第六章示踪技术及放射性核素显像技术剖析
核医学核素示踪技术
核素示踪技术是通过向人体注入少量的 放射性同位素，利用其放射性衰变、探 测及成像等特性，达到对人体的诊断、 治疗和研究目的。
核素示踪技术在诊断中的应用
PET扫描
PET扫描可以用于检测许多疾病 的变化，包括癌症、神经系统疾 病和心脏疾病等等。
SPECT扫描
SPECT扫描主要用于检测心血管 疾病和神经系统疾病等，具有成 像时间短、分辨率高、安全性好 等优点。
检测手段
核医学检测手段包括：放射 免疫分析、核素扫描、PET、 SPECT等。
核素示踪技术原理
1
成像设备
Байду номын сангаас
2
核素示踪技术需要成像设备作为辅助检
测工具，常见的成像设备有PET和
SPECT等，它们可以将核素的分布情况
3
成像并显示。
放射性同位素
核素是指在核反应中发生变化，放出能 量和辐射的各种原子核。核素具有放射 性，可以通过外部检测，得到信息。
3
防关节炎治疗
疗效果。
核素治疗可用于防关节炎，将照射到关
节区域可避免虽不必要的疼痛和一系列
的症状。
核医学核素示踪技术的优势
1 高分辨率
核素示踪技术采用先进的成像设备，可以对 微小器官或组织产生影响、发现异常进行检 测。
3 准确性
核素示踪技术可以发现躲藏在身体深处的微 小病变，而传统的检查方法无法发现。
功能性核磁引导的核 素杂交成像技术 （FMISO）
就是在核素检测基础上，引入 MRI扫描，使得通过FMISO技 术能够获得较好的检测效果。
组学原理的发展及其 在临床中的应用
使用组学技术进行泛基因组分 析和蛋白质组分析，进一步提 高了分子成像的灵敏性和准确 性。
实验核医学(第六章)
3.参入实验的类型
①整体： ②离体：
4.基本方法及基本要求
方法：合适的标记物→引入生物体系→分离产物→ 测量产物 要求：标记物用量是示踪量、放化纯度高(>98%)、 分离产物要达到放化纯。
二、双标记参入实验
研究前身物的一个或两个以上基团或同一基团的 不同原子是直接转化产物，还是经过中间变化。
三、产物标记部位分析
阐明产物分子的特定部位与前身物的规律性联系。
四、稀释实验
用于分析物质转化的中间过程。
五、比活度时相变化
分析前身物、中间物和产物的关系。
第四节 物质吸收、分布及排泄的 示踪研究
一、物质吸收的示踪研究
主要是了解物质的吸收率、吸收的化学形式、吸 收机制及吸收的解剖部位等。 1.吸收率的示踪实验 ①观察未吸收的残留量 ②整体技术法测定吸收量 ③血浆中示踪物的含量测定 ④测定尿排出量
2.物质分布研究的应用
①药物、毒物在体内分布的示踪研究 ②生理物质在体内的分布示踪研究 ③特定标记物的示踪研究
3.物质转运的示踪研究及应用
①血浆组织间的转运 动态平衡的验证 组织成分来源的判断 血浆运载蛋白的研究 ②生物膜两侧的物质转运 单纯扩散研究 易化扩散及主动转运的研究 ③亚细胞水平的物质转运研究 电镜自显影动态观察 亚细胞组分的动态观察 亚细胞结构间物质转运模型制备
五、应用
1.测定生理物质的体内代谢库
2.整体内各种体液成分的量
3.作为考核其它超微量分析方法可靠性的参比
第三节 物质转化的示踪实验
目的：揭示机体内重要生命物质的前身物、中间 物及产物的关系，以及完成某种转化的必要条件。
一、参入实验
1.原理：标记物质A，引入生物体系一定时间，分离 物质B，测量B的放射性。 2.主要参数： ①参入百分率：产物总放射性占前身物的百分比。 ②相对比活度：产物比活度占前身物的百分比。 参入率：标记前身物转化为产物的速率（标记前身 物的利用率）。影响因素较多。
核医学第6章放射性核素示踪技术
放射性示踪技术的原理
放射性衰变
利用物质放Байду номын сангаас性衰变释放的 能量来检测物质的位置和数 量。
γ射线探测
使用γ射线探测器来测量放射 性核素的放射性强度。
成像技术
通过收集放射性信号并将其 转化为图像来可视化物质在 体内的分布。
放射性示踪技术的应用领域
核医学诊断
用于诊断癌症、心血管疾病、 神经系统疾病等。
放射治疗
1
更精确的图像分辨率
新技术的发展将提高图像的质量和分
新的示踪剂和技术
2
辨率，使诊断更加准确。
开发出更多选择的示踪剂和技术，以
适应不同的临床需求。
3
辐射剂量优化
减少患者和操作人员接受的辐射剂量， 保持显像质量的同时降低风险。
放射性核素示踪技术
了解放射性核素示踪技术的定义、作用以及它在核医学中所扮演的重要角色。
放射性示踪剂的分类
1 血流示踪剂
2 代谢示踪剂
用于评估心脏和大动脉的血液流动情况。
用于研究细胞代谢过程。
3 显像示踪剂
4 靶向示踪剂
用于可视化和评估器官和组织的内部结构 或功能。
由特定分子组成，用于定位和诊断特定类 型的肿瘤。
设备和放射性示踪剂的成本较高，需要专业 的设备和专家来操作。
放射性示踪技术的安全性与伦理问题
1 辐射安全
