核医学应用论文

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核医学成像技术

（理学院光信息科学与技术0501班，济南250022）

指导老师崔晓军

摘要：核医学成像技术主要包括PET（正电子发射计算机断层扫描仪）和SPECT（单光子发射计算机断层扫描仪）两大检查技术，在分子影像学研究中占据着极其重要的地位，可对活体组织中的生理生化过程做出定量分析，如血流量、能量代谢、蛋白质合成、脂肪酸代谢、神经递质合成速度、受体密度及其与配体结合的选择性和动力学、蛋白质功能与基因表达等.用正电子发射体直接标记药物，能够对药物剂量、作用部位、可能发生的毒副作用等做出前瞻性判断，判断其代谢反应的类型及产物，观察药物与其他药物的相互作用、药物与营养物质的相互作用、药物与受体的作用、药物与酶的相互作用等，从而达到诊断和疗效判断目的.

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NUCLEAR MEDICINE IMAGE FORMATION

TECHNOLOGY

Wang fulong

(0501, Optical information Science and Technology, School of Science, University of Jinan, 250022)

Supervisor CUI Xiaojun

Abstract:The nuclear medicine member phantom technology mainly includes PET (positive electron launch computer fault scanner) and SPECT (single photon emission computer fault scanner) two major inspection technologies, is occupying the extremely important status in the molecular phantom study research, may make the quantitative analysis to the Living specimen Organization's physiological biochemistry process, like the blood stream quantity, the energy metabolism, the protein synthesis, fatty acid metabolism, the nerve hand over the nature resultant velocity, the acceptor density and with the ligand union selectivity and dynamics, the protein function and the gene expression and so on. With the positive electron emitter direct mark medicine, can the poisonous side effect which to the medicine dosage, the function spot, possibly occurs and so on make the forward-looking judgment, judges its metabolic reaction the type and the product, the observation medicine with the other medicine interaction, the medicine and the nutrients interaction, the medicine and acceptor's function, the medicine and the enzyme interaction and so on, thus achieves the diagnosis and the curative effect judgment goal. Keywords: Nuclear medicine image formation; Positive electron launch fault image formation technology; Single photon emission computer fault image formation technology; Bone scanning; Cardiovascular image formation;

1前言

选题背景

核医学是一种利用标记有放射性核素的药物诊断和治疗疾病的科学，是医学现代化的

产物，是核技术在医学领域的应用科学.核医学是一个发展十分迅速的一门新兴学科，放射

性核素示踪技术是核医学的最基本技术.

核医学技术成像简介

核医学成像[1]是将放射性同位素以放射性药物的形式引入人体, 在感兴趣区形成按某些规律分布的放射源, 用探测器测量放射性药物产生的射线, 可获得反映放射性核素在脏器和组织中浓度分布及其随时间变化的图像, 有C照相机、发射型计算机体层CT (SPECT )和正电子发射型CT(PET)三种.C照相机同传统X 射线平面成像一样, 将脏器、组织的三维信息变成二维平面影像,可以立即在一定的视野内成像, 而不需机械扫描,这种仪器既可用静态观察,亦

可作动态观察.SPECT具有C照相机的全部功能, 还增添了断层成像功能,明显提高了诊断病

变的能力, 其扫描结构与X射线CT基本相同.PET用一对探头检测引入体内的超短半衰期同位素药物(其很快衰变放射出正电子,正电子又会迅速转变为C光子对)衰变产生的C光子对,由符合电路判定其是否是这条直线上的C光子对,然后经反衍计算, 按其空间位置将这一对光子产生的位置以直线形式反投影入假想空间, 再逐条投影线累计叠加, 便产生出体层图像.

核医学成像能够无创伤地观察放射性药物在体内的循环、扩散、聚集、排出的过程, 得到药物分子的图像, 提供机体代谢、生理功能的信息, 从而可以早期诊断疾病(优于X 射线CT, 甚至MR I )而且核医学成像能够动态显示、测量脏器功能和血流情况.PET 所用是11C,23N ,15O,18P 等超短半衰期同位素作为示踪原子, 它们可以被标记成一些具有生物学意义的化合物, 例如葡萄糖及同类药物; 所以PET 可以研究正常和异常的脑功能并立即将它们联系起来, 实际上可以同时研究整个脑, 并且对所有区域具有相同的敏感度.更为重要的是: 应用PET 进行癌症治疗药物的药代动力学及治疗机理和药效学等方面的研究, 有助于临床合理地选择更有效的药物及其相应剂量, 为治疗疾病提供更客观的依据.

2正电子发射断层成像技术(PET)

PET( Positron Emission Tomography)即正电子发射断层扫描仪,是当今世界最高层次的核医学技术,也是当前医学界公认的最先进的大型医疗诊断成像设备之一,已成为肿瘤、心、脑疾病诊断的不可缺少的重要方法.它是一种有较高特异性的功能显像和分子显像仪,除显示形态结构外,它主要是在分子水平上提供有关脏器及其病变的功能信息,适合于快速动态研究,具有多种动态显像方式

成像机理

正电子[1]断层扫描仪将人体代谢所必需的物质如:葡萄糖、蛋白质、核酸、脂肪酸等标记上具有正电子放射性的短寿命核素,制成显像剂( 如氟代脱氧葡萄糖)注入人体后进行扫描成像.因为人体不同组织的代谢状态不同,所以这些被核素标记了的物质在人体的各种组织中的分布也不同.

经过标记了正电子放射性核素的药物注射入人体,它衰变时产生的正电子在人体组织中运动很短距离后( 一般<1mm)和电子相遇而湮没,产生两个能量为511 keV的相反方向发射的γ光子.根据人体不同部位吸收标记化合物能力的不同, 同位素在人体内各部位的浓聚程