第九版核医学课件绪论
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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
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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
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。
History look back
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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
核医学课件：核医学绪论
仪器发展
1949年发明了第一台闪烁扫描机，揭开 了核医学显像诊断的序幕。 Hal Angel在1950年研制了井型晶体闪烁 计数器，用于体外放射性样品测量。 1957年研制了10.16 cm碘化钠晶体和针 孔准直器的γ-照相机，可以一次性成像。
仪器发展
1963年Kuhl 和Edwards 研制了第一台单 光子发射式计算机断层显像（single photon emission computed tomography, SPECT）。 1975年正电子发射型计算机断层显像 （positron emission tomography, PET） 研制成功。
放射性药物的发展
1931年发明了回旋加速器，1946年商用核反应 堆投产，使医用放射性核素的供给得到保证。
1965年市售的钼-锝放射性核素发生器问世， 可以就地分离出短半衰期放射性核素，使在偏 远地区医院也能得到适合核医学显像的99mTc。
1970年开始用亚锡离子（Sn2+）还原锝制备 99mTc标记化合物。
3.2、 核医学体外诊断
—体外分析法 （体外免疫测定）
(In Vitro Nuclear Medicine)
Dr. Yalow
A、核医学体外分析法是利用放射性核素 标记的示踪剂在体外测定从人体内采取的 血、尿、组织液等样品内微量生物活性物 质含量的方法。 B、代表性的放射免疫分析法 （Radioimmunoassay,RIA）是利用放射性 核素示踪技术的高灵敏度结合免疫学反应 的高特异性，以抗体为结合剂，标记抗原， 探测待测物上的标记信号，方法灵敏（1012－10-15 g ）、简便 C、1977年获诺贝尔医学奖。
测和记录射线种类、活度、能量的装 置统称为核仪器。
第三节：核医学在诊治上的 主要特点
核医学绪论-精品医学课件
03
核医学的成像技术
γ照相机成像技术
γ照相机是一种利用γ射线探测 技术对生物体内分布的放射性
核素进行成像的工具。
γ照相机具有高灵敏度和高分辨 率的特点，可对生物体内的放 射性核素进行无创性检测。
Hale Waihona Puke γ照相机成像技术可用于肿瘤、 心血管和神经系统等多个领域
的诊断和治疗。
SPECT成像技术
SPECT是一种单光子发射计算机断层扫描技术，可对生物体 内分布的放射性核素进行三维成像。
肿瘤显像
总结词
肿瘤显像是利用肿瘤细胞特异性摄取的放射性药物示 踪剂，显示肿瘤的位置、大小和分布情况，用于肿瘤 的诊断和治疗。
详细描述
肿瘤显像通过注射肿瘤细胞特异性摄取的放射性药物 示踪剂，如特异性抗体、氨基酸或葡萄糖等，利用γ相 机或PET系统采集肿瘤组织发出的γ射线，从而得到肿 瘤图像。肿瘤显像可用于诊断肿瘤疾病、评估治疗效 果和监测复发情况。
在材料科学领域，核技术可用于研究材料的微观 结构和性能，并开发出新型的高性能材料。
在农业领域，核技术可用于研究植物生长和发育 的分子机制，并开发出新型的农业生物技术产品 。
在环境科学领域，核技术可用于研究环境污染物 的迁移和转化，并开发出新型的环境监测技术和 治理方法。
THANKS
核医学的未来发展趋势
技术创新
未来核医学将进一步推进分子 核医学和精准诊疗等领域的技 术创新，实现诊疗一体化和个
体化治疗。
多学科融合
核医学将与生物医学工程、生物 信息学、纳米技术等多个领域进 行更深入的交叉融合，推动医学 诊疗技术的创新和发展。
社会应用
核医学技术将在公共卫生、食品安 全、环境保护等领域得到更广泛的 应用，提高人类健康水平和生活质 量。
人卫第九版核医学教学课件第一篇 基础篇 第2章 核医学仪器(二)
核医学（第9版）
二、正电子药物分装仪
自动化正电子药物分装仪可通过计算机 控制步进电机、气动装置等机械模块进行自 动化分装，并可自动化输出分装活度、抽取 体积、抽取时间、抽取序号、操作者等参数， 不仅可以尽可能的减少工作人员接受的辐射 剂量，提高工作效率，同时也能保证药物分 装的准确性与可重复性。
核医学（第9版）
四、活ห้องสมุดไป่ตู้计
活度计是用于测量放射性药物所含放射 性活度的一种专用放射性计量仪器，最常用 的是电离室型活度计，主要由探头、后续电 路、显示器或计算机系统组成。活度计的探 头一般采用封闭式井型圆柱形电离室作为探 测器，外面套以铅壁。对于常用放射性核素， 使用时只要选择待测核素的按钮或菜单，就 能利用相应的刻度系数转换成活度的读数。
