首都医科大学核医学总论课件
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由于正常脏器组织与异常病变组织的功能、 血流量及代谢不同，故其所摄取的放射性核素 分布代谢规律也不同，根据这些差异的核医学
显像就能判断脏器功能和诊断疾病。
探头1
X-ray
探头2
CT
SPECT
PET
放射性核素显像仪
γ照相机：γCamera
ECT：Emission computed tomography 发射式计算机断层
内容（Contents）
核医学以其应用和研究的范围侧重 点不同，可分为两大部分
实验核医学 Experimental Nuclear Medicine 临床核医学 Clinical Nuclear Medicine
实验核医学内容
核衰变测量 标记 示踪 体外放射分析 活化分析 放射自显影
临床核医学由诊断和治疗两部分组成
显像剂及要求
显像剂
常用99mTc-HMPAO 99mTc-ECD等
要求
小分子(<400) 零电荷 脂溶性高
短暂性缺血发作 TIA
诊断阳性率 与病期有关 发病后2个 月内阳性率 较高
右侧大脑中动脉梗塞
18F-FDG ） （氟18标记氟代脱氧葡萄糖
PET葡萄糖代谢 显像（正常）
2 .骨骼关节系统
3. 在保证显像或治疗的前提下使用放射性剂量必须 尽量小。
（1）诊断检查时尽量采用先进的测量和显像设备。 （2）采用必要的保护 。 （3）对小儿、孕妇、哺乳妇女、育龄妇女应用放射 性药物要从严考虑。
小儿应用原则
由于儿童对辐射较为敏感，所以一般情况 下，放射性检查不作为首选的方法。
小儿所用的放射性活度必须较成人为少。
显像方法
Whole body bone imaging（全身骨显像） Spot bone imaging（局部骨显像） SPECT bone imaging（断层骨显像）
Scan interpretation（图像分析）
Normal imaging（正常图像）
adult
child
Whole body metastasis of
Comparison of ECT and CT/MRI
ECT
显像时不同脏器显像需不同药物， 同一脏器不同目的显像，也要用不同药 物
CT/MRI
造影剂种类较少
放射防护仪器
个人剂量监测仪: 袖珍剂量仪、胶片 剂量计、热释光剂量仪。 表面污染监测仪: 探测a、β、γ射线 污染,以每计数/s读出。 场所剂量监测仪: 直接获得辐射场强 度,rad/h,Gy/h.
不良反应的防治
注射室和检查室应备有急救箱及氧气 袋。
对不良反应较多的药物可稍加稀释， 使体积稍大，并慢速注入。
当发生不良反应时，根据情况及时处 理。
防治措施
注射室和检查室应备有急救 箱，其中有血压计、听诊器，处 理虚脱的各种药物等
还应备有氧气袋
出现荨麻疹、水肿、搔痒和胸闷等症状，可 用抗过敏药治疗
prostate cancer 前列腺癌的全身骨转移
lung cancer metastasis 肺癌骨转移
right femur doughnut sign, right hip joint hot spot 右股骨炸面圈征，右髋关节浓聚灶
multiple myeloma 多发性骨髓瘤
3.内分泌系统 甲状腺
5.呼吸系统
【肺灌注显像】
肺具有丰富的小动脉和毛细血管系统， 其直径约为7～9µm。当静脉缓慢注入 直径10～60µm大小的放射性核素标记 颗粒时，经右心随肺动脉血流到达肺脏， 一过性均匀的嵌顿于部分肺的小毛细血 管。这些暂时被栓塞的小毛细血管内放 射性颗粒数与肺血流灌注量成正比，能 反映肺动脉的血流灌注情况。
北京中国原子能科学研究院
诊断用放射性药物
多采用发射γ光子的核素及其标记物。 99mTc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。
11C、13N、15O和18F等短半衰期放射性 核素的应用也逐年增多
治疗用放射性药物
