绪论 核医学
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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
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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
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。
本科核医学绪论
核医学的基本原理和技术
基本原理
放射性衰变：放射性核素会自发地放出射线并转变为其他元素，这一过程中释放的 能量可用于医学影像和治疗。
射线与物质相互作用：射线在穿过人体组织时，会与组织发生相互作用，产生可检 测的信号。
核医学的基本原理和技术
主要技术
SPECT（单光子发射计算机断层扫描）：利用单 光子发射的放射性核素进行断层扫描，通过探测 射线在人体内的分布情况，获得人体内部的结构 和功能信息。
地位：核医学是现代医学领域中的重要 分支，为临床诊断和治疗提供了重要手 段。
研究：核医学还为生物医学研究提供了 重要工具，如放射性示踪技术，用于研 究生物体内的生理、生化过程。
治疗：利用放射性核素发出的射线，对 病变组织进行内照射治疗，达到治疗疾 病的目的。
作用
诊断：通过放射性核素标记化合物，结 合医学影像技术，可以对疾病进行早期 、准确的诊断。
PET显像
正电子发射断层显像（PET）可用于观察脑部的代谢、血流及神经递质等变化， 对癫痫、帕金森病、抑郁症等神经系统疾病的诊断和治疗具有重要意义。
放射性核素治疗
通过向颅内特定部位植入放射性核素，可治疗一些难治性神经系统疾病，如脑胶 质瘤等。
心血管系统疾病的诊断和治疗
心肌灌注显像：利用放射性核素标记的心肌灌注显像剂，观察心肌血流 分布和灌注情况，对冠心病、心肌梗死等心血管疾病的诊断具有较高价 值。
挑战
核医学发展面临着技术瓶颈、伦理问题和公众认知等方面的挑战。如何突破技术瓶颈，提高诊疗方法的特异性和 敏感性，是核医学领域亟待解决的问题。同时，加强伦理规范和公众科普教育，也是推动核医学健康发展的关键 。
THANKS
感谢观看
正电子发射断层扫描（PET）
第九版核医学课件绪论
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
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
大三上学期核医学核医学(重点总结)
第一张绪论核医学概念：利用放射性示踪技术探索生命现象、研究疾病机制和诊断疾病的学科；是利用放射性核素及其制品进行内照射治疗和近距离治疗的学科。
内容：实验核医学和临床核医学（临床和医学包括：核医学显像（放射性核素显像）、脏器功能测定、放射性核素治疗、放射免疫和体外分析）。
特点：桥梁、超前性、在线实时性、全面性、内照射治疗、分子影像。
放射性核素显像与其他医学影像学技术的关系相同点：1.以形态学改变为其诊断的基本出发点。
2.显像技术中有辐射存在为主要特点。
不同点：1.射线的来源不同（来自体内外）； 2.诊断的依据不同；3.射线的存在时间段不同；4.各自的特点不同。
第二章核医学物理基础、设备和辐射防护核素：即质子数和中子数都相同且原子核处于相同能态的原子为一种核素。
（注：原子核所处的能量状态不同的原子是不同的核素。
）同位素：质子数相同中子数不同的元素互为同位素，具有相同的化学性质和生物学特性。
同质异能素：质子数和中子数都相同但核的能量状态不同的核素互称同质异能素,如99Tc和99mTc。
激发态：原子核处于能量较高状态。
表示方法为m，如99mTc。
（注意：激发态保持时间一般较短）放射性衰变：不稳定核素自发地放出射线并转变成另一种核素的过程称为放射性衰变。
放出射线并转变成另一种核素。
衰变类型：α衰变（产生α粒子）；β–衰变（产生β¯粒子（电子））；β+衰变（正电子衰变）与电子不同的是带有正电荷；电子俘获；γ衰变。
湮没辐射: 正电子与物质的电子结合，电荷消失，两电子质量转化为两个能量相等各为511KeV，方向相反的γ光子。
电子俘获：质子从核外取得电子变为中子。
由于外层电子与内层能量差，形成的新核素的不稳定常产生：特征性X射线－能量转化；俄歇电子：能量使电子脱离轨道。
衰变规律：放射性核素原子数随时间以指数规律减少。
N=N0e-λt 衰变常数λ：表示单位时间内衰变的核的数目占当时的放射性核数目的比率。
指数规律：放放射性核素的数量以及放射性活度的变化服从指数衰变规律。
核医学：绪论
2021年7月29日2时27分
2020
影像学检查有效辐射剂量的比较
2021年7月29日2时27分
2121
核医学显像的临床应用
1% 2% 5%
9% 10%
27%
3% 43%