核医学（第9版）
三、手持式γ射线探测器
手持式γ射线探测器由探头和信号处理显 示器两部分组成，具有体积小、准直性能好、 灵敏度高、使用方便等特点，主要用于术中 前哨淋巴结的探测。它探测的原理与γ计数器 相同，即将照射到晶体上的γ射线转换成电信 号，信号处理显示器由数字显示装置和声控 信号处理系统组成。
第二章
核医学仪器（二）
作者 : 安锐
单位 : 华中科技大学同济医学院附属协和医院
第一节 放射性探测仪器的基本原理 第二节 γ相机 第三节 SPECT与SPECT/CT 第四节 PET与PET/CT、PET/MR 第五节 脏器功能测定仪器 第六节 放射性计数测量仪器 第七节 放射性药物合成、分装仪
重点难点
掌握
1. 放射性探测仪器的基本构成和工作原理 2. γ相机的显像原理与动态显像 3. SPECT工作原理与显像特点 4. PET的显像原理 5. PET/CT和PET/MR的显像特点
人卫第九版核医学教学课件绪论
131I治疗甲状腺功能 亢进症
患者男性，70岁。前列腺癌全身 骨转移疼痛，89Sr治疗前后比较
2016SNMMI image of the year -theranostic drug
unites imaging and therapy for prostate cancer
PET image shows prostate cancer patient's
核医学（第9版）
三、核医学发展现状
5. 临床与分子核医学
（2）放射性核素治疗 ：放射性核素治疗安全、经济且疗效肯定，已成为治疗疾病的一种有效手段。主 要在甲状腺疾病（甲状腺功能亢进症，分化型甲状腺癌术后残留、局部淋巴结或远处转移），恶 性肿瘤骨转移骨痛、难治性恶性肿瘤放射性粒子组织间近距离植入治疗和放射免疫靶向治疗等。
第0章
绪论
作者 ：王荣福
单位 ：北京大学第一医院
一、 核医学定义、内容 二、 核医学特点 三、 核医学发展与现状
重点难点
掌握
掌握核医学的定义、内容和特点
熟悉
熟悉现代核医学与分子影像学的新技术应用及其进展
了解
了解核医学发展历史与现状
核医学（第9版）
一、核医学定义、内容
（一）核医学定义
核医学是研究核科学技术在临床医学疾病诊治及生物医学理论研究的一门学科。
70年代初我国自主研制出长城扫描机； 1952年和1959年David Kuhl先后设计了扫描机光点打印法和研制了 双探头的扫描机进行断层扫描； 1957年Anger研制出第一台γ camera； 80年代，SPECT广泛应用于临床，90年代 PET应用于临床，直到21 世纪SPECT/CT、PET/CT、PET/MR的广泛应用。
第九版核医学配套课件 1 核医学物理基础
（一）电离与激发
1. 电离 带电粒子（α、β粒子等）与物质的核外电子发生静电作用，使电子脱离轨道束缚形成自由 电子；失去电子的原子成为离子。 2. 电离密度 带电粒子在单位路程上产生的电子-离子对的数目，表明带电粒子的电离能力。 3. 激发 核外电子获得的能量不足，只能由能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道。
1.
β+衰变反应式：
A Z
X→AZ-1Y + β+ + Q
2. β+粒子，即正电子
3. 湮灭辐射：
β+粒子射程仅1~2mm，其在较短的时间内 与邻近的自由电子碰撞，转变成两个能量同 为511keV、方向相反的γ光子。
正电子湮灭辐射
一、核衰变方式
（四）γ衰变
1.
γ衰变反应式：
Am Z
X→AZ
Y + γ
两种同位素的比 较
三、稳定核素和放射性核素
1. 稳定核素：原子核稳定，不产生射线。 2. 放射性核素：原子核不稳定，自发产生射线。
第二节
核衰变
一、核衰变方式
（一）α衰变
1.
α衰变反应式：
A Z
X→A-4 Z-2
Y + 42
He + Q
2. α射线，即α粒子流（氦原子核）
3. α射线特点：
（1）质量大。 （2）射程很短。 （3）穿透能力很弱。 （4）电离能力很强。
γ光子
光电效应示意图
二、光子与物质的相互作用
（二）康普顿效应
能量较高的γ光子与原子的核外电子碰撞，将一部分能 量传递给电子，使之脱离原子轨道束缚成为高速运行 的电子，而γ光子本身能量降低，运行方向发生改变； 释放出的电子称作康普顿电子。
1. 电离 带电粒子（α、β粒子等）与物质的核外电子发生静电作用，使电子脱离轨道束缚形成自由 电子；失去电子的原子成为离子。 2. 电离密度 带电粒子在单位路程上产生的电子-离子对的数目，表明带电粒子的电离能力。 3. 激发 核外电子获得的能量不足，只能由能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道。
1.
β+衰变反应式：
A Z
X→AZ-1Y + β+ + Q
2. β+粒子，即正电子
3. 湮灭辐射：
β+粒子射程仅1~2mm，其在较短的时间内 与邻近的自由电子碰撞，转变成两个能量同 为511keV、方向相反的γ光子。
正电子湮灭辐射
一、核衰变方式
（四）γ衰变
1.
γ衰变反应式：
Am Z
X→AZ
Y + γ
两种同位素的比 较
三、稳定核素和放射性核素
1. 稳定核素：原子核稳定，不产生射线。 2. 放射性核素：原子核不稳定，自发产生射线。
第二节
核衰变
一、核衰变方式
（一）α衰变
1.