一般可根据年龄、体重或体表面积按成人剂量 折算，也可按年龄组粗算用药量，即1岁以内用成 人用量的20%-30 ％、1-3 岁用30%-50％、3-6岁用 40%-70％、6-15岁用60%-90％。
育龄妇女应用原则
原则上妊娠期应禁用放射性药物，未妊娠 的育龄妇女在需要进行放射性检查时，要将检 查时间安排在妊娠可能性不大的月经开始后的 10天内进行，即世界卫生组织提出的 “ 十日 法则 ”。
常用的放射性核素多是发射纯β射线 （32P、89Sr、90Y等）或发射β射线时伴有 γ射线（131I、153Sm、188Re、117mSn、 117Lu等）的核素，211At（砹）和212Bi（铋 ）作为α射线发射体用于治疗已受到了极 大的关注。
适宜的射线能量和在组织中的射程是 选择性集中照射病变组织而避免正常组织 受损并获得预期治疗效果的保证。
占样品总活度的百分数。
主要方法： 放射性色谱法、高效液相色谱法、电泳法
产品的放射性计数
放射化学纯度 =
(%)
放射性总计数
生物学性质检测
细菌检查 细菌内毒素测定 毒性试验 生物分布试验
放射性药物不良反应
发生率很低
万分之二左右，远低于碘造影剂的不良 反应率
主要类型 变态(过敏)反应 45.5% 热原反应 41.7% 药物毒性反应 12%
放射性探测仪器
按探测原理可分为两大类
电离探测仪（ionization detector）
---用于辐射防护和测定放射源活度
闪烁探测仪（scintillation detector）
---放射性核素显像仪、脏器功能测定仪、 体外样本测量仪
核医学显像原理
放射性核素及其标记物被引入人体后，被 某一脏器选择性摄取或浓聚，用核医学仪器在 体外可以探测到其衰变所发出的射线。
常用的放射性核素
特性： 1.具有放射性：能放射出射线，需按放
射性物质管理和防护等； 2.被靶器官选择性摄取和浓聚； 3.具有特定的物理半衰期和有效使用期。
放射性核素的来源及制备
• 反应堆 Nuclear reactor
• 回旋加速器 Cyclotron
• 放射性核素发生器 Radionuclide generator
甲亢
4.心血管系统
心肌灌注显像
• 心肌灌注显像(myocardial perfusion imaging)是通过SPECT或PET等显像仪 器，利用心肌血流灌注显像剂的示踪特 性，获得在特定条件下的心肌血流灌注 影像，以此了解心肌的供血和存活情况 ，达到诊断和鉴别诊断，以及预后和疗 效观察的目的的一种显像技术。
核医学总论
第一节 概 述
定义（Definition）
核医学（ nuclear medicine ）是一 门研究核素和核射线在医学中的应用及 其理论的学科，即应用放射性核素 （radionuclide）及其标记化合物和生 物制品进行疾病诊治和生物医学研究。
从1896年发现放射现象至今 也只有120多年的历史，而从核医 学的起源到现在仅几十年，真正 形成核医学学科的历史则更短。
FT3和FT4增高的疾病 1.甲亢 2.甲亢危象 3.甲状腺激素不敏感
综合征 4.甲状腺炎 5.其他
FT3和FT4降低的常见疾病及表现 1.甲低 2.低T3综合征 3.甲状腺炎中后期 4.甲亢抗甲状腺药物治疗后 5.甲亢131I治疗后改变 6.肾病综合征 7.其他
图像分析
正常影像
单 纯 性 甲 状 腺 肿
热原反应按常规处理
血压明显降低、出现休克时，成人可立即注 射 1:1000肾上腺素 0.5 ~ 1 mg 严重者可以用生理盐水稀释10倍后静脉注入 、吸氧、静脉开放，必要时点滴氢化可地松
正确使用总原则
1．正当性的判断 。在决定是否给病人使用放射性 药物进行诊断或治疗时，首先要作出正当性判断。
2．最优化分析。若有几种同类放射性药物可供诊 断检查用，则选择所致辐射吸收剂量最小者；对用于 治疗疾病的放射性药物，则选择病灶辐射吸收剂量最 大而全身及紧要器官辐射吸收剂量较小者。
辐射剂量监测仪
表面污染监测仪
第四节 核医学临床应用
1.神经系统
局部脑血流显像
显像剂经静脉注射进入人体内后，能透过血脑 屏障，随血流进入并分布于脑细胞内，应用显 像仪器可以获得脑血流灌注的分布状态，从而 评价脑血流与功能情况。