采取措施来最大限度地 降低操作人员和患者的 辐射风险。
2 伦理问题
需要保护患者的隐私和 权益，以及确保适当的 知情同意。
3 落地环境
处理和处理放射性废物 以确保环境的安全。
放射性示踪技术的未来发展趋势
用于治疗癌症和其他疾病，并 帮助缓解疼痛。
临床医学诊断基础：放射性核素示踪技术
放射性核素示踪技术是核医学的精髓，无论诊断还是治疗都和这项技术密切相关。
示踪技术其实大家并不陌生。
比如，在自然界观察野生动物大熊猫的生活习性就是利用的示踪技术。
科学家把野生熊猫抓住后，在它身上放上一个无线电发射器，人们在房间内通过仪器就可以探测到大熊猫的行踪，那个无线电发射器就是一种示踪物。
可以想象，作为示踪物，一定很轻，很小，不能被熊猫察觉，也不能影响和干扰熊猫的行为和功能。
核医学检查用的示踪物不是无线电发射器，而是放射性核素。
把放射性核素连在某些化合物上，就成了放射性药物，把它引入体内，我们通过仪器就能在体外探测到那个药物在体内的分布。
假如想了解心脏，我们就把放射性核素和喜欢到心脏的药物连在一起，如果想找到肿瘤也可以把放射性核素连到亲肿瘤的药物上，因此利用放射性核素示踪技术可以观察到患者的各个脏器或组织的代谢和功能。
6.放射性核素示踪技术解析
§1 放射性核素示踪技术的原理及特点 一、基本原理 放射性核素示踪实验的原理基于两 个方面： 1、相同性：即放射性核素及其标记化 合物和相应的非标记化合物具有相同的 化学及生物学性质，在生物体内的变化 相同； 2、可测量性：即放射性核素能发出各 种不同的射线，可被放射性探测仪器所 测定或被感光材料所记录。
§2
放射性核素稀释法
一、概念 放 射 性 核 素 稀 释 法 ( radionuclide dilution technique) 即用适当的放射性核 素标记化合物作为示踪剂，利用化学上的稀 释原理对微量物质作定量分析，或测定液体 容量的方法。 二、基本原理 依据化学物质在稀释前后质量不变的原 理，放射性物质在被稀释前后，其放射性活 度也不会改变。但是，由于被稀释，它的比 活度或放射性浓度降低了。
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2、选择合适的测量方法：通常根据选用的 核素发射的射线种类确定用何种方法测量。 如固体闪烁测量，液体闪烁测量、放射自 显影等方法。双标记要用双标记方法测量。 3、示踪剂量的估算 示踪剂量的估算不能用简单的公式来 估算，应该综合考虑。 ①稀释作用：放射性核素标记化合物进入 机体后，一般要求放射性活度在整个实验 过程中，经稀释后所制得的放射性样品不 能低于本底计数。
(二)核素反稀释法(inverse
nuclide dilution)： 用已知量的非标记物测定样品 中标记物含量的方法称之为核素反 稀释法。反稀释法与正稀释法测定 的原理相同，可以用同样的公式计 算，只是选择的未知数不同，反稀 释法的测定对象是求标记物的化学 量m1 。
四、放射性核素稀释法的应用 放射性核素稀释法当初建立时，曾 大量用于体外样品的定量工作。但自从 灵敏度更高的放射免疫分析方法及由此 发展起来的非放射性分析方法推广以来， 现已较少使用。但是在某些领域，核素 稀释法仍有不可取代的优越性。一是测 定生理性物质的体内代谢库或测定整体 内各种体液成分的量，二是作为考核其 它超微量分析方法可靠性的参比。
一、六、放射性衰变基础知识 第六章示踪技术
核医学通大附院核医学科樊冀伟绪论第一节学科分类和内容一、核医学的定义二、核医学的学科分类三、核医学的内容显像法体内诊断法{诊断{非显像法核医学{体外诊断法治疗第二节核医学的发展放射线及放射性核素的发现核医学发展的初始阶段核医学仪器的发展核医学试剂的发展第三节怎样学好核医学一、学好相关的基础医学:解剖学、生理学、生化学、病理学、免疫学以及医用化学和物理学。
二、学好相关的临床医学:内科、外科、妇产科、儿科、五官科等学科。
第一章放射性衰变基本知识第一节原子核结构一、原子核结构的表示二、元素、核素、同位素1.元素是具有相同质子数的一类原子的总称。
2.核素是指质子数和中子数都相同,且原子核处于相同能态的一类原子。
3.同位素质子数相同,中子数不同的核素互称为同位素。
三、同质异能素质子数和中子数都相同,而核能状态不同的核素互称为同质异能素。
第二节放射性衰变一、核力和放射性核素1.核的稳定性(一)核力原子核的核子之间存在的很强的短程吸引力称为核力。
(二)斥力原子核内带正电荷的质子之间存在着很强的静电排斥力称为斥力。
2.放射性核素原子核处于不稳定的状态,需在通过核内结构或能级的调整才能趋于稳定的核素称为放射性核素。
二、放射性衰变(一)α衰变释放出α射线的衰变方式称为α衰变。
(二)β-衰变释放出β-射线的衰变称为β-衰变。
(三)正电子衰变释放出正电子(β+)的衰变称为正电子衰变。
(四)电子俘获(E C)原子核俘获一个核外电子使一个质子转变成一个中子并放出一个中微子的过程称为电子俘获。