α衰变反应式：
A Z
X→A-4 Z-2
Y + 42
He + Q
2. α射线，即α粒子流（氦原子核）
3. α射线特点：
（1）质量大。 （2）射程很短。 （3）穿透能力很弱。 （4）电离能力很强。
γ光子
光电效应示意图
二、光子与物质的相互作用
（二）康普顿效应
能量较高的γ光子与原子的核外电子碰撞，将一部分能 量传递给电子，使之脱离原子轨道束缚成为高速运行 的电子，而γ光子本身能量降低，运行方向发生改变； 释放出的电子称作康普顿电子。
第九版核医学课件核医学分子影像
核医学（第9版）
二、核医学分子影像的特点
➢ 核医学分子影像的技术和研究手段的共同理论基础就是“分子识别”。 ➢ 抗原与抗体的结合；受体与配体的结合；许多多肽类药物与相应靶细胞
的结合；反义探针与癌基因的分子识别；酶与底物的识别等。 ➢ 核医学分子影像的最大优势和特点是能够从细胞和分子水平对体内的生
物化学变化过程进行在体、无创、时空动态可视化。 ➢ 核医学分子影像相对于其他影像手段，显像剂种类繁多。
➢ 受体显像主要包括肿瘤受体显像及神经受体显像，其中神经受体显像发展 迅速，神经受体显像剂有各种放射性核素标记的靶向多巴胺受体、乙酰胆 碱受体、5-羟色胺受体等。
核医学（第9版）
PET多巴胺受体影像示踪 建立大鼠海马神经干细胞快速诱导表达内源性多巴胺D2受体的体外培养技术，构建了基于
11C-NMSP（N-甲基螺环哌啶酮，多巴胺配基）PET受体显像的神经干细胞活体示踪与评估新 方法。
➢ 关于抗体的研究是放射免疫显像的热点，其中Affibody、微型抗体、纳 米抗体是主要的研究方向。
➢ 放射免疫显像具有高特异性、高成像对比率、高血液清除速度等特点，主 要应用于乳腺癌、肺癌等肿瘤的成像。
核医学（第9版）
3. 受体显像
➢ 受体显像是利用放射性核素标记的某些配体与靶组织中高亲和力的受体产 生特异性结合，反映体内受体空间分布、密度和亲和力的一种无创性方法， 具有配体-受体结合的高特异性以及放射性探测的高敏感性。
剪切
消化
无血清NSC培养 D2的诱导表达
1.海马来源的NSC 2.含血清贴壁培养 3.添加BDNF
体外调控多巴胺D2受体表达方法
移植前 移植后 移植神经干细胞的D2示踪
D2受体持续表达的在体示踪
【核医学 课件 PPT】绪论
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Frederic Joliot
1934年，法国放射化 学家Curie 和她的丈 夫 Joliot用a粒子照 射Al 产生放射性30P ,第一次用人工核反 应方法生产出放射性 核素。同年Fermi 等 人用中子源轰击靶核 生产出多种核素。
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History look back
Ernest Lawrence
1930年美国加州大 学校园里，物理学家 Ernest Lawrence发 明回旋加速器，并生 产出多种同位素。 1939年获物理奖。
1936年，他的兄弟， 内科医师John Lawrence 首先用P32治疗白血病，
Modern cyclotron
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放射性药物的发展
❖ 1931年发明了回旋加速器，1946年商用核反应 堆投产，使医用放射性核素的供给得到保证。
❖ 1965年市售的钼-锝放射性核素发生器问世， 可以就地分离得到长半衰期核素衰变产生的短 半衰期放射性核素，使在偏远地区医院也能得 到适合核医学显像的99mTc。
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临床核医学
❖是利用核医学的各种原理、技术和方法用 于诊断和治疗疾病
❖随着学科的发展，临床核医学又逐步形成 了系统核医学，如核心脏病学、核内分泌 学、神经系核医学等，它反映了核医学的 成熟过程与发展。
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临床核医学内容
❖核素显像 ❖功能测定 ❖核素治疗 ❖体外放射分析
Cassen and scanner
Nuclear instrument and development
1951年美国加州大学的 Cassen研制出第 一台闪烁扫描机，通过逐点打印方式获 得器官的图像，促进了显像的发展。为 此，美国核医学会专门设立了 “ Cassen award”
核医学课件绪论课件
代表核素：99Tcm核性能优良，为纯γ光子发射体，能量140 keV，
T1/2为6.02 h、方便易得、几乎可用于人体各重要脏器的形态
和功能显像。99Tcm是显像检查中最常用的放射性核素，目前 全世界应用的显像药物中，99Tcm及其标记的化合物占80%以 上，广泛用于心、脑、肾、骨、肺、甲状腺等多种脏器疾患的检 查，并且大多已有配套药盒供应。
辐射剂量及其单位
• 照射量 • 照射量率 • 吸收剂量 • 剂量当量 • 当量剂量
射线与物质的相互作用
• 带电粒子与物质的相互作用
电离、激发、散射、轫致辐射、湮灭辐射
• 光子与物质的相互作用
光电效应、康普顿散射、电子对生成
常用核医学仪器
Γ计数器
液体闪烁计数器
用于体外诊断
脏器功能测定仪
Γ照相机
单光子发射型计算机断层仪SPECT
其离闪烁中心（γ光子处）的距离增加而减 少；