诊断：Epilepsy (癫痫Fra Baidu bibliotek Dementia (痴呆) Brain tumor (脑肿瘤)
CT-PET
可配备16排螺旋CT－图像融合
PET Brain Metabolism Imaging
PET-MRI fusion
Comparison of ECT and CT,MRI
ECT
主要反映脏器或组织的功能、血 流与代谢，同时也反映其形态，但分 辨率较CT/MRI差。
CT/MRI
主要反映解剖学形态变化，分辨 率较好，有时也反映其功能变化，但 仍然建立在形态基础之上。
左心室各壁心肌血流灌 注未见明显异常，左心 室收缩功能正常。
72
血流灌注明显减低，代谢基本正常或最高。 提示下壁和后壁心肌缺血但存活。
73
临床价值
（一）心肌缺血的早期诊断 （二）冠心病的病情程度与预后估计 （三）室壁瘤 （四）心脏传导异常 （五）心血管疾病疗效评价 （六）充血性心力衰竭 （七）心肌病的辅助诊断 （八）慢性阻塞性肺病与肺心病 （九）化疗对心脏毒性作用的监测
诊断核医学 体内（in vivo）诊断法 体外（in vitro）诊断法
治疗核医学 照射治疗
分子核医学（Molecular nuclear medicine）
是分子生物学技术和现代放射性核素示踪技术 相结合而产生的一门新的核医学分支学科。
从分子水平上阐明靶器官或组织的血流、代谢、 受体密度与功能的变化、基因的异常表达、生化代 谢变化和细胞信息传导等机制，为疾病的早期诊断、 有效治疗与基础研究提供分子水平上的相关信息。 是现代医学影像学发展的重要标志。
SPECT：single photon ECT 单光子发射式计算机断层 (单探头和多探头)
PECT(PET)：positron ECT 正电子发射计算机断层
γ照相机
One-head SPECT
GE two-head SPECT
Siemens tri-head SPECT
SPECT显像
Siemens PET
放射性核纯度
指特定放射性核素的放射性占总放射性的百 分数。
测定方法： 能谱法 屏蔽法 半衰期法
化学性质检测
pH值 化学纯度 放射化学纯度
化学纯度
是指以某一形式存在的物质的质量 占该样品总质量的百分数。
放射化学纯度测定
放射化学纯度（radiochemical purity, Rp）： 指以特定化学形态存在的放射性核素活度
哺乳期妇女应慎用放射性检查。必要时可 参考放射性药物在乳汁内的有效半衰期，在用 药后的5～10个有效半衰期内停止哺乳。
第三节 核医学仪器
在医学中用于探测和记录放 射性核素放出射线的种类、能量、 活度、随时间变化的规律和空间 分布以及用于治疗疾病的核仪器，
统称为核医学仪器。
核医学常规仪器
显像仪器--------------最重要 脏器功能测定仪器 体外样本测量仪器 辐射防护仪器 放射性核素治疗仪器
当前分子核医学的主要研究内容有代谢显像、 受体显像、放射免疫显像、反义与基因显像、凋亡 显像等。
核医学分子功能成像技术
SPECT PET PET/CT PET/MRI
单光子发射式计算机断层 正电子发射计算机断层
第二节 放射性药物
放射性药物
系指含有放射性核素供医学诊断和治疗用的 一类特殊药物
诊断性药物通过一定途径引入人体内，称作 显像剂或示踪剂
治疗性药物半衰期（T1/2）长，放射性核素 及其标记化合物高度选择性浓集在病变组织而产 生电离辐射效应。
临床放射性药物
• 诊断药物： 心脏：201Tl（钛）,99mTc-MIBI,99mTc-RBC等 肾脏：99mTc-DTPA,DMSA等 肿瘤：18F-FDG,67Ga（镓）,MIBI 等
• 治疗药物： 131I,125I,32P,153Sm（钐）,89Sr,90Y（钇）等
• 其它途径：从核燃料中获得。核燃料在反应堆中受中子
照射，发生核裂变，生成几百种核素，如90Sr（锶），99Mo （钼），131I，133Xe，89Sr等。从天然物质中提取放射性核 素。
原子核反应堆
Nuclear reactor