(五)γ衰变原子核发射γ光子释放过剩的能量的过程称为γ衰变。
三、衰变规律(一)物理半衰期是指放射性核素减少一半所需要的时间。
(二)放射性活度是指单位时间内发生衰变的原子核数目,其单位为贝克(B q)。
1贝克表示放射性核素一秒钟发生一次衰变。
第三节射线与物质的相互作用一、带电粒子与物质的相互作用１．电离与激发带电粒子通过物质时和物质原子的核外电子发生作用使电子脱离原子轨道而发生电离，如果核外电子获得的能量不足以使其形成自由电子，而只能从低能轨道跃迁到高能轨道使原子处于激发态，称为激发。
核物理学中的放射性核素和放射性示踪技术
核物理学中的放射性核素和放射性示踪技术在核物理学这个充满奥秘和探索的领域中，放射性核素和放射性示踪技术无疑是两颗璀璨的明珠。
它们不仅为我们揭示了物质的微观结构和原子核的奇妙世界，还在众多领域，如医学、生物学、地质学和工业等，发挥着至关重要的作用。
首先，让我们来了解一下什么是放射性核素。
简单来说，放射性核素是指那些原子核不稳定，会自发地发生衰变并释放出各种射线的核素。
这些射线包括α射线（由两个质子和两个中子组成的氦核）、β射线（电子或正电子）和γ射线（一种高能电磁波）。
放射性核素的衰变过程是一个随机的过程，但它们的衰变率通常用半衰期来描述，即放射性核素衰变一半所需要的时间。
不同的放射性核素有不同的半衰期，从几微秒到数十亿年不等。
放射性核素的产生有多种途径。
一种是通过天然放射性衰变，例如铀、钍等重元素在自然界中会自发地衰变产生一系列的放射性核素。
另一种是通过人工核反应，如在核反应堆中用中子轰击稳定核素，或者在加速器中用高能粒子撞击靶核，从而产生新的放射性核素。
接下来，我们再谈谈放射性示踪技术。
这是一种利用放射性核素作为示踪剂来追踪和研究物质在各种过程中的运动和变化的技术。
其基本原理是将少量放射性核素引入到被研究的体系中，然后通过检测放射性核素的分布和变化，来了解体系中物质的流动、转化和反应等情况。
在医学领域，放射性示踪技术的应用非常广泛。
例如，在诊断疾病方面，医生可以将放射性核素标记的药物注入患者体内，然后利用专门的仪器检测放射性核素在体内的分布，从而发现病变部位。
比如，利用放射性碘-131 可以诊断甲状腺疾病，通过检测甲状腺对碘的摄取情况来判断甲状腺的功能是否正常。
在治疗方面，放射性核素也发挥着重要作用。
例如，放射性碘-131 可以用于治疗甲状腺癌，放射性钴-60 可以用于肿瘤的放射治疗等。
在生物学研究中，放射性示踪技术可以帮助科学家了解生物体内各种物质的代谢过程。
比如，用放射性磷-32 标记的核苷酸可以研究DNA 的合成和复制过程；用放射性碳-14 标记的葡萄糖可以研究细胞的呼吸作用和能量代谢。
核医学第6章 放射性核素示踪技术
二、核素示踪技术的特点
1.灵敏度高：灵敏度可达10-14～10-18mol水 平(相对于化学分析 <10-12mol)，因而对研 究体内或体外实验系统内的微量物质具有 特别重要的价值。 某标记化合物比活度为 0.37TBq/mmol ， 仪器测量效率为 30%，本底为 50cpm，测 量时间不超过 5 分钟，要求测量误差不大 于5%，则最小可测定量为多少？
• 示踪剂是为观察、研究和测量某物质在指定过程中的行
为或性质而加入的一种标记物。常见的示踪剂有放射性 核素示踪剂、稳定性核素示踪剂、酶标示踪剂、荧光标
记示踪剂、自旋标记示踪剂等。
• 放射性核素示踪技术是利用放射性核素及其标记
化合物作为示踪剂，应用射线探测方法来检测它 的行踪，以研究示踪剂在生物体系或外界环境中 运动规律的核技术。
1980年获诺贝尔化学奖
一、核素示踪技术原理
1. 标记物与非标记物的同一性
放射性核素及其标记化合物和相应的非标记化合物 具有相同的化学及生物学性质。
125I-MIBG
用放射性同位素制备示踪剂是最理想的方法
实验核医学中常用的放射性核素有3H，14C等，临
床核医学中常用的有131I，59Fe等，PET常用的有11C，
4、示踪剂引入途径： 根据实验类型和目的，对整体动物实验可 采用静脉、腹腔、皮下及肌肉注射，或口服、 灌胃等。又可分为一次、多次、恒速滴注法。 离体示踪则可分为恒量法和脉冲法： a) 恒量法：一次加入标记物维持培养液中的 浓度不变。 b) 脉冲法：加入标记物后一段时间更换无标 记物的培养液，以观察特定时间内示踪物 的去向。
③实验周期及安全剂量：根据试验周期长短，实验分 析方法，给予途径等进行安全剂量估算。 示踪物引入机体后应基本不改变该物质在体内的 浓度。药物研究时其化学量不应超过临床剂量，动物 实验时引入剂量可适当增大，但仍不应达到中毒剂量。 离体示踪实验时，其实验的灵敏度取决于标记物 的比活度，比活度越高其灵敏度也高。在用完整细胞 进行实验且作用时间较长时，如果比活度高，可能会 因射线的辐射损伤效应影响实验结果。如以 3H-TdR 做掺入实验时，3H的局部辐射作用可能引起DNA分子 的明显损伤，因此，常采用比活度较低的标记物。
