《核医学课件绪论》PPT课件
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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
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
核医学总论 ppt课件
谢图像同机融合
ppt课件
18
ppt课件
19
双探头SPECT
ADAC Vertex
Forte AZ
Skylppit课g件ht
CardioMD 20
ppt课件
21
符合线路SPECT/CT
ppt课件
22
ppt课件
23
CTA与心肌灌注融合
ppt课件
24
SPECT/CT
PET/CT
ppt课件
25
初步具备了核医学的理论基础、方法手段，
拥有颇具特点的临床诊治项目
ppt课件
12
核医学发展-规模发展（1961-1975）
加速器和发生器（如99mTc发生器）普遍应用 r照相机广泛应用 体外放射分析已发展到能测定300余种体内微量活性物
质 临床核医学逐渐成为临床不可缺少的重要学科
ppt课件
核医学应用范围几乎涉及到各个医学学科和专 业
现代核医学代表了当今核技术、计算机技术等 尖端科技的发展水平
核医学融入了现代生命科学研究的重要成果
ppt课件
5
实验核医学的内容
放射性药物学 放射性核素示踪技术 核素动力学分析 体外放射分析 活化分析 放射自显影 动物PET、SPECT的应用 稳定性核素分析
计量仪器：如电离室、胶片、热释光等辐射 计量仪
防护仪器： γ（β）辐射仪、放射性表面污
染监测仪、放射性报警仪等
ppt课件
17
核医学显像的主要设备
相机：提供平面的静态或动态影像 SPECT ： （ single photo emission computed
tomography）单光子发射计算机断层扫描仪
是否会认为老师的教学方法需要改进？
ppt课件
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双探头SPECT
ADAC Vertex
Forte AZ
Skylppit课g件ht
CardioMD 20
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21
符合线路SPECT/CT
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22
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23
CTA与心肌灌注融合
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SPECT/CT
PET/CT
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初步具备了核医学的理论基础、方法手段，
拥有颇具特点的临床诊治项目
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核医学发展-规模发展（1961-1975）
加速器和发生器（如99mTc发生器）普遍应用 r照相机广泛应用 体外放射分析已发展到能测定300余种体内微量活性物
质 临床核医学逐渐成为临床不可缺少的重要学科
ppt课件
核医学应用范围几乎涉及到各个医学学科和专 业
现代核医学代表了当今核技术、计算机技术等 尖端科技的发展水平
核医学融入了现代生命科学研究的重要成果
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5
实验核医学的内容
放射性药物学 放射性核素示踪技术 核素动力学分析 体外放射分析 活化分析 放射自显影 动物PET、SPECT的应用 稳定性核素分析
计量仪器：如电离室、胶片、热释光等辐射 计量仪
防护仪器： γ（β）辐射仪、放射性表面污
染监测仪、放射性报警仪等
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17
核医学显像的主要设备
相机：提供平面的静态或动态影像 SPECT ： （ single photo emission computed
tomography）单光子发射计算机断层扫描仪
是否会认为老师的教学方法需要改进？
核医学绪论PPT
帕金森氏病 Parkinson’s disease
静止性震颤、强直、 运动徐缓、姿势不稳
mild
normal
moderate
18F-PCIT 多巴胺转运体
PET显像
severe
Anatomy
Metabolism
核医学的特点
• 基础医学与临床医学的桥梁 • 核医学的超前性 • 在线实时性 • 反应生命过程的全面性 • 放射性核素内照射治疗的特点（靶向性、
Cancer Markers Infectious Disease Vitamins Serum Proteins
体外分析法的意义
• 使人体内微量生物活性物质的测量成为可能 • 对现代医学的发展起到推动作用