• 由位置电路和能量电路根据不同位置的光
电倍增管接收到的闪烁光的强度来确定γ光 子的位置。
• PMT数目越多，图像上所有脉冲的X、Y位
置精度越好，图像的空间分辨率越好。
脉冲幅度高度分析器PHA ——光子能量甄别
• PHA用来选择放射性核素的能量和能谱范围。 • 单道分析器主要由上阈、下阈道宽和构成。改
单光子发射型计算机断层仪 （single photon emission computed tomography，SPECT）
是一台高性能的γ照相机的基础上增加了支架 旋转的机械部分、断层床和图像重建软件，使探 头能围绕躯体旋转360o或180o，从多角度、多方 位采集一系列平面投影像。通过图像重建和处理， 可获得横断面（transverse section）、冠状面 （coronal section）和矢状面（sagittal section） 的断层影像（tomogram）。
T1/2为6.02 h、方便易得、几乎可用于人体各重要脏器的形态
和功能显像。99Tcm是显像检查中最常用的放射性核素，目前 全世界应用的显像药物中，99Tcm及其标记的化合物占80%以 上，广泛用于心、脑、肾、骨、肺、甲状腺等多种脏器疾患的检 查，并且大多已有配套药盒供应。
辐射剂量及其单位
• 照射量 • 照射量率 • 吸收剂量 • 剂量当量 • 当量剂量
射线与物质的相互作用
• 带电粒子与物质的相互作用
电离、激发、散射、轫致辐射、湮灭辐射
• 光子与物质的相互作用
光电效应、康普顿散射、电子对生成
常用核医学仪器
Γ计数器
液体闪烁计数器
用于体外诊断
脏器功能测定仪
Γ照相机
单光子发射型计算机断层仪SPECT
其离闪烁中心（γ光子处）的距离增加而减 少；
• 由位置电路和能量电路根据不同位置的光
电倍增管接收到的闪烁光的强度来确定γ光 子的位置。
• PMT数目越多，图像上所有脉冲的X、Y位
置精度越好，图像的空间分辨率越好。
脉冲幅度高度分析器PHA ——光子能量甄别
• PHA用来选择放射性核素的能量和能谱范围。 • 单道分析器主要由上阈、下阈道宽和构成。改
单光子发射型计算机断层仪 （single photon emission computed tomography，SPECT）
是一台高性能的γ照相机的基础上增加了支架 旋转的机械部分、断层床和图像重建软件，使探 头能围绕躯体旋转360o或180o，从多角度、多方 位采集一系列平面投影像。通过图像重建和处理， 可获得横断面（transverse section）、冠状面 （coronal section）和矢状面（sagittal section） 的断层影像（tomogram）。
第九版核医学课件核医学分子影像
➢ 分子靶向治疗是通过干扰肿瘤生成和生长的靶向分子达到阻断肿瘤细胞生 长的目的的治疗方法。
➢ 64Cu-DOTA标记的曲妥珠单抗PET分子影像能显影HER-2阳性乳腺癌脑转 移病灶。18F-FES PET分子影像高代谢灶往往提示ER阳性的乳腺癌原发灶 或转移灶。这些受体显像的不断发展将使无创实现乳腺癌病理分子分型在 不久的将来成为可能。
➢ 影像组学包含以下几个步骤：数据采集，病灶检测，病灶分割，特征提 取和信息挖掘。
核医学（第9版）
影像组学处理流程
核医学（第9版）
二、核医学分子影像在影像组学的应用
PET-CT将PET与CT完美融为一体，由PET提
供病灶详尽的功能与代谢等分子信息，而CT提供
病灶的精确解剖定位，一次显像可获得全身各方
核医学（第9版）
2. 质子和重离子治疗监测
质子和重离子治疗目前主要采用质 子和碳离子。重离子具有深度剂量分布 特征和横向散射优势，对癌细胞有强杀 伤作用，并对癌细胞增殖周期、细胞内 氧浓度及癌细胞的损伤修复依赖性很低， 能够有效杀死癌细胞，是目前最先进的 放射治疗技术。
各种放射线体内剂量分布
核医学（第9版）
核பைடு நூலகம்学（第9版）
3. 干细胞治疗疗效评估
➢ 干细胞治疗是把健康的干细胞移植到患者体内，以达到修复或替换受损细胞 或组织，从而达到治愈目的的治疗手段。干细胞治疗过程中，移植后干细胞 在体内的植入、分布、存活、迁移等，需要分子影像方法进行时空动态示踪 和评估。
➢ PET分子影像方法发现了体外诱导多功能干细胞（iPSC）移植后神经修复与 功能恢复的时空动态变化规律。
第五章
核医学分子影像
第一节 分子影像与核医学分子影像的概念 第二节 核医学分子影像的应用实例 第三节 核医学分子影像与影像组学
➢ 64Cu-DOTA标记的曲妥珠单抗PET分子影像能显影HER-2阳性乳腺癌脑转 移病灶。18F-FES PET分子影像高代谢灶往往提示ER阳性的乳腺癌原发灶 或转移灶。这些受体显像的不断发展将使无创实现乳腺癌病理分子分型在 不久的将来成为可能。
➢ 影像组学包含以下几个步骤：数据采集，病灶检测，病灶分割，特征提 取和信息挖掘。
核医学（第9版）
影像组学处理流程
核医学（第9版）
二、核医学分子影像在影像组学的应用
PET-CT将PET与CT完美融为一体，由PET提
供病灶详尽的功能与代谢等分子信息，而CT提供
病灶的精确解剖定位，一次显像可获得全身各方
核医学（第9版）
2. 质子和重离子治疗监测
质子和重离子治疗目前主要采用质 子和碳离子。重离子具有深度剂量分布 特征和横向散射优势，对癌细胞有强杀 伤作用，并对癌细胞增殖周期、细胞内 氧浓度及癌细胞的损伤修复依赖性很低， 能够有效杀死癌细胞，是目前最先进的 放射治疗技术。
各种放射线体内剂量分布
核医学（第9版）
