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总论总论1/63 影像影像核医学核医学 是一门研究利用放射性核素示踪技术进行医学成像诊疗疾病并探索其机理与相关技术理论医学学科是当代分子医学研究一个主要可视化工具是临床核医学一个主要组成部分2/63影像核医学发展影像核医学发展 核医学是一门新兴学科，是伴随放射性核素、药品及显像仪器发展而发展1896年,首次发觉放射性核素1898年,提取天然放射性核素，发觉射线3/63l1934年 人工生产放射性核素，揭开了放射性核素临床应用序幕l1937年找到了43号元素Tcl1946年7月14日美国政府宣告放射性核素能够进行临床应用，开创了核医学新纪元4/631949-第一台闪烁扫描机，揭开了核医学显像诊疗序幕1964-商品-摄影机供给，开创了核医学显像新纪元1965-钼-碍放射性核素发生器问世1966-99MTc-硫胶体药盒试制成功5/63当代核医学影像技术应用进展图像融合技术：指将解剖形态影像与功效影像融合为一体技术在分子医学中应用代谢显像 受体显像 基因显像放射免疫显像6/63第一章第一章 核物理基础核物理基础7/63l原子核原子核所处能量状态由核内质子间库仑斥力及质子与中子间短程核力大小决定ZN8/63元素元素核素核素同位素同位素 相同化学性质和生物学特征，物理特征可有差异同质异能素：同质异能素：9943Tcm和99Tc稳定性核素稳定性核素9/63放射性核素放射性核素：又称不稳定性核素，能自发地发生核内结构或能级改变，同时可放出某种射线而转变为另一个核素核衰变:自发性核内结构或能级改变过程射线主要为、射线10/63三、核衰变类型三、核衰变类型主要包含：（1）衰变 衰变（2）衰变 +衰变 电子俘获（EC）（3）衰变11/6312/63核衰变规律核衰变规律:随机、自发，不是瞬间同时完成，而是随时间呈指数规律降低各种放射性核素都有各自衰变速率，用物理半衰期（T T1/21/2）表示13/63物理半衰期物理半衰期（T T1/21/2）放射性活度因衰变而降低到原来二分之一所需要时间。如99Tcm为6.02h，Mo为60.02h生物半排期生物半排期：生物体内放射性核素经由各种路径从体内排出二分之一所需要时间有效半减期有效半减期：生物体内放射性核素因为从体内排出和物理衰变两个原因作用，降低至原有放射性活度二分之一所需要时间14/63 放射性活度放射性活度单位时间内发生衰变原子核数 用来描述放射性物质衰变强弱单位：贝克（Bq）、居里（ci）、毫居里（mci）Bq 为国际单位，定义为每秒一次衰变1 ci3.7*1010 Bq 1 ci1000 mci 15/63带电粒子与物质作用：电离、激发、散射、韧致辐射、湮没辐射、吸收作用 光子与物质作用：光电效应、康普顿吴有训效应、电子对生成。16/63湮没辐射湮没辐射 当+粒子 与物质作用能量耗尽时和物质中电子结合，正负电荷抵消，两个电子静止质量转化为两个方向相反、能量各为0.511MeV两个光子，这一过程称为湮没辐射或光化辐射17/63第二章第二章 核医学惯用仪器核医学惯用仪器18/63闪烁探测器闪烁探测器是绝大多数核医学仪器最基本部位基本原理基本原理 将射入闪烁晶体光子转化为荧光光子光电倍增管将荧光光子转化为电脉冲，统计这些电脉冲数，即可得到光子发射数量即放射性强度19/63闪烁探测器闪烁探测器主要由闪烁体、光电倍增管、闪烁体、光电倍增管、放大器分析器定标器放大器分析器定标器系统组成闪烁体闪烁体：能有效地吸收光子并能在大约一微秒或更短时间内发射出强度正比于所吸收射线能量荧光光子物质当前应用最为广泛晶体闪烁体是NaI晶体20/63 光电倍增管光电倍增管由光阴极和倍增电极组成光阴极将闪烁体光信号转换成电信号倍增电极则将电信号放大21/63甄别器甄别器甄别器作用-排除本底和噪声干扰，确保目标信号正常输出将小于限制电压脉冲踢出掉22/63摄影机摄影机 是影像核医学中最简单和最主要显像仪器，是高级核成像设备成像基础 23/63准直器准直器 安置在晶体前方，探头中首先接触射线主要由铅或钨制成限制散射光子，允许特定方向光子与晶体发生作用，起定位采集信息作用主主要要参参数数有孔数、径、长（或称孔深）及间壁厚度，由它们决定准直器空间分辨率、灵敏度和适用能量范围性能参数 