Cardiac Bone Liver/Renal Lung Thyroid Tumor Loc Brain Other
2021年7月29日2时27分
2021年7月29日2时27分
4646
当今世界最著名的核医学专家
• Wagner Jr. 美国霍 普金斯医学院教授， 连续25届在美国核医 学年会上作总结报告。
• 曾多次访华
2021年7月29日2时27分
4747
Origin of Chinese nuclear medicine
• 1956年在军委卫生部的领导下，由王世真和丁德 泮教授主持，在西安第四军医大学举办了生物医 学同位素应用训练班，这是我国第一个同位素应 用学习班，1957年又举办了第二期，标志着我国 核医学的诞生。
• 20多位与核医学发展有关的科学家获得 Nobel奖。
影像医学与核医学
4444
核医学与诺贝尔奖
1903 Becquerel 发现放射现象 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
影像医学包括
X线诊断学 超声影像诊断学 磁共振影像学
特点：根据人体器官的组织密度或其他物 理特性的差异成像，反映人体器官组织的 解剖结构 核医学影像学 特点：显示器官和病变组织的解剖结构和 代谢、功能相结合的显像。
核医学绪论(1)
Irè ne 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。
a粒子
Al
30P
核医学显像仪器发展
Static
1950‘
扫描机
1960‘
Fusion image ？
21世纪
PET/CT
照相机
1970‘SPECT
PET
1990’ 1990‘
Dynamic
Functional Imaging
Hale Waihona Puke 分子影像 tomo Molecular Functional imaging
Planner
核医学的学科性质
• 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、门诊甚至病房 • 承担教学、科研和人才培养，不 同于一般的医技科室。
Nuclear Medicine
核医学绪论
讲授内容
• • • • • 核医学定义 核医学主要内容 核医学与医学的发展 发展历史与现状 如何学习好核医学？
核医学定义
• 核医学是研究核技术在医学中的应用及理论的 学科。 • 应用放射性核素或核射线诊断疾病、治疗疾病 或进行医学研究的学科。 • 核医学是医学与核物理学、核电子学、化学、 生物学以及计算机技术等学科相结合的产物。
• • • • •
History review and present situation
Nuclear Medicine & Nobel Prize
医疗本科教材核医疗绪论
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、经济且疗效必定，已成为治疗疾病一个有效伎俩。主要 在甲状腺疾病（甲状腺功效亢进症，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。
131I治疗甲状腺功效 亢进症
医疗本科教材核医疗绪论
9/24
核医学（第9版）
静态
动态 平面
医疗本科教材核医疗绪论
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
功效 影像
分子 影像
分子 功效 影像
10/24
核医学（第9版）
国产PET/CT生产厂家
6. 人工智能与影像组学 （2）影像组学：影像组学（radiomics）深层次含义是指从影像（CT、MRI、PET等）中高通量地
提取大量影像信息，实现肿瘤分割、特征提取与模型建立，凭借对海量影像数据信息进行更深层 次挖掘、预测和分析来辅助临床医师做出最准确诊疗。
CT MRI PET/CT+FDG
影像组学 生物标志物
独立核医学科室； 具备核素显像（SPECT/SPECT/CT、PET/PET/CT）、功效测定、体外分析和核素治疗病来自。医疗本科教材核医疗绪论
4/24
核医学（第9版）
（二）核医学内容
一、核医学定义、内容
医疗本科教材核医疗绪论
5/24
核医学（第9版）
核医学与 分子影像
诊疗
PET/CT SPECT/CT PET/MR SPECT/MR
（2）放射性核素治疗 ：放射性核素治疗安全、经济且疗效必定，已成为治疗疾病一个有效伎俩。主要 在甲状腺疾病（甲状腺功效亢进症，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。
131I治疗甲状腺功效 亢进症
医疗本科教材核医疗绪论
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核医学（第9版）
静态
动态 平面
医疗本科教材核医疗绪论
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