核பைடு நூலகம்学（第9版）
3. 干细胞治疗疗效评估
➢ 干细胞治疗是把健康的干细胞移植到患者体内，以达到修复或替换受损细胞 或组织，从而达到治愈目的的治疗手段。干细胞治疗过程中，移植后干细胞 在体内的植入、分布、存活、迁移等，需要分子影像方法进行时空动态示踪 和评估。
➢ PET分子影像方法发现了体外诱导多功能干细胞（iPSC）移植后神经修复与 功能恢复的时空动态变化规律。
第五章
核医学分子影像
第一节 分子影像与核医学分子影像的概念 第二节 核医学分子影像的应用实例 第三节 核医学分子影像与影像组学
核医学绪论课件(1)
原子和原子结构
原子结构
原子
原子核
质子 统称核子
中子
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
核外电子。
原子结构 同位素 同质异能素 核素
▪ 同位素：具有相同质子数而中子数不同的元素。
▪ 同质异能素：核内中子数和质子数相同但能量
状 态不同的核素。
▪ 核素：原子核的质子数、中子数和原子核所处的
能量状态均相同的原子属于同一种核素。
放射性核衰变 核衰变的方式
Siemens tri-head SPECT
SPECT显像
单光子发射计算机断层仪脏（器SP显EC像T仪）器
SPECT成像原理 通过用已知不同方向的放射性计数的投影值
来求物体内各点的放射性计数分布————图 像重建得到断层图像。
常用的图像重建方法：滤波反射投影法 （FBP）
迭代法
脏器显像仪器 SPECT与CT 的异同
脏器显像仪器
正电子发射计算机断层仪（PET）
PET探测系统：
闪烁探头
脉冲处理
符合电路系统
死时间校正
PET
PET系统
脏器显像仪器
正电子发射计算机断层仪（PET）
PET采集方式：
二维显像 三维显像
脏器显像仪器
正电子发射计算机断层仪（PET）
PET校正技术：
衰减校正 散射校正 死时间校正 探头系统标准化校正
核医学的现状与进展
绪论
❖ 治疗核医学的形成与发展
1901年 1903年 1905年 1939年 1942年 症……
镭 镭 镭 32P 131I
结核性皮肤病灶 近距离肿瘤治疗 突眼性甲状腺肿…… 白血病 甲状腺功能亢进
核医学的现状与进展
人卫第九版核医学教学课件第一篇 基础篇 第2章 核医学仪器(二)
核医学（第9版）
五、液体闪烁计数器
液体闪烁计数器简称为液闪，是在固体闪烁计数器的基础上发展起来的，主要用于α射 线和低能β射线（如3H、14C）的探测。
由于低能β射线穿透力弱、射程短、自吸收作用明显，很难穿透样品及样品容器到达闪 烁晶体或电离室内被探测到，因此需要将样品分子直接加入到液态闪烁体中，使射线最大 限度地直接与闪烁体作用，以期提高探测效率。
移动式表面污 染检测仪
手持放射剂量 检测仪
放射剂量场地 监测仪
核医学（第9版）
七、个人剂量监测仪
个人剂量监测仪是从事放射性工作的人 员必不可少的装备，是用来测量个人接受外 照射剂量的仪器，射线探测器部分体积较小， 可佩带在身体的适当部位。根据射线探测的 原理，可分为电离室型便携式剂量仪和热释 光个人剂量仪两类。
1. 核医学仪器是开展核医学工作的必备工具。根据使用目的不同，可分为显像仪器、 脏器功能测量仪器、放射性计数测量仪器、以及放射性药物合成与分装仪器等。
2. 放射性探测的基本原理是建立在射线与物质相互作用的基础上，主要包括电离作 用、激发作用和感光作用。
3. 用于放射性探测的仪器种类繁多，但其基本构成是一致的，通常都由两大部分组 成：放射性探测器和后续电子学单元。
掌握
1. 放射性探测仪器的基本构成和工作原理 2. γ相机的显像原理与动态显像 3. SPECT工作原理与显像特点 4. PET的显像原理 5. PET/CT和PET/MR的显像特点
熟悉 1. 放射性探测的基本原理 2. 常用的脏器功能测定仪器和放射性计数测量仪器 3. 正电子放射性药物合成系统和分装仪
核医学（第9版）
六、表面污染和工作场所作 场所和实验室的工作台面、地板、墙壁等部 位以及工作人员体表、服装、鞋等表面有无 放射性沾染和沾染多少的检测，而工作场所 监测仪是用于测量放射性工作场所射线的照 射量。这两类仪器的探测原理基本相同，剂 量值超过预设限值时会触发声光报警装置。
核医学总论PPT课件
食管癌PET-CT显像
其他核仪器
▪ 功能测定仪：甲状腺功能仪，肾图仪， γ计数探测器。
▪ 实验用仪器：γ计数器，放免仪，液体 闪烁计数器，活度计。
▪ 放射污染检测及监测仪：表面污染监 测仪，场所剂量检测仪，个人剂量监 测仪，个人剂量报警器。
第三章
基本概念
▪ 放射性制剂是指其分子中含有放射性核素的 放射性试剂和放射性药物的总称。
▪PET：是专为探测体内正电子发 射体湮灭辐射时同时产生的方向 相反的两个γ光子而设计的显像仪 器。数十个甚至上百个小γ光子探 测器环形排列，在躯体四周同时 进行探测。
PET
全 身 正 常 影 像
PET/CT以PET特性为主，同时将
PET影像叠加在CT图像上，使得PET 影像更加直观，解剖定位更加准确。
▪ 信号分析：信号甄别，信号位置判断，能峰 判断，时间判断，符合判断，信号增益校正， 射线散射校正，均匀性校正，旋转中心校正 等。
▪ 图像处理：衰减校正，（时间，空间）图象 平滑处理，ROI等图象定量分析，断层图象 重建（滤波反投射法，叠代法），剖切等。
▪ 图象融合：将两种不同图象融合成一幅图象 的技术，是医学影像发展的亮点。
衰变类型： α, β，γ衰变,电子俘获.