Nuclear reactor production is a mainly source of radionuclides
显像就能判断脏器功能和诊断疾病。
探头1
X-ray
探头2
CT
SPECT
PET
放射性核素显像仪
γ照相机：γCamera
ECT：Emission computed tomography 发射式计算机断层
内容（Contents）
核医学以其应用和研究的范围侧重 点不同，可分为两大部分
实验核医学 Experimental Nuclear Medicine 临床核医学 Clinical Nuclear Medicine
实验核医学内容
核衰变测量 标记 示踪 体外放射分析 活化分析 放射自显影
临床核医学由诊断和治疗两部分组成
显像剂及要求
显像剂
常用99mTc-HMPAO 99mTc-ECD等
要求
小分子(<400) 零电荷 脂溶性高
短暂性缺血发作 TIA
诊断阳性率 与病期有关 发病后2个 月内阳性率 较高
右侧大脑中动脉梗塞
18F-FDG ） （氟18标记氟代脱氧葡萄糖
PET葡萄糖代谢 显像（正常）
2 .骨骼关节系统
3. 在保证显像或治疗的前提下使用放射性剂量必须 尽量小。
（1）诊断检查时尽量采用先进的测量和显像设备。 （2）采用必要的保护 。 （3）对小儿、孕妇、哺乳妇女、育龄妇女应用放射 性药物要从严考虑。
小儿应用原则
由于儿童对辐射较为敏感，所以一般情况 下，放射性检查不作为首选的方法。
小儿所用的放射性活度必须较成人为少。
显像方法
Whole body bone imaging（全身骨显像） Spot bone imaging（局部骨显像） SPECT bone imaging（断层骨显像）
Scan interpretation（图像分析）
Normal imaging（正常图像）
adult
child
Whole body metastasis of
Comparison of ECT and CT/MRI
ECT
显像时不同脏器显像需不同药物， 同一脏器不同目的显像，也要用不同药 物
CT/MRI
造影剂种类较少
放射防护仪器
个人剂量监测仪: 袖珍剂量仪、胶片 剂量计、热释光剂量仪。 表面污染监测仪: 探测a、β、γ射线 污染,以每计数/s读出。 场所剂量监测仪: 直接获得辐射场强 度,rad/h,Gy/h.
不良反应的防治
注射室和检查室应备有急救箱及氧气 袋。
对不良反应较多的药物可稍加稀释， 使体积稍大，并慢速注入。
当发生不良反应时，根据情况及时处 理。
防治措施
注射室和检查室应备有急救 箱，其中有血压计、听诊器，处 理虚脱的各种药物等
还应备有氧气袋
出现荨麻疹、水肿、搔痒和胸闷等症状，可 用抗过敏药治疗
prostate cancer 前列腺癌的全身骨转移
lung cancer metastasis 肺癌骨转移
right femur doughnut sign, right hip joint hot spot 右股骨炸面圈征，右髋关节浓聚灶
multiple myeloma 多发性骨髓瘤
3.内分泌系统 甲状腺
5.呼吸系统
【肺灌注显像】
肺具有丰富的小动脉和毛细血管系统， 其直径约为7～9µm。当静脉缓慢注入 直径10～60µm大小的放射性核素标记 颗粒时，经右心随肺动脉血流到达肺脏， 一过性均匀的嵌顿于部分肺的小毛细血 管。这些暂时被栓塞的小毛细血管内放 射性颗粒数与肺血流灌注量成正比，能 反映肺动脉的血流灌注情况。
北京中国原子能科学研究院
诊断用放射性药物
多采用发射γ光子的核素及其标记物。 99mTc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。
11C、13N、15O和18F等短半衰期放射性 核素的应用也逐年增多
治疗用放射性药物
一般可根据年龄、体重或体表面积按成人剂量 折算，也可按年龄组粗算用药量，即1岁以内用成 人用量的20%-30 ％、1-3 岁用30%-50％、3-6岁用 40%-70％、6-15岁用60%-90％。