功效 影像
分子 影像
分子 功效 影像
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核医学（第9版）
国产PET/CT生产厂家
6. 人工智能与影像组学 （2）影像组学：影像组学（radiomics）深层次含义是指从影像（CT、MRI、PET等）中高通量地
提取大量影像信息，实现肿瘤分割、特征提取与模型建立，凭借对海量影像数据信息进行更深层 次挖掘、预测和分析来辅助临床医师做出最准确诊疗。
CT MRI PET/CT+FDG
影像组学 生物标志物
独立核医学科室； 具备核素显像（SPECT/SPECT/CT、PET/PET/CT）、功效测定、体外分析和核素治疗病来自。医疗本科教材核医疗绪论
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核医学（第9版）
（二）核医学内容
一、核医学定义、内容
医疗本科教材核医疗绪论
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核医学（第9版）
核医学与 分子影像
诊疗
PET/CT SPECT/CT PET/MR SPECT/MR
【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）。
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
核医学绪论-精品医学课件
24
• 1931 回旋加速器发明（人工制备核素） 131I治疗疾病（揭开了核医学序幕）
25
• 1942 Femi在美国建第一个核反应堆
• 1946 反应堆投产（生产放射性核素）
26
1950 研制成功闪烁型探测器—扫描机
27
• 1958 Auger发明γ相机，影像核医学开创 • 1963 SPECT研制成功 • 1973 世界上第一台X-CT问世 • 1975 PET成功研制，80年代开始应用 • 80年代后期 SPECT普及 • 90年代初期 图像融合技术出现
16
甲吸测定
肾图
17
三、核医学是现代医学的 重要组成部分
1、核医学诊断特点：
灵敏度高，可达10-12—10-15g； 简便安全，能动态观察体内物质和功能变化； 能较早发现疾病。
目前，SPECT、PET是诊断心、脑、肿瘤等疑难 杂症的最优技术。
18
2、发达国家规定250张床位的正规医院 必须设核医学科，且有1/3以上的就诊 者进行各种核医学检查。
分
析
仪
9
钼 锝 发 生 器 及 放 射 性 药 物
10
SPECT单光子发射型计算机断层显像仪
11
全
下
身
肢
骨 显
静 脉 显
像
像
肺
显
像
12
Байду номын сангаас
心肌血流灌注显像
13
脑血流灌注显像
PET 正电 子发 射型 计算 机断 层显 像仪
14
PET 正电子发射型计算机断层显像 15
甲 状 腺 功 能 仪
核多功能仪
4
2、分类 核医学分为实验核医学（基础核 医学）与临床核医学二大类。
• 1931 回旋加速器发明（人工制备核素） 131I治疗疾病（揭开了核医学序幕）
25
• 1942 Femi在美国建第一个核反应堆
• 1946 反应堆投产（生产放射性核素）
26
1950 研制成功闪烁型探测器—扫描机
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• 1958 Auger发明γ相机，影像核医学开创 • 1963 SPECT研制成功 • 1973 世界上第一台X-CT问世 • 1975 PET成功研制，80年代开始应用 • 80年代后期 SPECT普及 • 90年代初期 图像融合技术出现
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甲吸测定
肾图
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三、核医学是现代医学的 重要组成部分
1、核医学诊断特点：
灵敏度高，可达10-12—10-15g； 简便安全，能动态观察体内物质和功能变化； 能较早发现疾病。
目前，SPECT、PET是诊断心、脑、肿瘤等疑难 杂症的最优技术。
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2、发达国家规定250张床位的正规医院 必须设核医学科，且有1/3以上的就诊 者进行各种核医学检查。
分
析
仪
9
钼 锝 发 生 器 及 放 射 性 药 物
10
SPECT单光子发射型计算机断层显像仪
11
全
下
身
肢
骨 显
静 脉 显
像
像
肺
显
像
12
Байду номын сангаас
心肌血流灌注显像
13
脑血流灌注显像
PET 正电 子发 射型 计算 机断 层显 像仪
14
PET 正电子发射型计算机断层显像 15