α衰变：核衰变时释出出α粒子（氦核）的衰 变。母核失去二个质子和二个中子。主要发生 在质子>82的核素。
放射性核衰变
β-衰变：主要发生在中子相对过剩的核素。核 中1个中子转化为质子，释放1负电子，原子 序数加1。 β+衰变（正电子衰变）：主要发生在中子相对 不足的核素。核中1个质子转化为中子，释放 1正电子和1中微子，原子序数减1。
➢ 分子核医学(Molecular NM)是应用核
核医学(第9版)绪论
131I治疗甲状腺功能 亢进症
患者男性，70岁。前列腺癌全身 骨转移疼痛，89Sr治疗前后比较
2016SNMMI image of the year -theranostic drug
unites imaging and therapy for prostate cancer
PET image shows prostate cancer patient's
各自影像技术的优势互补、彰显现代医学影像技术在精准医疗的价值。
配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
核医学（第9版）
SPECT/CT
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核医学（第9版）
PET：positron emission tomography PET：personalization /evidence /translation
本章小结
核医学（nuclear medicine）是研究核科学技术在临床医学疾病诊治及生物医学理 论研究的一门学科，涉及核素显像和功能测定、核素治疗、体外分析及其相关技术 理论研究。 核医学是利用核素示踪技术实现分子功能显像（molecular functional imaging） 诊断和靶向治疗（targeted therapy）的最具有新时代的专业学科特色。 核医学分子功能显像是以核素示踪技术为基础，以放射性浓度为重建变量，以组织 吸收功能的差异作为诊断依据。具有分子水平获得机体生理生化信息，因此有助于 疾病的早期诊断。这也是核医学显像最具有特色之处。 核医学是核科学技术在医学的应用，是现代医学的重要组成部分。核医学在医学领 域中具有独特的地位和作用，并与其它基础和临床专业学科知识相互渗透，与时俱 进，其新技术、新方法在临床疾病诊断和治疗及生物医学研究中发挥越来越重要的 作用。
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各自影像技术的优势互补、彰显现代医学影像技术在精准医疗的价值。
核医学（第9版）SPE来自T/CT核医学（第9版）
PET：positron emission tomography PET：personalization /evidence /translation
患者男性，47岁。间断发热2个月，骨穿未见异常，抗炎治疗无效 “分子水平影像的使用会使医学更精准”
PET/CT PET/MR FBFET/CT
核医学（第9版）
三、核医学发展现状
5. 临床与分子核医学
（1）放射性核素显像和功能测定：全身各系统脏器，SPECT、SPECT/CT全身与局部、动态及断层 显像在常规临床应用已占据重要作用。
存活心肌
核医学（第9版）
多学科融合与多模态成像是现代医学必然发展趋势
131I治疗甲状腺功能 亢进症
患者男性，70岁。前列腺癌全身 骨转移疼痛，89Sr治疗前后比较
2016SNMMI image of the year -theranostic drug
unites imaging and therapy for prostate cancer
PET image shows prostate cancer patient's
多学科联合诊疗（Muti-disciplinary theranostics ）。
多模态分子影像技术概念
两种或两种以上不同影像设备整合在同一机架并为临床医学提供更多的诊治信息的系统装置。
【SPECT/CT、SPECT/MR、PET/CT、PET/MR和SPECT/CT/PET或 SPECT/CT/光学（荧光）/PET等】
核医学科是利用核素示踪技术（radionuclide tracing technology）即核素（nuclide）及其
标记化合物（labeled compounds）进行临床诊断、治疗疾病的独立临床科室。
国家卫生健康委员会住院医师规范化培训基地《核医学》专业基地标准、国家临床重点专科或中心、国家级 区域医疗中心评审标准草案、三级医院医疗服务能力标准（综合医院）等明确规定：
核医学（第9版）
三、核医学发展现状
1. 放射性的发现 1896年Becquerel发现铀[238U]的天然放射性。 2. 人工生产放射性核素 1898年Curie夫妇成功提炼出镭[226Ra]和钋[218Po]放射性核素。 3. 放射性药物研发 核反应堆、医用加速器、裂变产物提取和放射性核素发生器。 4. 核医学显像仪器的研制 1951年Cassen研制出第一台scanner；