6.放射性核素示踪技术
④相对比活度：两个解剖部位中同一化 合物比活度的比值或两种化合物比活度 的比值。用于反映组织中某物质的来源 及组织与血液交换的速率，可排除血液 中比活度不恒定的影响。 四、示踪实验中的同位素效应 物质转化时，如分子中某一原子被 它的同位素所取代，虽然反应性质不变， 有时却会发生反应速度的改变，称为同 位素效应(isotope effect)。 在作物质 动力学研究时，应考虑同位素效应。
二、主要特点 1. 灵敏度高：灵敏度可达 10 -14 ～ 10 -18 g 水平，因而对研究体内或体外实验系统内 的微量物质具有特别重要的价值。 2.检测方法简便。 3. 合乎生理条件：引入高比放射性示踪 剂，不会改变体内或体外系统的正常生理 平衡，实验结果接近正常生理状态物质的 变化。 4.能定位和定性。比如利用RAG可检测示 踪剂在组织、细胞内的分布情况等。
§1 放射性核素示踪技术的原理及特点 一、基本原理 放射性核素示踪实验的原理基于两 个方面： 1、相同性：即放射性核素及其标记化 合物和相应的非标记化合物具有相同的 化学及生物学性质，在生物体内的变化 相同； 2、可测量性：即放射性核素能发出各 种不同的射线，可被放射性探测仪器所 测定或被感光材料所记录。
(二)核素反稀释法(inverse
nuclide dilution)： 用已知量的非标记物测定样品 中标记物含量的方法称之为核素反 稀释法。反稀释法与正稀释法测定 的原理相同，可以用同样的公式计 算，只是选择的未知数不同，反稀 释法的测定对象是求标记物的化学 量m1 。
四、放射性核素稀释法的应用 放射性核素稀释法当初建立时，曾 大量用于体外样品的定量工作。但自从 灵敏度更高的放射免疫分析方法及由此 发展起来的非放射性分析方法推广以来， 现已较少使用。但是在某些领域，核素 稀释法仍有不可取代的优越性。一是测 定生理性物质的体内代谢库或测定整体 内各种体液成分的量，二是作为考核其 它超微量分析方法可靠性的参比。
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放射性核素显像
原理:引入人体的放射性核素发射一定穿透能力 的r射线,依照放射性核素及其标记化合物在体内 的转归,又可浓集于不同的脏器和组织,利用放射 性核素探测仪器进行显像,就可在一定时相内在 体外显示脏器和组织的形态、位置、大小及其功 能结构的变化。
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放射性核素显像技术
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根据显像时机体的状态
静息显像：受检者处于安静状态，未受到 生理性刺激或药物的干扰； 负荷显像（介入显像）：在常规显像的条 件下，借助药物或生理刺激等方法增加某 个脏器的功能或负荷，通过观察脏器或组 织对刺激的反应能力，判断脏器或组织的 血流灌注与功能的储备能力，增加正常组 织与病变组织之间放射性分布的差别，从 而提高显像诊断的灵敏度和特异性。
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同一性：同一元素的同位素有相同的化学 性质，进入生物体后所发生的化学变化和 生物学过程均完全相同，而生物体不能区 别同一元素的各个同位素，可用放射性核 素来代替其同位素中的稳定性核素。
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可测性：放射性核素在衰变时发射射线， 利用高灵敏度的放射性测量仪器可对它所 标记的物质进行定性、定量及定位研究。
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根据影像获取的部位 局部显像：只显示身体某一部位或某一脏 器的影像； 全身显像：从头至足依序采集全身各部位 的放射性。
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第六章放射性核素示踪技术
管超楠
放射性核素示踪技术是利用放射性核素为 示踪剂研究生物机体各种物质的吸收、分布、 排泄、转移及转化规律的一门核医学技术， 也是贯穿于核医学领域和各项技术之中的基 本技术。
di
yi zhang jie
第一章节
放射性核素示踪技术的原理及特点
放射性核素示踪技术
放射性核素示踪技术是核医学诊断与研究的 方法学基础，可以说，核医学任何诊断技术和方 法都是建立在示踪技术的基础之上的，没有示踪 技术就没有核医学。
记化合物，测定放射性标记化合物化学量的方法。
反稀释法与正稀释法的原理相同，只是选择的未知
数不同。