甲 状 腺 功 能 仪
核多功能仪
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2、分类 核医学分为实验核医学（基础核 医学）与临床核医学二大类。
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。
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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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迅速发展及现代核医学阶段
药物品种
初具规模 阶段（46-60） 阶段（46-60） 迅速发展 阶段（61-75） 阶段（61-75） 现代核医学 阶段（1976阶段（1976-） 多种核素及 其标记化合物 钼锝发生器 与加速器 心、脑、肿瘤 显像剂
仪器
闪烁计数器 扫描机
开展项目
多种脏器功能 测定与显像
绪
论
Introduction
重庆医科大学核医学 李少林
一、核医学学科分类和内容
1、定义： 核医学是利用放射性核素诊断、治疗疾病和进 行医学研究的学科。 2. 学科分类： 学科分类： 根据我国专业学位点的设置， 根据我国专业学位点的设置，核医
学属于“影像医学与核医学”学位点。 学属于“影像医学与核医学”学位点。
放射性药物
(Radiopharmaceuticals)
放射性试剂
(Radioactive Reagent)
核医学仪器
(Nuclear Medical Instrument)
四、 核医学发展简史
序 幕 阶 段 （1895-1935） 初 创 阶 段 （1936-1942） 初具规模阶段（1946-1960） 迅速发展阶段（1961-1975） 现代核医学 （1976-至今）
2、分类
核医学 临床核医学 实验核医学 治疗核医学
诊断核医学 体内
显 像 检查法 非显像 检查法
体外 分析
3、内容
3、1 诊断核医学
体内诊断：将放射性核素引入受检者体内
(In Vivo)，包括显像检查法 非显像检 Vivo) 显像检查法和非显像检 显像检查法 查法 体外诊断： 体外诊断：放射性核素不引入受检者体内 的检查称体外检查法，又称体外分析法 (In Vitro) Vitro)。
体外分析法的发展
临床医学的发展，检测的样品量增大，需要新一代的 更灵敏、稳定、快速、自动化的测量技术。 例如：标记抗体的免疫放射分析法， 例如：标记抗体的免疫放射分析法，灵敏度更高 非放射性标记的、自动化程度更高的一批分析方法应 运而生。例酶标记、化学发光标记、荧光标记等。 近年来的发展包括多种技术的互相渗透，自动化程度 的提高等。例如将酶免疫分析技术(enzyme immuneoassay, EIA) 与荧光技术或化学发光技术结合, 建立的荧光酶免疫分析( FEIA) 及化学发光酶免疫分 析(CL EIA) ,可极大地提高灵敏度。
212
• 1923 Hevesy 首次用 内的吸收与迁移作用
铅研究其对植物体
2. 初创阶段
1934年Joliet和Curie研制成功用人工方 1934年Joliet和Curie研制成功用人工方 法生产放射性核素， 法生产放射性核素，才真正揭开了放射 性核素临床应用的序幕。 性核素临床应用的序幕。
3. 初具规模阶段，主要成就 初具规模阶段，
甲吸测定
肾图
甲 状 腺 功 能 仪 核多功能仪
３.1.2核医学体外诊断 .1.2核医学体外诊断— 核医学体外诊断 —体外分析法 体外分析法
(In Vitro Nuclear Medicine)
Dr. Yalow
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、 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。 品内微量生物活性物质含量的方法。 Radioimmunoassay,RIA） 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， 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， 待测物上的标记信号，方法灵敏（10-12－10-15 g ）、 简便 1977年获诺贝尔医学奖。 1977年获诺贝尔医学奖。 年获诺贝尔医学奖
γ照相机 心肌、心血池、 心肌、心血池、肿瘤 及计算机的应用 显像、体外放免分析 显像、 SPECT PET、 PET、PET/CT 断层、代谢、 断层、代谢、放免 、受体显像
怎样学习核医学
要有扎实的基础医学和临床医学基本知识。 核医学与物理学、化学等学科联系紧密，核医 学显像要探测器官组织解剖结构，功能、代谢 改变，必须要学好解剖学、生理学、生化学、 病理学、免疫学等基础医学。 要熟悉临床各科疾病的特点，诊断、治疗方法， 才能正确选择显像方法，分析显像结果。
