核医学及技术发展史

核医学：研究核技术在医学中的应用及其理论的学科，也可定义为利用放射性核素或核射线进行医学疾病的诊断、治疗和进行医学研究的学科。核医学最重要的特点是能提供身体内各组织功能性的变化，而功能性的变化常发生在疾病的早期，能够更早地发现和诊断某些疾病。核医学以其应用和研究的范围侧重点不同，可大致分为实验核医学和临床核医学两部分。

实验核医学：主要是发展、创立新的诊疗技术和方法。利用射线示踪技术进行医学研究，包括核医学自身理论与方法的研究以及基础医学理论与临床医学的研究，促进医学科学的进步。临床核医学：利用核医学的各种原理、技术和方法来研究疾病的发生、发展，研究机体的病理生理、生物化学和功能结构的变化，达到诊治疾病的目的，提供病情、疗效及预后的信息，分为诊断核医学和治疗核医学两大部分。

核医学的特点：

1、方法灵敏、简便、安全、‘无创伤’

2、反映体内的生化与生理过程

3、同时反映组织和脏器的形态与功能

4、提供动态的资料

5、提供定量的、准确的资料

6、高特异性

核医学影像设备是向人体内注射放射性示踪剂(俗称同位素药物)，使带有放射性核的示踪原子进入要成像的组织，然后测量放射性核在人体脏器内的分布成像，以诊断脏器是否存在病变和确定病变所在的位置；X射线和超声成像设备则是从外部向人体发射某种形式的能量，根据能量的衰减或反射情况来成像，表征组织情况。

核医学影像检查ECT与CT、MRI等相比，能够更早地发现和诊断某些疾病。核医学显像属于功能性的显像，即放射性核素显像。

2、核医学影像设备发展简史

1896年，法国物理学家贝克勒尔在研究铀矿时发现，铀矿能使包在黑纸内的感光胶片感光，这是人类第一次认识到放射现象，也是后来人们建立放射自显影的基础。科学界为了表彰他的杰出贡献，将放射性物质的射线定名为“贝克勒尔射线”。

1898年，马丽·居里与她的丈夫皮埃尔·居里共同发现了镭，此后又发现了钚和钍等许多天然放射性元素。

1923年，物理化学家Hevesy应用天然的放射性同位素铅-212研究植物不同部分的铅含量，发现了某些元素受X光照射后会发出独特的射线，为X-线射荧光分析法奠定了基础；后来又应用磷-32研究磷在活体的代谢途径等，并首先提出了“示踪技术”的概念。在核医学界被誉之为基础核医学之父

1926年，美国波士顿内科医师布卢姆加特（Blumgart）等首先应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，在人体内第一次应用了示踪技术，有“临床核医学之父”之称。

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。

1934年Enrico Fermi发明核反应堆，生产第一个碘的放射性同位素。

1936年John Lawrence 首先用32P磷治疗白血病，这是人工放射性同位素治疗疾病的开始。1937年Herz首先在兔进行碘[128I]半衰期（半衰期T1/2=25分）的甲状腺试验，以后被131I（8.4天）替代。

1942年Joseph Hamilton首先应用131I测定甲状腺功能和治疗甲状腺功能亢进症;

1946年7月14日，美国宣布放射性同位素可以进行临床应用，开创了核医学的新纪元; 1951年，美国加州大学的卡森（Cassen）研制出第一台扫描机，通过逐点打印获得器官的放射性分布图像，促进了显像的发展。

1957年，安格（Hal O. Anger ）研制出第一台γ照相机，称安格照相机，使得核医学的显像由单纯的静态步入动态阶段，并于60年代初应用于临床。1959年，他又研制了双探头的扫描机进行断层扫描，并首先提出了发射式断层的技术，从而为日后发射式计算机断层扫描机—ECT 的研制奠定了基础。

20世纪50年代，钼-锝(99Mo-99m Tc)发生器的出现。1957年由特克尔(Tucker)等人制造成发生器，使得这种性能优良的短半衰期核素能广泛应用于医学领域至今。

70年代单光子断层仪的应用和80年代后期正电子断层仪进入临床应用，使影像核医学在临床医学中的地位有了显著提高；

1972年，美国宾夕法尼亚(Pennsylvania)大学戴维·库赫(David Kuhl)博士应用三维显示法和18F-脱氧葡萄糖（18F-FDG）测定了脑局部葡萄糖的利用率，打开了18F-FDG检查的大门。他的发明成为了正电子发射计算机断层显像（PET）和单光子发射计算机断层显像（SPECT）的基础，人们称库赫博士为“发射断层之父”。

PET-CT（Positron emission tomography /

Computed tomography）

中文名：正电子发射断层显像/X 线计算机体层成像仪。

PET：功能代谢显像。CT：解剖结构显像。

PET-CT：将二者设计为一体，由一个工作站控制。

发展史

1998年,世界上第一台专用PET-CT的原型机，安装在匹兹堡大学医学中心。

1998～2001年间,在这台原型机上做了300余例肿瘤病人。其中一幅图像被评为1999年美国核医学年会最佳图像。

什么是PET?

PET是将正电子衰变核素标记的放射性药物(如FDG）引入体内，检查全身代谢过程的一种检查方法，全称为“正电子发射断层扫描”（Positron Emission Tomography)。

什么是PET-CT?

将PET设备和CT设备融为一体的同时具备形态学和功能学诊断的尖端影像设备。

工作原理

1.PET:正电子发射断层显像示踪剂—正电子核素从分子水平显示生理代谢功能。

2.CT:为核素分布区精确解剖定位。

PET使用正电子示踪剂，核素衰变过程中正电子从原子核内放出后与自由电子碰撞湮灭, 转化成一对方向相反、能量为511 keV 的γ光子。在这光子飞行方向上对置一对探测器，同时接受这两个光子，可计算正电子发射点在两探头间连线上。通过环绕360°排列的多组配对探头，得到探头对连线上的一维信息，将信号向中心点反投射并加以适当的数学处理，便可形成断层示踪剂分布图像。