育龄妇女应用原则
原则上妊娠期应禁用放射性药物，未妊娠 的育龄妇女在需要进行放射性检查时，要将检 查时间安排在妊娠可能性不大的月经开始后的 10天内进行，即世界卫生组织提出的 “ 十日 法则 ”。
常用的放射性核素多是发射纯β射线 （32P、89Sr、90Y等）或发射β射线时伴有 γ射线（131I、153Sm、188Re、117mSn、 117Lu等）的核素，211At（砹）和212Bi（铋 ）作为α射线发射体用于治疗已受到了极 大的关注。
适宜的射线能量和在组织中的射程是 选择性集中照射病变组织而避免正常组织 受损并获得预期治疗效果的保证。
占样品总活度的百分数。
主要方法： 放射性色谱法、高效液相色谱法、电泳法
产品的放射性计数
放射化学纯度 =
(%)
放射性总计数
生物学性质检测
细菌检查 细菌内毒素测定 毒性试验 生物分布试验
放射性药物不良反应
发生率很低
万分之二左右，远低于碘造影剂的不良 反应率
主要类型 变态(过敏)反应 45.5% 热原反应 41.7% 药物毒性反应 12%
放射性探测仪器
按探测原理可分为两大类
电离探测仪（ionization detector）
---用于辐射防护和测定放射源活度
闪烁探测仪（scintillation detector）
---放射性核素显像仪、脏器功能测定仪、 体外样本测量仪
核医学显像原理
放射性核素及其标记物被引入人体后，被 某一脏器选择性摄取或浓聚，用核医学仪器在 体外可以探测到其衰变所发出的射线。
常用的放射性核素
特性： 1.具有放射性：能放射出射线，需按放
射性物质管理和防护等； 2.被靶器官选择性摄取和浓聚； 3.具有特定的物理半衰期和有效使用期。
放射性核素的来源及制备
• 反应堆 Nuclear reactor
• 回旋加速器 Cyclotron
• 放射性核素发生器 Radionuclide generator
甲亢
4.心血管系统
心肌灌注显像
• 心肌灌注显像(myocardial perfusion imaging)是通过SPECT或PET等显像仪 器，利用心肌血流灌注显像剂的示踪特 性，获得在特定条件下的心肌血流灌注 影像，以此了解心肌的供血和存活情况 ，达到诊断和鉴别诊断，以及预后和疗 效观察的目的的一种显像技术。
核医学总论
第一节 概 述
定义（Definition）
核医学（ nuclear medicine ）是一 门研究核素和核射线在医学中的应用及 其理论的学科，即应用放射性核素 （radionuclide）及其标记化合物和生 物制品进行疾病诊治和生物医学研究。
从1896年发现放射现象至今 也只有120多年的历史，而从核医 学的起源到现在仅几十年，真正 形成核医学学科的历史则更短。
FT3和FT4增高的疾病 1.甲亢 2.甲亢危象 3.甲状腺激素不敏感
综合征 4.甲状腺炎 5.其他
FT3和FT4降低的常见疾病及表现 1.甲低 2.低T3综合征 3.甲状腺炎中后期 4.甲亢抗甲状腺药物治疗后 5.甲亢131I治疗后改变 6.肾病综合征 7.其他
图像分析
正常影像
单 纯 性 甲 状 腺 肿
热原反应按常规处理
血压明显降低、出现休克时，成人可立即注 射 1:1000肾上腺素 0.5 ~ 1 mg 严重者可以用生理盐水稀释10倍后静脉注入 、吸氧、静脉开放，必要时点滴氢化可地松
正确使用总原则
1．正当性的判断 。在决定是否给病人使用放射性 药物进行诊断或治疗时，首先要作出正当性判断。
2．最优化分析。若有几种同类放射性药物可供诊 断检查用，则选择所致辐射吸收剂量最小者；对用于 治疗疾病的放射性药物，则选择病灶辐射吸收剂量最 大而全身及紧要器官辐射吸收剂量较小者。
辐射剂量监测仪
表面污染监测仪
第四节 核医学临床应用
1.神经系统
局部脑血流显像
显像剂经静脉注射进入人体内后，能透过血脑 屏障，随血流进入并分布于脑细胞内，应用显 像仪器可以获得脑血流灌注的分布状态，从而 评价脑血流与功能情况。
诊断：Epilepsy (癫痫Fra Baidu bibliotek Dementia (痴呆) Brain tumor (脑肿瘤)
