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影像核医学影像核医学第一节第一节 放射性核素示踪技术放射性核素示踪技术1、定义、定义 放射性核素示踪技术是放射性核素示踪技术是以放射性核素或其标记化以放射性核素或其标记化合物为示踪剂，合物为示踪剂，应用射线探测仪器探测其行踪，达应用射线探测仪器探测其行踪，达到研究示踪剂在生物体或外界环境中分布及运动规到研究示踪剂在生物体或外界环境中分布及运动规律的技术。律的技术。2、原理、原理 放射性核素之所以能作为示踪剂是基于以下两点：放射性核素之所以能作为示踪剂是基于以下两点：（1）同一性同一性：放射性核素及其标记化合物和相应的：放射性核素及其标记化合物和相应的非标记化合物具有相同的生物学性质。非标记化合物具有相同的生物学性质。一种元素的所有同位素化学性质相同，在生物体内一种元素的所有同位素化学性质相同，在生物体内所发生的化学变化、免疫学反应和生物学过程也都是所发生的化学变化、免疫学反应和生物学过程也都是相同的，生物体或生物细胞不能区别同一元素的各个相同的，生物体或生物细胞不能区别同一元素的各个同位素。同位素。放射性核素标记化合物于被研究的物质也具有相同放射性核素标记化合物于被研究的物质也具有相同的生物学性质和代谢途径。的生物学性质和代谢途径。（2）可测性可测性：放射性核素及其标记化合物与相应：放射性核素及其标记化合物与相应的未标记化合物尽管具有相同的化学性质核生物学的未标记化合物尽管具有相同的化学性质核生物学行为，但他们那的物理学性能却不同，放射性核素行为，但他们那的物理学性能却不同，放射性核素及其标记化合物可发出各种不同的射线，且能够被及其标记化合物可发出各种不同的射线，且能够被放射性探测仪器所测定，从而进行精确的定性、定放射性探测仪器所测定，从而进行精确的定性、定量及定位的研究。量及定位的研究。放射性核素示踪剂在体内的生物学行为主要取决放射性核素示踪剂在体内的生物学行为主要取决于被标记物，而其标记的放射性核素在整体示踪剂于被标记物，而其标记的放射性核素在整体示踪剂研究体系中主要起示踪作用。研究体系中主要起示踪作用。用于放射性示踪实验的放射性核素并不算多，但用于放射性示踪实验的放射性核素并不算多，但是用来标记的化合物却可达数百种之多。是用来标记的化合物却可达数百种之多。3、优点、优点（1）灵敏度高灵敏度高：可达到：可达到10141018g水平。水平。（2）方法简单、准确：测量对象是核射线，不受其）方法简单、准确：测量对象是核射线，不受其他物理和化学因素（温度、他物理和化学因素（温度、PH值等）的影响，不受值等）的影响，不受反应体系种其他非放射性物质的干扰。反应体系种其他非放射性物质的干扰。（3）符合生理条件符合生理条件：不扰乱和破坏生理过程，结果：不扰乱和破坏生理过程，结果更接近真实的生理情况。更接近真实的生理情况。（4）定性、定量与定位研究相结合。）定性、定量与定位研究相结合。4、示踪技术的主要类型及应用、示踪技术的主要类型及应用（1）核素稀释法：用于测定血容量、全身水容量）核素稀释法：用于测定血容量、全身水容量及细胞外液量等。及细胞外液量等。（2）物质转化的示踪研究：了解前体与代谢产物）物质转化的示踪研究：了解前体与代谢产物间的关系、中间产物顺序的比活度测定等。间的关系、中间产物顺序的比活度测定等。（3）动态平衡的示踪研究：了解正常或疾病状态）动态平衡的示踪研究：了解正常或疾病状态下，生物体内某种物质运动的量变规律。下，生物体内某种物质运动的量变规律。（4）脏器功能测定、脏器显像以及体外放射分析脏器功能测定、脏器显像以及体外放射分析。第二节第二节 放射性核素显像技术放射性核素显像技术1、显像原理：、显像原理：放射性药物引入人体内后，将根据药物与脏器或放射性药物引入人体内后，将根据药物与脏器或组织的相互作用，参与机体的代谢过程，被脏器或组织的相互作用，参与机体的代谢过程，被脏器或组织吸收、分布、浓聚和排泄。