24/63 类类型型：按几何形状分为 针孔型、平行孔型、扩散型、会聚型按适用射线能量为 低能、中能、高能准直器按灵敏度和分辨率来分为 高灵敏型、高分辨型、通用型25/63第二节第二节 单光子发射计算机断层仪单光子发射计算机断层仪 SPECT SPECT 26/63SPECTSPECT质量控制质量控制项目项目主要主要均匀性 空间分辨率 平面灵敏度断层灵敏度 空间线性 旋转中心27/63均匀性均匀性ECT最基本和最主要性能参数普通平面显像中，非均匀性误差应控制在35显像系统不均匀性可产生显像伪影，产生严重热灶和冷灶28/63 PETPET当前国际上最尖端医学影像诊疗设备当前在分子水平上进行人体功效显像最先进医学影像技术29/63符合探测线路符合探测线路：要求进入两个探头两个光子同时抵达，不然就不予接收，因而排除了一些散射光子进入电子准直电子准直：利用湮灭辐射和两个相正确探头来确定辐射发生位置方法30/63PET显像图像采集包含发射扫描发射扫描和透射扫描透射扫描透射扫描透射扫描：目标是对发射扫描进行衰减校正发射扫描：PET对体内正电子湮灭所产生光子对进行采集，确定示踪剂位置和数量过程发射扫描方式包含2D采集、3D采集、静态采集、动态采集、门控采集、局部采集、全身采集31/632D2D采集采集探头环与环之间放置隔栅只允许相对或相邻环之间发生符合事件使随机符合和散射符合计数较小图像信噪比较高，轴向视野均匀度很好灵敏度低，采集时间长32/633D3D采集采集收进环间隔栅统计探测器之间任何组合符合事件随机符合和散射符合计数较大轴向视野均匀度差，定量精度差灵敏度高，采集时间短33/63 PET采集到计数类型计数类型单个计数单个计数真符合真符合PET真正 需要测量计数随机符合随机符合-会降低 图像本底，降低信噪比散射符合散射符合：为一次湮灭辐射事件，但反应出位置不准确34/63第三章 核医学显像原理与显像剂35/63 核医学显像核医学显像1.将放射性核素及其标识化合物引入人体内2.实现脏器、组织、病变功效显像方法3.也称放射性核素显像36/63原理放射性核素原子标识到一些化合物上放射性药品引入活体内被标识化合物依据自己代谢和生物学特征，能特异地分布于体内特定器官或病变组织放射性药品分子上放射性核素衰变放出射线被体外探测装置接收处理而成像放射性核素示踪原理：同一性、可探测性37/63脏器或组织摄取示踪剂机理脏器或组织摄取示踪剂机理 细胞选择性摄取特需物质、特价物质、代谢产物和异物化学吸附和离子交换特异性结合微血管栓塞生物区经过和容积分布（积存）38/631.核医学显像核医学显像实质：实质：放射性核素标识放射性药品在体内分布图2.反应器官组织解剖结构、血供、代谢及功效状态39/63优点1.图象信息多元化功效代谢性显像2.高灵敏度3.早期诊疗价值4.定位、定性、定量、定时诊疗5.细胞和分子水平显像6.无创性显像40/63lECT与TCT区分名称名称TCTECT射线起源由体外X线球管受控发射由引入体内核素随时发射射线类型原子核外原子核内特殊药品否需要成像原理组织形态和密度差异图放射性药品体内分布图反应解剖结构反应解剖结构、血供、代谢、功效其它空间分辨率较高，定位较易敏感性高，特异性差，空间分辨率低，定性定位难41/63类型：1.静态-动态 2.平面-断层 3.局部-全身 4.静息-负荷 5.阳性-阴性 6.早期-延迟(2H以后)7.单光子-正电子显像 8.单时相多时相显像42/63显像显像基本方法基本方法显像药品选择：速入靶器官，血中去除快高靶/非靶比值适当而稳定靶组织滞留时间适宜线能量高放射性浓度43/63显像时间选择显像时间选择：依据药品在体内转归特点和不一样应用目标显像体位选择显像体位选择：依据不一样脏器和不一样显像目标准直器选择准直器选择：依据探测丫射线能量 依据显像器官和组织深浅、大小、厚度及显像目标44/63患者检验前准备患者检验前准备饮水排尿清洁肠道适应排胆汁镇静停用影响显像药品摄取药品去除体表异物免遭额外辐射办法（封闭甲状腺）45/63放射性药品放射性药品1.用于临床诊疗或治疗放射性核素制剂或其标识药品。