３.1.1 体内诊断
放射性核素显像 放射性核素显像
核医学显像是显示放射性核素标记的放射性 药物在体内的分布图。 药物在体内的分布图。实现脏器和病变显像 放射性药物根据自己的代谢和生物学特性， 放射性药物根据自己的代谢和生物学特性， 能特异地分布于体内特定的器官或病变组织， 能特异地分布于体内特定的器官或病变组织， 并参与体内的代谢， 并参与体内的代谢，标记在放射性药物分子上 的放射性核素由于放出射线能在体外被探测。 的放射性核素由于放出射线能在体外被探测。 放射性核素显像的仪器包括扫描机、 仪器包括扫描机 放射性核素显像的仪器包括扫描机、r照相 ECT、 机、ECT、PET 等
放射性核素扫描仪
甲状腺扫描
部分脏器的扫描 图象
肝扫描
肺扫描
脑扫描
r照相机
脑r照相
部分脏 器的γ照 相图片
肝胆系统r照相 肝胆系统r
甲状腺r 甲状腺r照相
肾脏r照相 肾脏r
肝脏r照相 肝脏r
SPECT单光子发射型计算机断层显像仪 SPECT单光子发射型计算机断层显像仪
甲状腺ECT显像
肾 脏 E C T 显 像
放射性核素治疗属于内照射治疗， 其治疗原理 放射性核素治疗属于内照射治疗 ， 是 通过高度选择性聚集在病变部位的放射性核素所 发出的射程很短的β 粒子、俄歇电子等， 发出的射程很短的β-粒子、俄歇电子等，对疾病进 行集中照射， 在局部产生足够的电离辐射生物效应， 行集中照射 ， 在局部产生足够的电离辐射生物效应 ， 达到抑制或破坏病变组织的目的， 达到抑制或破坏病变组织的目的 ， 而邻近的正常组 织和全身辐射吸收剂量很低。 织和全身辐射吸收剂量很低。
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， 1966年成功开发商品形式的放射性核素显像药 盒的，大大地促进了放射性药物的发展和临床 应用。有人称这为核医学的革命。
治疗用放射性药物一般选用放出射线射程短、 对生物组织的局部损伤作用强的放射性核素标 记，目前常用的射线是β-射线、俄歇电子， 处于研究中有潜在优势的有α射线等。 放射性核素治疗由于能在体内得到高的靶/非 靶比值，对病变组织有强的杀伤作用而全身正 常组织受的辐射损伤小，有较高的实用价值。
三、核医学必备的物质条件
①锝元素和放射性核素131I的发现： ②开始放射性核素治疗，1938年开始用32P治疗 白血病，1941年开始用131I治疗甲状腺功能亢 进（hyperthyroidism），1946年开始用131I治 疗甲状腺癌，沿用至今； ③在衰变）测定甲状腺的吸碘功能。 这一阶段的发展奠定了核医学学科发展方向。
各种核医 学体外检 查分析仪
时间分辨荧光免疫分析仪 放 射 免 疫 分 析 仪
二、核医学的诊疗原理和特点
１.体内检查法诊断原理和特点
物理化学特 性和生物学 行为 物理学特点 发出核射线 在体内脏器 代谢 通过或选择性积聚
放射性核素及 其标记化合物
可用放射性探测仪 器在体表进行探测
2.放射性核素治疗原理 2.放射性核素治疗原理
1. 序幕阶段
• 1895 • 1896 Roentgen Becquerl 发现Ｘ 发现Ｘ射线 发现铀盐中的γ 发现铀盐中的γ射线 分离出钋、 分离出钋、镭，命名了α、β、 命名了α
• 1896 Curie等 Curie等 γ射线 • 1901 理论
Roentgen等 建立用Ｘ Roentgen等 建立用Ｘ线、γ线治疗癌症的
放射性核素治疗的疾病不多，但疗效较 放射性核素治疗的疾病不多， 有方法简便、副反应小等优点、 好，有方法简便、副反应小等优点、有 治疗甲亢， 较高的实用价值。 较高的实用价值。如 131I治疗甲亢，32P 治疗真性红细胞增多症及32P玻璃微球行 肝动脉灌注治疗肝癌等。 肝动脉灌注治疗肝癌等。
放射性核素选择
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，
肝脏ECT显像 肝 胆 E C T 显 像
肾 血 流 灌 注 E C T 显 像
全 身 骨 显 像
下 肢 静 脉 显 像
肺 显 像
心肌血流灌注显像
脑 血 流 灌 注 显 像
PET 正电 子发 射型 计算 机断 层显 像仪
PET
正电子发射型计算机断层显像
PET
正电子发射型计算机断层显像
非显像检查法－ 非显像检查法－器官功能测定 放射性核素引入体内后， 放射性核素引入体内后，不是以图象的方式 显示出来， 显示出来，而是在体外记录放射性药物在体内某 器官分布的数据、随时间变化的曲线等 器官分布的数据、随时间变化的曲线等，通过对 数据 曲线 数据、曲线的分析，就能对脏器的功能作出判断 对脏器的功能作出判断, 数据、曲线的分析，就能对脏器的功能作出判断, 如甲状腺功能检查、肾功能检查、心功能检查、 如甲状腺功能检查、肾功能检查、心功能检查、 骨密度检查等等。 骨密度检查等等。