由于放射性核素在组织吸收、分布、浓聚和排泄。由于放射性核素在自发的衰变中能发出射线，因此，利用显像仪器能自发的衰变中能发出射线，因此，利用显像仪器能够准确获得核素及其核素标记物在脏器、组织的分够准确获得核素及其核素标记物在脏器、组织的分布和量变规律，从而达到诊断的目的。布和量变规律，从而达到诊断的目的。2、脏器或组织摄取显像剂的机制、脏器或组织摄取显像剂的机制（1）合成代谢：）合成代谢：131I甲状腺对碘的合成代谢甲状腺对碘的合成代谢（2）细胞吞噬：）细胞吞噬：99mTc-植酸钠植酸钠肝库佛细胞吞噬肝库佛细胞吞噬（3）循环通路：）循环通路：99mTc-MAA肺毛细血管阻塞肺毛细血管阻塞（4）选择性浓聚：）选择性浓聚：99mTc-PYP梗死心肌组织摄取梗死心肌组织摄取（5）选择性排泄：）选择性排泄：99mTc-DTPA肾小球滤过肾小球滤过（6）通透弥散：）通透弥散：133Xe从血液弥散至肺泡内从血液弥散至肺泡内（7）化学吸附和离子交换：）化学吸附和离子交换：99mTc-MDP与骨与骨骼中的离子交换而吸附于骨骼骼中的离子交换而吸附于骨骼（8）特异性结合：抗原）特异性结合：抗原抗体反应，抗体反应，RII（放（放射免疫显像）射免疫显像）3、显像的条件及选择、显像的条件及选择（1）显像剂的选择）显像剂的选择可靠的显像性能：标记方便、血液清除快、进入靶可靠的显像性能：标记方便、血液清除快、进入靶器官时间早、靶器官与非靶器官放射性比值高、稳定器官时间早、靶器官与非靶器官放射性比值高、稳定性好。性好。合适的射线能量：合适的射线能量：射线射线100250keV最适宜。最适宜。PET511keV一对一对 光子。光子。适度的放射性活度、放射性浓度和放射化学纯度。适度的放射性活度、放射性浓度和放射化学纯度。（2）准直器的选择）准直器的选择常用种类：常用种类：低能通用、低能高分辨、高能通用、低能针孔型低能通用、低能高分辨、高能通用、低能针孔型选择因素：选择因素：射线能量射线能量所用放射性活度所用放射性活度显像目的显像目的显像器官和组织大小、深浅、厚度显像器官和组织大小、深浅、厚度灵敏度和分辨率的选择灵敏度和分辨率的选择（3）显像时间）显像时间 根据显像剂在体内转归的特点选择最佳显像时间，根据显像剂在体内转归的特点选择最佳显像时间，特别是动态功能显像时更为重要。特别是动态功能显像时更为重要。甲状腺显像甲状腺显像注射后注射后20分钟；分钟；心肌显像心肌显像注射后注射后60分钟；分钟；骨显像骨显像注射后注射后120分钟；分钟；肾动态显像肾动态显像即刻采集，即刻采集，60s一帧图像；一帧图像；(4)显像体位：显像体位：前后位、左右侧位、不同角度斜位等前后位、左右侧位、不同角度斜位等(5)仪器的最佳条件选择：仪器的最佳条件选择：矩阵、采集时间、采集范围等矩阵、采集时间、采集范围等(6)病人的准备：病人的准备：饮食、饮水、停药状态、视听封闭等饮食、饮水、停药状态、视听封闭等4、显像类型、显像类型 根据显像的部位、影像采集的时间、方式以及根据显像的部位、影像采集的时间、方式以及所有核素发射核射线的种类，将显像分为以下所有核素发射核射线的种类，将显像分为以下几种类型。几种类型。(1)(1)平面与断层显像平面与断层显像 平面显像平面显像是将是将照相机的探头置于体表一定位照相机的探头置于体表一定位置，采集脏器放射性分布而获得的影像，为脏置，采集脏器放射性分布而获得的影像，为脏器内放射性在探头投影方向上前后叠加的影像。器内放射性在探头投影方向上前后叠加的影像。断层显像断层显像是将是将SPECTSPECT探头绕体探头绕体表旋转采集信息，表旋转采集信息，或用或用PETPET在躯体在躯体四周同时进行三四周同时进行三维信息采集，经维信息采集，经处理并重建成横处理并重建成横断、冠状和矢状断、冠状和矢状断层图像。断层断层图像。断层影像能比较确切影像能比较确切地显示脏器内放地显示脏器内放射性分布情况，射性分布情况，是临床核医学常是临床核医学常规的显像方法。规的显像方法。