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1、,第八章 核医学基础 第二节 核医学概论,云南省第一人民医院核医学科 江勇,核医学(Nuclear Medicine)是研究核技术在医学及生物学中应用及其理论的学科。临床核医学则是应用放射性核素或稳定性核素诊断、治疗疾病和用于医学研究的学科,是核科学技术与医学相结合的产物,是现代医学的重要组成部分。,第二节 核医学概论,3,第二节 核医学概论,核医学以其应用和研究的范围分为实验核 医学和临床核医学。实验核医学主要包括放射性药物学、放射性自显影与磷屏成像技术、放射性核素示踪技术、体外放射分析、活化分析、放射性核素动力学分析、小动物PET及小动物PET-CT的应用以及稳定性核素分析等。,一、核医学
2、的学科内容,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，到达诊治疾病的目的，提供病情、疗效及预后的信息。,一、核医学的学科内容,临床核医学的内容： 放射性核素显像 放射性核素功能测定 体外免疫检测 放射性核素治疗 疾病的病因和治疗药物的研究,一、核医学的学科内容,临床核医学 诊 断 治 疗 体外方法 体内方法 体内方法 体外方法 (in vitro) (in vivo) (in vitro) (in vivo) 显像检查法 器官功能测定,一、核医学的学科内容,（1）放射性核素显像 利用放射性核素及其标记物在机体组织器官或病变组
3、织发出的核射线，通过放射性核素的示踪方法(radionuclide trace methods),在体外用显像仪器SPECT或PET仪探测并记录放射性核素在特定的器官或病变组织中的分布状况存在的差别而形成图像。,1、诊断核医学,甲 状 腺 E C T 显 像,放射性核素显像,正常肾脏动态显像,放射性核素显像,（2）放射性核素功能测定 脏器通过一系列的物质代谢来表达功能，用放射性核素标记代谢物引入体内，从体外用放射性核素探测仪，探测放射性代谢物在被测组织器官中的摄取、聚集与排出情况，动态观察代谢物的整个过程，从而判断该脏器的功能。目前常用于肾功能检查、甲状腺功能测定、心功能测定等。,1、诊断核医
4、学,放射性核素功能测定,（3）体外免疫测定 体外免疫测定是利用免疫反应的特异性和射线或发光探测的灵敏性来测定体内超微量物质的一种方法，包括：放射免疫测定、免疫放射测定、放射受体测定、放射酶学测定、非放射免疫测定等。其特点为灵敏度高、特异性强、精密度高、应用广泛 。,1、诊断核医学,各种核医学体外检查分析仪,体外免疫测定,2、治疗核医学,利用高度靶向性聚集在病变部位的放射性核素发射的-、射线或低能r等射线，通过辐射的生物学效应而造成细胞代谢、功能及结构紊乱，最终导致细胞肿胀、变性直至死亡，从而达到抑制或破坏病变组织的目的。可分为：普通治疗、介入治疗、靶向治疗、中子俘获治疗、源敷贴治疗。,一、核医
5、学的学科内容,3、疾病的病因和治疗药物的研究,多巴胺D2受体显像,帕金森病是灰质-纹状体多巴胺能神经元及通路变性,精神分裂症患者提示基底节多巴胺D2受体密度增加,阿片受体显像,癫痫发作期病灶同侧的颞叶皮层阿片受体升高,一、核医学的学科内容,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，核技术在医学的应用，促进了医学科学的发展与医学现代化。,核医学与医学的发展,二、 放射性药品 放射性药品（radiopharmaceuticals）系指含有放射性核素、用于临床诊断和治疗的一类特殊制剂。一般由两部分组成：放射性核素和被标记物，二者具有高度的亲和力。被标记物可以是化合物、抗生素、血液成分
6、、生化制剂（多肽、激素等）、生物制品（单克隆抗体等），其化学或生物学性能决定着放射性药物,第二节 核医学概论,的体内生物学分布（解剖/组织学的靶向定位作用）。因其分子内含有放射性核素原子，放射性核素的作用可以被探测，用于医学诊断，利用其辐射生物效应治疗疾病。,放射性核素非放射性载体(被标记物) 99mTc MDP,二、 放射性药品,放射性药物靶向作用原理 放射性药物在体内能选择性地分布于特定的器官或病变组织，是以体内特定分子作为靶目标，能以特异性或非特异性方式靶向浓聚于特定的正常脏器组织或病变组织，进行体外放射性核素显像，可在活体内直接观察到疾病起因、发生、发展等一系列的病理生理变化和特征。,
