共获Nobel物理学奖。
History look back
*
实验核医学 Experimental Nuclear Medicine 放射性核素示踪技术 放射性核素动力学分析 体外放射分析 放射自显影和活化分析 动物PET、SPECT成像
核医学 Nuclear Medicine
临床核医学 Clinical Nuclear Medicine
核医学内容
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核医学的内容