（2 2）静态与动态显像）静态与动态显像 静态显像静态显像是将显像剂引入体内，待其在脏器组织或病是将显像剂引入体内，待其在脏器组织或病变内的浓度处于相对稳定状态时进行显像。由于放射变内的浓度处于相对稳定状态时进行显像。由于放射性在一定时间内变化不大，所以允许采集能满足统计性在一定时间内变化不大，所以允许采集能满足统计学要求的放射性计数用以显像，故所得影像清晰、质学要求的放射性计数用以显像，故所得影像清晰、质量好。量好。动态显像动态显像是将显像剂引入体内后，随血流流经脏器或是将显像剂引入体内后，随血流流经脏器或被脏器不断摄取和排泄、或在脏器内反复充盈和射出。被脏器不断摄取和排泄、或在脏器内反复充盈和射出。上述过程造成脏器内放射性计数及位置随时间而不断上述过程造成脏器内放射性计数及位置随时间而不断变化，用显像仪器以一定的速度（如变化，用显像仪器以一定的速度（如1 s/1 s/帧、帧、1 min/1 min/帧等）连续自动采集信息，得到反映上述动态过程的帧等）连续自动采集信息，得到反映上述动态过程的系列影像，即为动态显像。系列影像，即为动态显像。将其影像快速而连续地显示则为电影显示。还将其影像快速而连续地显示则为电影显示。还可利用计算机勾画感兴趣区（可利用计算机勾画感兴趣区（ROIROI）技术，提取每）技术，提取每帧影像中同一帧影像中同一ROIROI内的放射性计数生成时间内的放射性计数生成时间-活性曲活性曲线，据此曲线可对上述动态变化过程进行定量分析线，据此曲线可对上述动态变化过程进行定量分析并计算动态过程的多项定量参数。并计算动态过程的多项定量参数。（3 3）局部与全身显像）局部与全身显像 局部显像局部显像显像的范围为某一脏器或躯体的某一部分。显像的范围为某一脏器或躯体的某一部分。全身显像全身显像为为照相机的探头沿体表从头至足做匀速移照相机的探头沿体表从头至足做匀速移动，采集全身各部位的放射性并显示为一幅平面全身动，采集全身各部位的放射性并显示为一幅平面全身影像；或用影像；或用PETPET或符合线路或符合线路SPECTSPECT行全身断层显像，按行全身断层显像，按探头视野范围，逐段依次采集信息，图像经重建、连探头视野范围，逐段依次采集信息，图像经重建、连接等技术获得全身断层影像。接等技术获得全身断层影像。（4 4）阳性与阴性显像）阳性与阴性显像 阳性显像阳性显像是以病灶对显像剂摄取增高为异常的显像方是以病灶对显像剂摄取增高为异常的显像方法。由于病灶放射性高于正常脏器、组织，故又称法。由于病灶放射性高于正常脏器、组织，故又称“热热区区”显像，如放射免疫显像、急性心肌梗死灶显像、显像，如放射免疫显像、急性心肌梗死灶显像、肝肝血管瘤血池显像等。血管瘤血池显像等。阴性显像阴性显像是以病灶对是以病灶对显像剂摄取减低为异显像剂摄取减低为异常的显像方法。正常常的显像方法。正常的脏器、组织因摄取的脏器、组织因摄取显像剂而显影，其中显像剂而显影，其中的病变组织因失去正的病变组织因失去正常功能不能摄取显像常功能不能摄取显像剂或摄取减少而呈现剂或摄取减少而呈现放射性缺损或减低，放射性缺损或减低，又称又称“冷区冷区”显像。显像。（5 5）静息与负荷显像）静息与负荷显像 静息显像静息显像是受检者处于安静状态下将显像剂引是受检者处于安静状态下将显像剂引入体内一定时间后进行影像采集的显像方法。入体内一定时间后进行影像采集的显像方法。负荷显像负荷显像指受检者在生理活动或药物干预状态指受检者在生理活动或药物干预状态下将显像剂引入体内进行影像采集的显像方下将显像剂引入体内进行影像采集的显像方法，亦称为介入显像。本法有利于探测静息状法，亦称为介入显像。本法有利于探测静息状态下不易发现的病变，常用于检查心脑脏器的态下不易发现的病变，常用于检查心脑脏器的储备功能。储备功能。（6 6）早期与延迟显像）早期与延迟显像 早期显像早期显像是将显像剂引入体内是将显像剂引入体内2 h2 h以内进行的显像。以内进行的显像。延迟显像延迟显像是将显像剂引入体内是将显像剂引