也称放射性标识化合物或示踪剂2.是特殊特殊管理药品 含有放射性核素能发射出放射线 利用发射出放射线进行诊疗和治疗46/63放射性药品形式放射性药品形式放射性核素无机化合物放射性核素与配体结合形式（大多数）47/63放射性药品制备放射性药品制备 生产放射性核素1.合成配体2.放射性核素与配体结合（标识）1.核反应堆照射生产 2.核裂变产物分离提取 3.放射性核素发生器 4.盘旋加速器生产48/63放射核素发生器是从长半衰期核素（称为母体）中分离短半衰期核素（称为子体）装置。当前应用最广泛是99Mo-99mTc发生器49/6350/63质量检验(QT)主要内容：物理、化学和生物学试验三方面放射性核素纯度：指定放射性核素活度，反应药品中放射性核杂质放射化学纯度：特定化学结构放射性药品，反应药品中放射性化学杂质指标，影响药品在体内分布和代谢化学纯度：与放射性无关51/631.诊疗用放射性药品多采取发射光子光子核素及其标识物a.光子穿透力强，易被探测到，适于显像b.光子在组织内电离密度低，机体所受电离辐射损伤较小52/639999TcTcm m是显像检验中最惯用放射性核素是显像检验中最惯用放射性核素核性能优良，为纯光子发射体，能量140 keV，T1/2为6.02 h钼锝发生器产生，方便易得1818F-FDGF-FDG是当前临床应用最为广泛正电子放射是当前临床应用最为广泛正电子放射性药品性药品53/63 小儿应用标准小儿应用标准普通情况下，放射性检验不作为首选方法小儿剂量必须较成人少可依据年纪、体重或体表面积按成人剂量折算，也可按年纪组粗算用药量。1 岁 用成人用量 20%30 1 3 岁 用 30%50 3 6 岁 用 40%70 6 15 岁 用 60%90 54/63辐射生物效应机制a.直接效应：辐射光子与效应分子间直接发生物理能量转换所引发b.间接效应：经过水辐射产物（如自由基极高不稳定性和化学反应性，可快速引发其它生物分子结构破坏）与效应分子之间化学作用所引发55/63辐射效应辐射效应影响原因影响原因1.辐射性质：穿透力越差，损伤越重2.辐射类型：单次剂量损伤分次剂量，高剂量率损伤低剂量率3.组织本身敏感性56/63l辐射效应辐射效应类型类型 1.躯体效应暴露者个人发生损伤效应 遗传效应发生在后代身上有害效应2.短期效应受照几周内出现效应 远期效应潜伏期较长，普通是数月或多年，最主要是增加患癌症概率3.随机效应人群中发生效应机率伴随剂量增加，但无阈值。如遗传效应和诱发癌变 非随机效应效应严重程度与所受剂量呈正相关，有显著阈值57/63核医学核医学辐射射特点：特点：1.对病人是内照射，对医务人员则外照射 2.因为放射性药品在体内特殊分布，病人全身受照射剂量小，个别器官、组织受照射剂量高58/63职业照射人员包括照射学员公众组员个人连续五年有效剂量均值20mSv6mSv1mSv任何一年中不得超出50 mSv应急时一次可接收50 mSv全身照射，照射前后十年平都有效剂量不超出20mSv。最大年有效剂量可达5mSv，前提是连续5年有效剂量均值1mSv一年内眼晶体接收剂量当量150mSv50mSv15mSv一年内四肢、皮肤和其它单个器官或组织年当量剂量500mSv150mSv50mSv剂量限制剂量限制59/63辐射防护辐射防护目目标：预防有害确实定性效应 限制随机效应发生率 使之得到能够接收水平辐射防护三三项标准准：1.实践正当性 2.防护最优化 3.个人剂量限制外照射防外照射防护办法办法 1.时间防护 2.距离防护 3.屏蔽防护60/6361/63放射性放射性废物物处理技理技术废气必须经过高出周围50m内建筑物3m以上排气管，风速大于1.5m/s时排出废水内放射性强度必须小于露天水源限制浓度100倍（半衰期 60天）或10倍（半衰期 6天）才可排入下水道普通放射性废物要经过焚烧、浓缩、封入容器等方法。放置衰变法大于10个半衰期才能处理62/63降低患者体内辐射吸收剂量应用适当最小检验剂量；经过尿排出者检验后2448h内多饮水并适当应用利尿剂使用放射性碘或高锝酸盐药品行甲状腺外显像时，使用KI或KClO4阻滞剂，降低甲状腺吸收；适当应用缓泻剂增加胃肠道中放射性药品排出63/63