mxs0 m0 mx sd
mx m0sd s0 sd
三、应用放射性核素稀释法的必要条件
I. 正确选用标记物和非标记物 II.准确稀释和充分混匀 III.分离纯化和测定样品的可靠方法
例如： 用双标记得乙酸（13CH314COOH)与大鼠肝组织切
片一起温育，分离出胆固醇，经过化学降解后分析 发现，胆固醇每个碳原子均来自于乙酸，不是13C就 是14C。
近年来利用质谱仪和核磁共振等手段，很多标 记物可以不经化学降解就可分析标记部位，已成为 复杂产物标记原子分析的重要工具。
相对比活度——表示标记前身物转化为产物的速 率或者标记前身物的利用率，又称参入率。
相对比活度 = 产物比活度 / 前身物比活度 * 100%
三、参入实验类型
整体参入实验
多采用动物实验，有利于观察某物质在体内转 化的全貌，某些酶系统作用的研究有时只能在整体 中进行。有时由于体内代谢过程比较复杂，受到循 环交换和代谢旁路等因素的影响，不易了解转变过 程的细节。
1、早期妊娠的诊断。 2、在宫外孕时，在子宫出血后3天仍可阳性，可用HCG与其它急腹症 鉴别，但其只有60%左右的阳性率。 3、不完全流产时HCG仍可为阳性，完全流产或死胎时则由慢性转阴。 4、用于产后或人流术后的情况的判断。如在一定时间内未恢复则应 考虑异常可能。 5、葡萄胎和恶 性葡萄胎，绒毛膜上皮癌及睾丸畸胎癌等显著增高。 6、应用于肿瘤术后观察。 7、其它一些如内分泌疾病、如脑垂体疾病、甲亢、卵巢肿瘤、子宫 癌、胃癌、肝癌等也可升高。
放射性核素示踪技术的应用-研究生
核素动力学分析（+动力学分析） 体外放射分析（+结合反应） 放射自显影（+摄影技术） 分子核医学（+分子生物学） 核素显像（+显像技术+计算机技术） 核素治疗学（+药物动力学）
解：
• C1= 3×106cpm/ml V1=1ml • C2=500cpm/ml 求V2？
C2（V1+V2）=C1V1 因C2>>C1，则：C2V2=C1V1
3×106×1=500×V2 V2=3×106/500=6000ml
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（二）反稀释法（reverse dilution method）
• 用已知量的非标记物测定样品中标记物含量的稀 释方法。
A PET scan can be an effective tool to diagnose Parkinson’s disease
9
Radiopharmaceutical
Radiotherapy Principle
Normal Abnormal 10
第二节 放射性核素稀释法
Radionuclide dilution technique
稳定性好、比活度高、无毒、不发生非代谢性交 换反应、与待测物化学性质和生物学性质相同
准确稀释和充分混匀 分离纯化和测定样品的方法要可靠
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核素稀释法的优点
最大优点：不需待测物质定量回收。 尤其是以下情况
（1）未知物质无法定量分离； （2）需要快速分析； （3）需分离的物质浓度很低； （4）测量整体分布容积。
观察其在动、植物体内的分布；
2024年医学影像学课件放射性核素显像
医学影像学课件放射性核素显像一、引言医学影像学是一门研究医学成像技术的学科，其发展对疾病的诊断和治疗具有重要意义。
放射性核素显像作为医学影像学的一个重要分支，通过放射性核素在体内的分布和代谢，为疾病的诊断和治疗提供了重要的信息。
本文将对放射性核素显像的基本原理、应用及其在医学影像学中的重要地位进行详细阐述。
二、放射性核素显像的基本原理放射性核素显像是一种基于放射性核素发射的射线进行成像的技术。
放射性核素是指具有不稳定原子核的元素，它们通过放射性衰变释放射线，包括α粒子、β粒子和γ射线。
在医学影像学中，常用的放射性核素主要有γ射线发射型核素，如99mTc、131I等。
放射性核素显像的基本原理是将放射性核素标记在特定的分子或药物上，通过静脉注射或口服等方式引入体内。
这些放射性核素标记的分子或药物在体内的分布和代谢过程中，会发射γ射线。
通过在体外使用γ相机等探测器对这些γ射线进行探测和成像，可以得到放射性核素在体内的分布图像，从而了解器官和组织的功能和代谢情况。
三、放射性核素显像的应用1.心血管系统：放射性核素显像可以用于评估心脏功能和心肌缺血情况，如心肌灌注显像和心脏功能显像。
2.呼吸系统：放射性核素显像可以用于评估肺部功能和肺血管疾病，如肺通气显像和肺灌注显像。
3.消化系统：放射性核素显像可以用于评估肝脏、胆囊、胃肠道等器官的功能和疾病，如肝功能显像和胃肠道出血显像。
4.骨骼系统：放射性核素显像可以用于评估骨骼代谢和疾病，如骨显像和骨转移瘤显像。
5.内分泌系统：放射性核素显像可以用于评估甲状腺、肾上腺等内分泌器官的功能和疾病，如甲状腺显像和肾上腺显像。