CT-PET
可配备16排螺旋CT－图像融合
PET Brain Metabolism Imaging
PET-MRI fusion
Comparison of ECT and CT,MRI
ECT
主要反映脏器或组织的功能、血 流与代谢，同时也反映其形态，但分 辨率较CT/MRI差。
CT/MRI
主要反映解剖学形态变化，分辨 率较好，有时也反映其功能变化，但 仍然建立在形态基础之上。
左心室各壁心肌血流灌 注未见明显异常，左心 室收缩功能正常。
72
血流灌注明显减低，代谢基本正常或最高。 提示下壁和后壁心肌缺血但存活。
73
临床价值
（一）心肌缺血的早期诊断 （二）冠心病的病情程度与预后估计 （三）室壁瘤 （四）心脏传导异常 （五）心血管疾病疗效评价 （六）充血性心力衰竭 （七）心肌病的辅助诊断 （八）慢性阻塞性肺病与肺心病 （九）化疗对心脏毒性作用的监测
诊断核医学 体内（in vivo）诊断法 体外（in vitro）诊断法
治疗核医学 照射治疗
分子核医学（Molecular nuclear medicine）
是分子生物学技术和现代放射性核素示踪技术 相结合而产生的一门新的核医学分支学科。
从分子水平上阐明靶器官或组织的血流、代谢、 受体密度与功能的变化、基因的异常表达、生化代 谢变化和细胞信息传导等机制，为疾病的早期诊断、 有效治疗与基础研究提供分子水平上的相关信息。 是现代医学影像学发展的重要标志。
SPECT：single photon ECT 单光子发射式计算机断层 (单探头和多探头)
PECT(PET)：positron ECT 正电子发射计算机断层
γ照相机
One-head SPECT
GE two-head SPECT
Siemens tri-head SPECT
SPECT显像
Siemens PET
放射性核纯度
指特定放射性核素的放射性占总放射性的百 分数。
测定方法： 能谱法 屏蔽法 半衰期法
化学性质检测
pH值 化学纯度 放射化学纯度
化学纯度
是指以某一形式存在的物质的质量 占该样品总质量的百分数。
放射化学纯度测定
放射化学纯度（radiochemical purity, Rp）： 指以特定化学形态存在的放射性核素活度
哺乳期妇女应慎用放射性检查。必要时可 参考放射性药物在乳汁内的有效半衰期，在用 药后的5～10个有效半衰期内停止哺乳。
第三节 核医学仪器
在医学中用于探测和记录放 射性核素放出射线的种类、能量、 活度、随时间变化的规律和空间 分布以及用于治疗疾病的核仪器，
统称为核医学仪器。
核医学常规仪器
显像仪器--------------最重要 脏器功能测定仪器 体外样本测量仪器 辐射防护仪器 放射性核素治疗仪器
当前分子核医学的主要研究内容有代谢显像、 受体显像、放射免疫显像、反义与基因显像、凋亡 显像等。
核医学分子功能成像技术
SPECT PET PET/CT PET/MRI
单光子发射式计算机断层 正电子发射计算机断层
第二节 放射性药物
放射性药物
系指含有放射性核素供医学诊断和治疗用的 一类特殊药物
诊断性药物通过一定途径引入人体内，称作 显像剂或示踪剂
治疗性药物半衰期（T1/2）长，放射性核素 及其标记化合物高度选择性浓集在病变组织而产 生电离辐射效应。
临床放射性药物
• 诊断药物： 心脏：201Tl（钛）,99mTc-MIBI,99mTc-RBC等 肾脏：99mTc-DTPA,DMSA等 肿瘤：18F-FDG,67Ga（镓）,MIBI 等
• 治疗药物： 131I,125I,32P,153Sm（钐）,89Sr,90Y（钇）等
• 其它途径：从核燃料中获得。核燃料在反应堆中受中子
照射，发生核裂变，生成几百种核素，如90Sr（锶），99Mo （钼），131I，133Xe，89Sr等。从天然物质中提取放射性核 素。
原子核反应堆
Nuclear reactor
Nuclear reactor production is a mainly source of radionuclides