可在没有任何临床症状，而病人体内发生 1. 基因表达异常， 2. 受体分布异常或受体功能改变， 3. 器官代谢异常 4. 激素水平异常 酶、神经递质 ……等异常， 早期发现疾病。
放射性核素治疗靶向性好，疗效高，方 法简便，副反应小，有较高的实用价值。 如 131I治疗甲亢、甲癌，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。
分子核医学-分子影像 （Molecular Nuclear Medicine）
Definition: • In Vivo • Molecular Level • Using Radionuclide Imaging
以AZX或AX 表示各种核素。如12C、16O、14N等。 X—元素符号，A—质量数（质子数+中子数） Z—原子序数（核内质子数），中子数＝A-Z。
原子核结构
原子核结构:
X为元素符号 Z为质子数 N为中子数 A为质量数
原子的能量状态：核外电子和原 子核的能级
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。
临床医学核医学课件
• λ e=λ+ λb λ=0.693/T1/2 Te-1= T1/2 –1+ Tb-1
第四节、射线与物质的相互作用
• 一、带电粒子与物质的相互作用：
（一）电离(ionization)作用：
带电粒子（ charged particles，α ，β ）使物质中的原子失 去轨道电子而形成自由电子和正离子的过程。 1、入射粒子电荷量越大，电离作用越强。 α》β 。 2、自由电子能量足够大，又可使其他原子电离---间接电离或 次级电离。 3、单位路径中形成的离子对数为电离密度，反应电离本领。 4、电子飞出，某壳层有空位产生，外层轨道电子填充，发射 特征X射线。
能量差转换为特征X线（characteristic X ray）或传给一个轨道 电子，使之脱离原子----饿歇电子（auger electrons）。
该衰变后，有的原子核仍处激发态—γ射线--基态，或原子 核
把能量传给一个核外电子，使之发射出去—内转换电子。 特征X线、 γ射线可用于显像（111In、123I、67Ga、201Tl),俄
• 核医学是现代医学的重要内容，也是医学现代化的重 要标志之一。
• 核医学的发展促进了医学进步，医学的进步也促进了 核医学的发展。如免疫学。
• 核医学示踪技术阐明了许多医学中的重大问题：
RNA-DNA逆转录，遗产密码，胆固醇合成与代谢， 细胞周期与细胞膜受体，人体各种激素与微量物质 的定量分析等。
带电粒子在物质中通过可能经过多次 散射。
（四）韧致辐射（bremsstrahlung） ：
快速电子通过物质时，在原子核电场力作用下，急 剧减速，电子的一部分或全部动能转化为连续能量的 X线发射出来----韧致辐射。
1、韧致辐射强度和β 射线反向散射的几率与屏蔽 材料的密度正相关。还随β 射线能量增加而增加。
第四节、射线与物质的相互作用
• 一、带电粒子与物质的相互作用：
（一）电离(ionization)作用：
带电粒子（ charged particles，α ，β ）使物质中的原子失 去轨道电子而形成自由电子和正离子的过程。 1、入射粒子电荷量越大，电离作用越强。 α》β 。 2、自由电子能量足够大，又可使其他原子电离---间接电离或 次级电离。 3、单位路径中形成的离子对数为电离密度，反应电离本领。 4、电子飞出，某壳层有空位产生，外层轨道电子填充，发射 特征X射线。
能量差转换为特征X线（characteristic X ray）或传给一个轨道 电子，使之脱离原子----饿歇电子（auger electrons）。
该衰变后，有的原子核仍处激发态—γ射线--基态，或原子 核
把能量传给一个核外电子，使之发射出去—内转换电子。 特征X线、 γ射线可用于显像（111In、123I、67Ga、201Tl),俄
• 核医学是现代医学的重要内容，也是医学现代化的重 要标志之一。
• 核医学的发展促进了医学进步，医学的进步也促进了 核医学的发展。如免疫学。
• 核医学示踪技术阐明了许多医学中的重大问题：
RNA-DNA逆转录，遗产密码，胆固醇合成与代谢， 细胞周期与细胞膜受体，人体各种激素与微量物质 的定量分析等。
带电粒子在物质中通过可能经过多次 散射。
（四）韧致辐射（bremsstrahlung） ：
快速电子通过物质时，在原子核电场力作用下，急 剧减速，电子的一部分或全部动能转化为连续能量的 X线发射出来----韧致辐射。
1、韧致辐射强度和β 射线反向散射的几率与屏蔽 材料的密度正相关。还随β 射线能量增加而增加。
人卫第九版核医学教学课件绪论
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。
目前我国核医学科处于可持续性稳定发展，尤其211和985高校附属医院涌现出一批核医学学科的长 江学者、杰青、千青、优青等拔尖人才；教育部“放射性药物重点实验室”；国家、省部级核医学与 分子影像临床转化重点实验室及其优秀团队。 -组建国际分子影像中心； -承担了国家、省部级基金项目； -制定和撰写了国家和地方疾病预防和诊治标准、规范、指南和专家共识； -组建了核医学质量控制和改进中心； -编写了研究生、长学制、本科、住院医师规范化培训和专科培训等教材及核医学与分子影像的专著； -建立了核医学专业博士后流动站、博士点和硕士点，培养了一批优秀核医学专业青年学者； -成立中国核医学产业技术创新联盟； ……