多模态生物成像（multiple model biological imaging）PET/CT新技术已成为临床肿瘤诊治的一把利剑。
多学科交叉融合
多学科的治疗模式在临床疾病的治疗中越来越多地被采用。临床各学科的医生共同为一个患者制定一个综 合的治疗计划。
MDT 多学科联合治疗（Muti-disciplinary treatment，Multi-disciplinary team） 。
二、核医学特点
核医学分子功能显像是以核素示踪技术为基础，以放射性浓度为重建 变量，以组织吸收功能的差异作为诊断依据。
1. 灵敏度高 精确探测可达10-18~10-14g。 2. 方法简便、准确。 3. 合乎生理条件。 4. 定性、定量、定位研究的相结合。 5. 专业技术性强，需要多学科合作和复合型人才。
独立核医学科室； 具备核素显像（SPECT/SPECT/CT、PET/PET/CT）、功能测定、体外分析和核素治疗病房。
核医学（第9版）
（二）核医学内容
一、核医学定义、内容
核医学（第9版）
诊断
PET/CT SPECT/CT PET/MR SPECT/MR
核医学与 分子影像
功能检查
肾图，吸碘等
体外放射分析
70年代初我国自主研制出长城扫描机； 1952年和1959年David Kuhl先后设计了扫描机光点打印法和研制了 双探头的扫描机进行断层扫描； 1957年Anger研制出第一台γ camera； 80年代，SPECT广泛应用于临床，90年代 PET应用于临床，直到21 世纪SPECT/CT、PET/CT、PET/MR的广泛应用。
患者男性，42岁。胰腺癌淋巴结 successful response to 68Ge-PSMA-617
转移，术中125I粒子植入治疗
endoradiotherapy
核医学（第9版）
三、核医学发展现状
5. 临床与分子核医学
（3）体外放射分析：体外放射分析（in vitro radioassay）是以放射性核素标记的配体为示踪剂，以 结合反应为基础，在体外完成的微量生物活性物质检测技术统称为体外放射分析。近年来，在放 射免疫分析技术基础上建立起来的化学发光、时间分辨荧光等非放射标记免疫分析技术广泛应用 于临床，大大推动了免疫学和检验学科发展。
第0章
绪论
一、 核医学定义、内容 二、 核医学特点 三、 核医学发展与现状
重点难点
掌握
掌握核医学的定义、内容和特点
熟悉
熟悉现代核医学与分子影像学的新技术应用及其进展
了解
了解核医学发展历史与现状
核医学（第9版）
一、核医学定义、内容
（一）核医学定义
核医学是研究核科学技术在临床医学疾病诊治及生物医学理论研究的一门学科。
核医学（第9版）
三、核医学发展现状
5. 临床与分子核医学
（2）放射性核素治疗 ：放射性核素治疗安全、经济且疗效肯定，已成为治疗疾病的一种有效手段。主 要在甲状腺疾病（甲状腺功能亢进症，分化型甲状腺癌术后残留、局部淋巴结或远处转移），恶 性肿瘤骨转移骨痛、难治性恶性肿瘤放射性粒子组织间近距离植入治疗和放射免疫靶向治疗等。
核医学（第9版）
静态
动态 平面
放射性核素显像设备
1950’
Scanner
？
21世纪
1960’
相机
PET/CT
1970’ SPECT 1990’
PET
融合
MicroPET
断层
功能 影像
分子 影像
分子 功能 影像
核医学（第9版）
国产PET/CT生产厂家
国家科技进步二等奖
国内有7家PET/CT生产厂家， 其中6家已获得CFDA注册证。
甲状腺激素
肾素-醛固酮等
放射性药物 研发及制备
治疗
甲亢、甲癌及 骨痛治疗等
核医学（第9版）
40%
25%
1%
10%
1%
临床核医学
-放射性核素显像 -功能测定
-放射性核素治疗和放射免疫分析
3% Radionuclide thera其py 他
10%
10%
131I治疗甲状腺功能亢进\DTC
核医学（第9版）
核医学（第9版）SPE来自T/CT核医学（第9版）
PET：positron emission tomography PET：personalization /evidence /translation
患者男性，47岁。间断发热2个月，骨穿未见异常，抗炎治疗无效 “分子水平影像的使用会使医学更精准”
PET/CT PET/MR FBFET/CT
核医学（第9版）
三、核医学发展现状
5. 临床与分子核医学
（1）放射性核素显像和功能测定：全身各系统脏器，SPECT、SPECT/CT全身与局部、动态及断层 显像在常规临床应用已占据重要作用。
存活心肌
核医学（第9版）
多学科融合与多模态成像是现代医学必然发展趋势
131I治疗甲状腺功能 亢进症
患者男性，70岁。前列腺癌全身 骨转移疼痛，89Sr治疗前后比较
2016SNMMI image of the year -theranostic drug
unites imaging and therapy for prostate cancer
PET image shows prostate cancer patient's
多学科联合诊疗（Muti-disciplinary theranostics ）。