6.肿瘤学：放射性核素显像可以用于肿瘤的诊断、分期和疗效评估，如肿瘤显像和放射性核素治疗。
四、放射性核素显像在医学影像学中的重要地位1.早期诊断：放射性核素显像可以早期发现和诊断疾病，如肿瘤的早期诊断和心血管疾病的早期检测。
2.定量分析：放射性核素显像可以提供定量的功能参数，如心脏功能参数、肺部通气功能参数等，为疾病的评估和治疗提供重要依据。
6.放射性核素示踪技术解析
3.双标记示踪实验：其原理就是将两 个研究对象包括两种分子或是一种分 子的两种形态或是一种分子的两个部 分，分别带上示踪原子，通过采用相 应的测量方法，分析两种标记原子的 量，观察它们经过运动转化前后比值 的变化，判断该两种观察对象的运转 规律。
(二)实验方法及应注意的问题 1、标记物的选择： ①射线类型：体内示踪实验宜选用γ射线 发射体，如 131 I、99mTc；离体示踪或取样 进行离体测定的研究则多选用β射线或低 能γ射线发射体，如3H、14C及125I等。 ②半衰期：体内示踪实验一般选用短半衰 期核素，体外示踪实验可用半衰期长的放 射性核素。 ③放化纯度：必须经过纯化鉴定、放化纯 度>95%。
三、基本类型、方法及注意事项 (一)类型： 1.整体示踪实验：将标记物引入完整的机 体，从体外或取标本观察标记物的去向， 以了解示踪剂在机体内的运动规律，主要 用于研究物质在体内的吸收，分布、代谢 和排泄过程。 2.离体示踪实验：指从整体中分离出来的 组织或细胞等简单系统进行的实验。多用 于某些特定物质如蛋白质、核酸等的转化 规律以及某些精细结构的功能研究。
设质量为m1的标记物的比活度为s1 与质量为 m2 的同一种化学形态的非示 记物均匀混合，则标记物被非标记分 子所稀释，混合物的比活度为 s2，混 合前后的总放射性应相等。即： s2(m1+m2)=s1m1 如果 m1 和 m2 中有一个量为已知， 只需测定混匀后样品 ( 取任意量 ) 的比 活度，就可算出另一量。
第六章 放射性核素示踪技术
放射核素示踪技术是利用放射性核 素及其标记化合物作为示踪剂，应用射 线探测方法来检测它的行踪，以研究示 踪剂在生物体系或外界环境中运动规律 的核技术。放射核素示踪技术是实验核 医学中最重要的实验核技术之一，促进 了学科的交叉和渗透，贯穿于整个核医 学中，也被经常应用于基础医学、临床 医学等各个学科。
放射科中的核素显像技术与应用
放射科中的核素显像技术与应用放射科是医学中一项重要的专业领域，涉及到许多诊断和治疗疾病的方法和技术。
其中之一就是核素显像技术，它利用放射性同位素来观察人体器官和组织的功能和代谢情况。
本文将介绍核素显像技术的原理、应用领域以及相关的进展。
一、核素显像技术的原理核素显像技术的原理是通过给患者注射放射性同位素，通过患者体内放射性同位素的排泄、代谢等过程，利用显像仪器对其进行检测和记录。
放射性同位素的选择和注射方式通常根据需要观察的器官和组织的特点进行调整。
核素显像技术可以在体外实时观察人体组织的生理和病理变化，提供丰富的诊断信息。
二、核素显像技术的应用领域核素显像技术在医学领域具有广泛的应用，以下是其中几个主要应用领域的介绍：1. 心脏核素显像心脏核素显像是核素显像技术的重要应用之一，它可以通过观察心脏的血流情况、心肌代谢和供血情况等来评估心脏的功能和疾病状态。
心脏核素显像对于冠心病、心肌梗死等心脏疾病的早期诊断和治疗具有重要价值。
2. 骨骼核素显像骨骼核素显像主要用于骨科疾病的诊断和评估，如骨折、骨肿瘤、骨关节炎等。
通过注射放射性同位素，显像仪器可以观察到骨骼的血供和代谢情况，为骨科医生提供重要的诊断依据。
3. 甲状腺核素显像甲状腺核素显像主要用于甲状腺疾病的诊断和治疗。
放射性同位素的注射可以观察甲状腺的结构、代谢功能和激素分泌情况，对于甲状腺结节、甲亢和甲减等疾病的评估和治疗具有重要意义。
4. 肿瘤核素显像肿瘤核素显像是用于癌症的早期诊断和治疗的重要手段之一。
放射性同位素可以选择性地聚集在肿瘤组织中，形成明显的影像。
这样可以观察到肿瘤的位置、大小和分布情况，为肿瘤的定位和治疗方案提供重要的参考。
三、核素显像技术的进展随着医学技术的进步和仪器设备的更新，核素显像技术也在不断发展和革新。
以下是一些核素显像技术的新进展：1. 单光子发射计算机体层摄影（SPECT）SPECT是利用γ射线的放射源和放射探测器对患者进行三维成像的一种技术。
核素示踪技术-检验核医学
如分析对象为液体，以及稀释前后物质在 深液中的浓度基本不变，则可用放射性浓 度（如dpm/ml）代替放射性比活度，用稀 释前后的v代替质量m，则上式可写成：
C2（v1+v2）=C1v1
若C2>>C1，则：C2v2=C1v1
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2、正稀释法