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
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 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PPT
30 26.7
25
20
15
10
5
0.4 0
美国
中国
SPECT+SPECT/CT 台数 /百万人
人次
8000
7000 5900
6000 5000
4000
3000
2000 1000
0 2003
SPECT或SPECT/CT年检查人其它数
SPECT或SPECT/CT
肾脏
4%
7300 6900 6400
7%
S.Hertz S.Hertz
用32P治疗白血病 人工制成131I，发现了99mTc
研究128I在兔甲状腺内的聚集 用131I治疗甲状腺功能亢进症
1951，化学奖
E.Fermie
核反应堆
历届核医学诺贝尔奖获得者
1903
1911
1939
1935
1943
1951
2007
2、放射性示踪技术与其他医学先进技术相结 合，持续拓宽和深化核医学的内容
1942 1946
发现者/发明者
发现/发明
诺贝尔奖
W.K.Roentgen H.Becquerrel P.Curil和M. Curie
Χ射线 发现了铀的放射性 分离出放射性钋
1903,与Curie夫妇共享物理奖 1911，M. Curie获化学奖
G.Hevesy
H.Blumgart E.Lowerence I.Curie和F.Joliot G.Hevesy
Inform
Treat
Monitor
一 核医学定义
研究核技术在医学的应用及其理论的学 科，是用放射性核素诊断、治疗疾病和进 行医学研究的医学学科。
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
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准直器的功能参数
几何参数：
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• 物理半衰期(physical half life)
指放射性核素减少一半所需要的时间（T1/2）。
• 生物半排期（biological half life）
指生物体内的放射性核素经各种途径从体内排出 一半所需要的(Tb)
• 有效半减期（effective half life）
指生物体内的放射性核素由于从体内排出和物理 衰变两个因素作用，减少至原有放射性活度的一 半所需的时间（Teff ）。
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• 前置放大器
光电倍增管输出的电脉冲信号很微弱，形状 不规整，放大器的作用就是对电脉冲信号进行放 大、整形、倒相的电子学线路。
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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）。
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Γ闪烁探测器示意图
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闪烁体——晶体
最常见: 碘化钠晶体[NaI(T1)]
作 用: 波长转换器的作用
（10-19nm － >400nm左右)
• 晶体的探测效率与灵敏度的矛盾
（探测灵敏度越高，分辨率越低。增加 晶体的厚度，可增加灵敏度，但会损 失分辨率。如果将晶体从12.5mm降到
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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
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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
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常用核医学仪器
Γ计数器
液体闪烁计数器
6.5mm，空间分辨率可提高70%，而相应的
灵敏度仅损失15%。表1-2）
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光电倍增管（PMT）
• 作用：光信号转换为电信号，并对信号
进行放大。
• 光电倍增管的多少与定位的准确性密切
相关，数量多探测效率和定位的准确性 就高，图像的空间分辨率和灵敏度也高， 但影响探头的均匀性。