多模态分子影像技术概念
两种或两种以上不同影像设备整合在同一机架并为临床医学提供更多的诊治信息的系统装置。
【SPECT/CT、SPECT/MR、PET/CT、PET/MR和SPECT/CT/PET或 SPECT/CT/光学（荧光）/PET等】
核医学科是利用核素示踪技术（radionuclide tracing technology）即核素（nuclide）及其
标记化合物（labeled compounds）进行临床诊断、治疗疾病的独立临床科室。
国家卫生健康委员会住院医师规范化培训基地《核医学》专业基地标准、国家临床重点专科或中心、国家级 区域医疗中心评审标准草案、三级医院医疗服务能力标准（综合医院）等明确规定：
核医学（第9版）
三、核医学发展现状
1. 放射性的发现 1896年Becquerel发现铀[238U]的天然放射性。 2. 人工生产放射性核素 1898年Curie夫妇成功提炼出镭[226Ra]和钋[218Po]放射性核素。 3. 放射性药物研发 核反应堆、医用加速器、裂变产物提取和放射性核素发生器。 4. 核医学显像仪器的研制 1951年Cassen研制出第一台scanner；
多模态生物成像（multiple model biological imaging）PET/CT新技术已成为临床肿瘤诊治的一把利剑。
多学科交叉融合
多学科的治疗模式在临床疾病的治疗中越来越多地被采用。临床各学科的医生共同为一个患者制定一个综 合的治疗计划。
MDT 多学科联合治疗（Muti-disciplinary treatment，Multi-disciplinary team） 。
二、核医学特点
核医学分子功能显像是以核素示踪技术为基础，以放射性浓度为重建 变量，以组织吸收功能的差异作为诊断依据。
1. 灵敏度高 精确探测可达10-18~10-14g。 2. 方法简便、准确。 3. 合乎生理条件。 4. 定性、定量、定位研究的相结合。 5. 专业技术性强，需要多学科合作和复合型人才。
独立核医学科室； 具备核素显像（SPECT/SPECT/CT、PET/PET/CT）、功能测定、体外分析和核素治疗病房。
核医学（第9版）
（二）核医学内容
一、核医学定义、内容
核医学（第9版）
诊断
PET/CT SPECT/CT PET/MR SPECT/MR
核医学与 分子影像
功能检查
肾图，吸碘等
体外放射分析
70年代初我国自主研制出长城扫描机； 1952年和1959年David Kuhl先后设计了扫描机光点打印法和研制了 双探头的扫描机进行断层扫描； 1957年Anger研制出第一台γ camera； 80年代，SPECT广泛应用于临床，90年代 PET应用于临床，直到21 世纪SPECT/CT、PET/CT、PET/MR的广泛应用。
患者男性，42岁。胰腺癌淋巴结 successful response to 68Ge-PSMA-617
转移，术中125I粒子植入治疗
endoradiotherapy
核医学（第9版）
三、核医学发展现状
5. 临床与分子核医学
（3）体外放射分析：体外放射分析（in vitro radioassay）是以放射性核素标记的配体为示踪剂，以 结合反应为基础，在体外完成的微量生物活性物质检测技术统称为体外放射分析。近年来，在放 射免疫分析技术基础上建立起来的化学发光、时间分辨荧光等非放射标记免疫分析技术广泛应用 于临床，大大推动了免疫学和检验学科发展。
第0章
绪论
一、 核医学定义、内容 二、 核医学特点 三、 核医学发展与现状
重点难点
掌握
掌握核医学的定义、内容和特点
熟悉
熟悉现代核医学与分子影像学的新技术应用及其进展
了解
了解核医学发展历史与现状
核医学（第9版）
一、核医学定义、内容
（一）核医学定义
核医学是研究核科学技术在临床医学疾病诊治及生物医学理论研究的一门学科。
核医学（第9版）
三、核医学发展现状
5. 临床与分子核医学
（2）放射性核素治疗 ：放射性核素治疗安全、经济且疗效肯定，已成为治疗疾病的一种有效手段。主 要在甲状腺疾病（甲状腺功能亢进症，分化型甲状腺癌术后残留、局部淋巴结或远处转移），恶 性肿瘤骨转移骨痛、难治性恶性肿瘤放射性粒子组织间近距离植入治疗和放射免疫靶向治疗等。
核医学（第9版）
静态
动态 平面
放射性核素显像设备
1950’
Scanner
？
21世纪
1960’
相机
PET/CT
1970’ SPECT 1990’
PET
融合
MicroPET
断层
功能 影像
分子 影像
分子 功能 影像
核医学（第9版）
国产PET/CT生产厂家
国家科技进步二等奖
国内有7家PET/CT生产厂家， 其中6家已获得CFDA注册证。
甲状腺激素
肾素-醛固酮等
放射性药物 研发及制备
治疗
甲亢、甲癌及 骨痛治疗等
核医学（第9版）
40%
25%
1%
10%
1%
临床核医学
-放射性核素显像 -功能测定
-放射性核素治疗和放射免疫分析
3% Radionuclide thera其py 他
10%
10%
131I治疗甲状腺功能亢进\DTC
核医学（第9版）