用已知量的标记物为示踪剂来测定未 知量的非标记物的稀释法称为核素正 稀释法。
求m2（v2）
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例1：
用放射性浓度为3×106cpm/ml的125I-HSA1ml注入 一成人体内，待平衡后取静脉血1ml，测其放射性 浓度为500cpm/ml，问该人的血容量是多少？
C1= 3×106cpm/ml v1=1ml C2=500cpm/ml 求v2？
C2（v1+v2）=C1v1 因C2>>C1，则：C2v2=C1v1
（1）基因组DNA探针 （2）cDNA探针 （3）RNA探针 （4）寡核苷酸探针
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2、核酸探针的标记
（1）DNA全链标记 （2）DNA末端标记 （3）RNA全链标记
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（1）DNA全链标记
5’ 3’
1）缺口平 移法（用 于标记双 链DNA）
3’ 5’
双链DNA
DNA酶I Mg++
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（5）放射比活度
由于示踪实验时，示踪剂被稀释，故原始的比活 度应足够高，才能满足测量要求。
原始比活度的可根据下式计算： ACE/D>2B
A：原始比活度 C：原始放射性示踪剂用量 E：仪器的探测效率 D：稀释倍数 B：仪器的本底
医学影像学放射性核素显像
根据检查目的和病变部位选择合适的显 像方法，如平面显像、断层显像、动态 显像等。
图像采集与处理
图像采集
在合适的采集条件下，使用显像设备对病变部位进行放射性核素显像剂的摄取和分 布情况进行采集。
图像处理
通过计算机图像处理技术，对采集到的图像进行重建、滤波、降噪等处理，提高图 像质量和分辨率，以便更好地观察和分析病变情况。
现状
目前，放射性核素显像技术已经成为医学影像学领域的重要分支之一，广泛应 用于临床诊断和治疗。同时，随着技术的不断创新和发展，其在医学领域的应 用前景将3
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应用领域：放射性核素 价值：放射性核素显像 显像技术广泛应用于多 技术具有以下价值 个医学领域，如心血管 系统、神经系统、肿瘤 学、内分泌系统等。通 过放射性核素显像技术， 可以对这些系统的疾病 进行早期诊断、治疗监 测和预后评估。
成像原理
放射性核素显像是通过引入放射 性核素或其标记物，利用核素发 射的射线进行成像；而X线和CT 则是利用X射线穿透人体后的吸
收差异进行成像。
分辨率
放射性核素显像的空间分辨率相 对较低，但可以提供功能性和代 谢性信息；而X线和CT的空间分 辨率较高，更适用于解剖结构的
显示。
辐射剂量
放射性核素显像通常涉及较高的 辐射剂量，需要严格控制和管理； 而X线和CT的辐射剂量相对较低，
未来医学影像学将更加注重个体化诊疗 的实现，通过利用大数据、人工智能等 技术，对个体的基因组、蛋白质组、代 谢组等进行全面分析，为个体提供更加 精准的诊断和治疗方案。
未来医学影像学将更加注重放射性核素 显像技术的创新和应用拓展，例如开发 新的放射性核素、新的标记技术、新的 成像方法等，以满足不断增长的医疗需 求和提高医疗质量的要求。同时，也需 要关注放射性核素显像技术的安全性和 环保性等问题，确保其在医学领域的应 用符合相关法规和标准的要求。
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二、显像剂被脏器或组织聚集的机制：
1、合成代谢： 脏器和组织的正常合成功能需要某种元素或一定
化合物，若用该元素的放射性核素或放射性核素标记的 化合物引入体内，则可进行脏器和组织的体外显像。
甲状腺对碘有选择性吸收功能，利用放射性碘作示 踪剂，可显示甲状腺影像，判断其形态大小及结节的功 能状态。
11C标记的棕榈酸 (11C-PA)可被心肌摄取利用
第六章 放射性核素示踪技术与显像
引言
研究各种物质在生物体内的动态变化规律是医学研究的需要 用直接检测方法难以做到
原因：⑴物质浓度低，超出直接检测的灵敏度 ⑵动态变化，直接检测技术难以跟踪 ⑶无法采集信息
间接检测技术可以做到——包括示踪技术
第一节 放射性核素示踪技术
一、定义 是以放射性核素及其标记的化学分子作为示踪
患者口服131I
甲状腺吸碘功能测定仪
甲状腺吸碘功能测定结果
5．放射性核素显像技术
是根据放射性核素示踪原理，利用放射性核素 或其标记化合物在体内代谢分布的特殊规律，从 体外获得脏器和组织功能、结构影像的一种核技 术（见下图）。
放射性核素显像
向患者体内引入 特定示踪剂（或 显像剂）
核医学显像设备