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影像学技术 CT B超 MR
γ照相机 SPECT PET
成像原理 衰减系数（CT值） 超声波反射（回声） 质子密度（T1 T2） 放射性浓度（平面） 放射性浓度（半定量） 放射性浓度（定量）
性质 形态 解剖 形态 解剖 解剖 功能 血流 功能 血流 代谢 功能 血流 代谢 功能
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影像核医学的特点
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
正电子发射型计算机断层仪 PET
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γ闪烁探测器 （γ scintillation detector ）
γ闪烁探测器实际上是一种能量转换器，其作用是 将探测到的射线能量转换成可以记录的电脉冲信号。
主要部件：晶体（crystal ） ［碘化钠（铊），NaI（Tl）］ 光电倍增管（photomultiplier tube，PMT） 前置放大器组成
与核医学8
我国影像核医学发展现状
设备相对落后，资源分配不均人员 素质参差不齐，临床医师认识不够。
核医学的优势和潜力没有，充分 发挥。
Hale Waihona Puke 医学PPT9核医学影像基础与设备
• 核物理基础
元素 核素 1、放射性核素 释放的射线主要为αβγ 2、稳定性核素 同位素 同质异能素 99mTc
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核衰变
• 有效半减期与物理半衰期及生物半排期的关系：
Teff = T1/2 ∙Tb/( T1/2+ Tb)
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• 放射性活度
单位时间内原子核的衰变数量。是核 医学中常用的反映放射性强弱的物理量。
• 国际制单位：Bq（贝克），KBq（103 Bq），
MBq（106Bq），GBq（109 Bq）
• 旧的专用单位：Ci（居里），mCi（10－3
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探头的构成
➢ 准直器 ➢ 晶体 ➢ 光电倍增管
定向准直 波长转换器 光电转换器
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准直器（collimator）
准直器位于探头的最 前端它是由铅或铅钨合金 铸成的机械装置，它的作 用是把人体内四面八方分 散的γ射线定向准直到闪 烁晶体的一定部位上。这 种采用准直器的方法称作 机械准直，以区别于电子 准直。
影像核医学
谭庆玲
医学PPT
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第一讲
• 绪论 • 核医学影像基础与设备 • 放射性药品及显像原理
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2
绪论
• 定义
影像核医学：利用放射性核素作 为示踪剂进行医学成像诊断疾病， 探索其机制与相关技术理论，并利 用放射性核素治疗疾病的医学学科。
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3
• 影像核医学的特点
现代医学影像学技术及成像原理
双肾医血学P流PT 灌注图
5
存活心肌显像
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6
影像核医学特点
• 功能显像 • 分子显像 • 动态显像 • 定量分析
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核医学的组成
核医学
临床核医学 实验核医学
诊断核医学
治疗核医学
体内
显 像 非显像 检查法 检查法
体外 分析
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内照射
近距离
一级学科：临床医学 二级学科：影像医学
Ci），Ci（10－6Ci）
• 1Bq = 1次衰变/秒
• 1Ci=3.7 1010 Bq
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辐射剂量及其单位
• 照射量 —— 辐射场强弱 • 照射量率 —— 单位时间内的照射量 • 吸收剂量 —— 被照射物质所吸收的能量 • 剂量当量 —— 不同类辐射所引起的生物效应 • 当量剂量 —— 生物效应
放射性核素自发的发生核内结构或能变化，同 时释放出某种射线而转化为另一种核素的现象， 称为核衰变(nuclear decay)。
衰变类型
α衰变
Β+衰变
γ衰变
核衰变规律 N= N0e-t 指数规律衰变 （半衰期是每一种放射性核素所特有的，可测定半衰
期确定核素的种类，甚至可推断放射性核素混合物中核素 的种类）