体外示踪技术（in vitro)
有相同的化学及生物学性质。 如：用放射性131I来研究127I的生物学行为
2、可测性： 放射性核素发出各种不同射线，可被放射性探测仪所
测定或被感光材料所记录。 如：研究物质代谢3H、14C、32P
体外放射分析125I 脏器功能测定与显像131I、99mTc、111In、18F等
三、示踪技术的主要特点
剂，通过探测放射性核素在发生核衰变过程中发射 出来的射线，达到显示被标记的化学分子踪迹的目 的，用以研究被标记的化学分子在生物体系中的客 观存在及其变化规律的一类核医学技术。
可作为示踪剂的物质： 发光物质、特异性酶、放射性核素、 稳定核素
二、基本原理
1、同一性： 放射性核素及其标记化合物和相应的非标记化合物具
原理——放射性核素的示踪作用
基础——脏器内外、组织之间、病变组织放射性药物浓度差
基本条件：
⑴具有能够选择性聚集在特定脏器、组织和病变的放射 性药物，使脏器、组织或病灶与邻近组织之间的放射性 浓度差达到一定程度；
⑵利用核医学显像装置能探测到这种放射性浓度差，并 可根据需要以一定的方式将它们显示成像，即脏器、组 织或病变影像。
1．物质代谢与转化的示踪研究
不仅能够对前身物、中间产物、最终产物做出定性 分析，还可用以研究前身物转化为产物的速度、转化 条件、转化机制以及各种因素对转化的影响。
例如，用3H-TdR掺入DNA作为淋巴细胞转化 的指标观察细胞免疫情况；用125I-UdR（尿嘧啶核 苷）掺入RNA，可作为肿瘤细胞增殖速度的指标， 用于抗肿瘤药物的药敏实验研究等。
四、主要类型
按研究对象不同可分为
体内示踪技术（in vivo) 体外示踪技术（in vitro)
体内示踪技术（in vivo)
1．物质吸收、分布及排泄的示踪研究
常用于药物的药理学、药效学和毒理学研究，在药物的 筛选、给药途径和剂型选择等方面都具有重要的价值。
2．放射性核素稀释法
是利用稀释原理对微量物质作定量测量或测定液体容 量的一种核素示踪方法。比一般化学分析方法更简单，灵 敏度更高，广泛地用于研究人体各种成分的重量或容量， 如测定身体总水量、全身血容量(包括RBC容量和血浆容 量)、细胞外液量、可交换钠量和可交换钾量等 。
4．体外示踪结合放射分析
是指在体外条件下，以放射性核素标记的抗原、抗 体或受体的配体为示踪剂，以特异性结合反应为基础， 以放射性测量为定量方法，对微量生物活性物质进行定 量分折的一类技术的总称，包括放射免疫分析、免疫放 射分析、放射受体分析等。
第二节 放射性核素显像技术
一、基本原理：
根据放射性核素的示踪作用，利用放射性核素及标记 化合物在体内代谢分布的特殊规律，在体外获得脏器和组 织结构影像。
2．细胞动力学分析
是研究各种增殖细胞群体的动态量变过程的方法，包 括增殖、分化、迁移和衰亡等过程的变化规律以及体内 外因素对它们的影响和调控等。以细胞周期时间测定最 为常用。
3．活化分析
是通过使用适当能量的射线或粒子照射待测样 品，使待测样品中某些稳定的核素通过核反应变成放 射性核素（活化），然后进行放射性测量和能谱分析， 获得待测样品中稳定性核素的种类与含量（分析）的 超微量分析技术。活化分析是各种痕量分析法中灵敏 度最高的方法之一。
3．放射自显影技术（autoradiography，ARG）
是根据放射性核素的示踪原理和射线能使感光材料感 光的特性，借助光学摄影术来检查及记录被研究样品中放 射性示踪剂分布状态的一种核技术。
具有定位精确、灵敏度高、可定量分析等优点，广泛 用于药理学、毒理学、细胞学、血液学、神经学、遗传学 等学科领域。
18F标记的脱氧葡萄糖(18F-FDG)与一般葡萄糖一样可作 为能源物质被心肌细胞和脑细胞摄取利用
2、细胞吞噬 ：
单核-巨噬细胞具有吞噬异物的功能。将放射性胶 体颗粒或小聚合人血清白蛋白等由静脉注入体内，作为 机体的异物被单核-巨噬细胞系统的巨噬细胞所吞噬。
放射性胶体颗粒小于20nm——在骨来自中的浓集较多； 中等颗粒——被肝的枯否细胞吞噬； 大颗粒(50~1000nm)——主要浓集于脾。
4．放射性核素功能测定
放射性药物引入机体后，根据其理化及生物 学性质参与机体特定的代谢过程，并动态地分布 于有关脏器和组织，通过检测仪器可观察其在有 关脏器中的特征性消长过程，从而了解相应脏器 的功能状况。如甲状腺吸131I功能测定、肾功能测 定等（见下图）。
放射性核素功能测定
甲状腺吸131I功能测定
1、灵敏度高：可以精确测出微量物质 一般可达到10-14~10-18g
2、测量方法简便、准确：核射线不受其它物理、化学因 素影响，不受非放杂质干扰，无需分离、提纯
3、合乎生理条件：可使用少至生理剂量的放射性示踪物 来研究物质在整体中的变化规律
4、定性、定量、定位与动态研究相结合
5、缺点与局限性： 需要专用的实验条件 需要有专业训练的技术人员 需要实验验证示踪剂及标记物没有分解 辐射效应