7、二、 放射性药品,1.放射性药物的特点： （1）具有放射性：利用放射性核素放出的粒子或射线达到诊断与治疗目的。 （2）具有特定的物理半衰期和有效期：放射性核素会自发衰变为另一种核素或核能态，放射量随时间增加而不断减少，其内在质量也可能改变。,二、 放射性药品,2.放射性药物的分类（按物理半衰期）,二、 放射性药品,放射性药物的分类（按核素辐射类型）,二、 放射性药品,放射性药物的分类（按核素生产来源）,二、 放射性药品,二、 放射性药品,钼-锝发生器(99Mo-99Tcm generator)优点： 1、操作简便、使用安全、有较好的结果-效果比。 2、可以得到高的放射性核素纯度，并能制得高放射
8、化学纯度的药物。 3、母体核素99Mo半衰期为66小时，可以有一周以上的期间释放可使用量的99Tcm 。,二、 放射性药品,放射性药物的分类（按药物剂型）,二、 放射性药品,放射性药物的分类（按用途）,二、 放射性药品,诊断用放射性药物 用于获得体内靶器官或病变组织的影像或功能参数，进行疾病诊断的一类体内放射性药物。也称为显像剂(imaging agent)或示踪剂(tracer)。,二、 放射性药品,对体内诊断用放射性核素的要求 合适的物理半衰期：在满足诊断所需时间的前提下尽可能短，以便在诊断完成后迅速衰减，减少病人的辐照。一般T1/2以数十分钟至数天之间为宜。 适宜的射线种类和能量：诊断用
9、的放射性核素应放射+ 、或X射线，最好不发射或少发射射线及转换电子或饿歇电子等，以减少对机体不必要的辐射；射线能量以100-300keV为佳。,二、 放射性药品,治疗用放射性药物 是指能够高度选择性浓集在病变组织产生局部电离辐射生物效应,从而抑制或破坏病变组织，发挥治疗作用的一类体内放射性药物。,二、 放射性药品,治疗用放射性药物的作用机制特点有: （1）放射性药物辐照作用有一定范围，即使不进入病变细胞，也可对相邻的病变细胞产生致死杀伤作用。 （2）由于放射性药物的选择性靶向作用，在体内可达到高的靶/非靶比值，明显减少对正常组织的损伤。,治疗用放射性药物,对治疗用放射性核素的要求: 所用核素发
10、出的射线应具有较强的电离作用和生物效应，且穿透能力较弱：便于有效地破坏病变组织又不会对相邻正常组织造损害。 合适的T1/2：使治疗药物在病灶中维持一段持续作用的时间，确保疗效，一般以1-5天为最佳。,治疗用放射性药物,3.放射性药物的摄取机制 (1)功能性吸收与排泄过程：指脏器的细胞选择性地摄取某一放射性药物，经排泄或分泌的整个过程中放射性药物未发生代谢变化，这样不仅可以显示脏器的形态，还可观察其分泌、排泄的功能状态以及排泄通道的通畅情况。131I-OIH被肾小管上皮细胞摄取后并分泌到肾小管腔内，经尿液冲刷而使肾脏及尿路显影；99mTc- EHIDA（依替菲宁）静脉注入后被肝多角细胞摄取，又分
11、泌到胆道系统，随胆汁而排入肠腔，故可使肝脏、胆道和肠腔显影。,二、 放射性药品,肾动态显像,肝胆显像,3.放射性药物的摄取机制,（2）特异性靶向结合：某些放射性核素标记化合物具有与组织中特定的分子结构特异性结合的特点，通过显影达到定位和定性诊断的目的。放射性核素标记抗体抗原结合（放射免疫显像）、放射性核素标记配体受体结合（放射受体显像）、放射性核素标记多肽小分子、核素标记反义探针进行基因显像。,3.放射性药物的摄取机制,131碘-美妥昔单抗,3.放射性药物的摄取机制,（3）合成代谢 脏器和组织的正常代谢或合成功能需要某种元素或一定的化合物，不同的细胞代谢不同的物质，把代谢物质标记上放射性核素或
12、者用放射性核素代替并引入体内，可被特定的脏器和组织选择性摄取，参与代谢过程而显像。,3.放射性药物的摄取机制,131碘甲状腺显像,18F-FDG心肌代谢显像,3.放射性药物的摄取机制,（4）毛细血管阻塞 肺泡毛细血管的直径为79m，当静脉注射直径为1060m的放射性颗粒后，颗粒随血流进入肺血管，最后将暂时栓塞在毛细血管床内，用照相机或扫描机可以获得肺毛细血管床影像。,3.放射性药物的摄取机制,肺灌注显像,3.放射性药物的摄取机制,(5)细胞吞噬 单核-巨噬细胞具有吞噬异物的功能，将放射性胶体颗粒(99mTc-硫胶体)经静脉注入体内，将作为机体的异物被单核-巨噬细胞所吞噬，常用于含被单核-巨噬细
13、胞丰富的组织如肝、脾、骨髓和淋巴系统显像。,3.放射性药物的摄取机制,淋巴显像,肝脏胶体显像,3.放射性药物的摄取机制,（6）循环通路、弥散和分布 某些显像剂进入血管、蛛网膜下腔或消化道时既不被吸收也不会渗出，仅借此解剖通道通过，经动态显像可获得显像剂流经该通道及有关脏器的影像。99mTc-RBC可显示体内含血丰富的组织器官,如心脏、大血管、肝、脾、胎盘、肿瘤、出血部位等。进入体内的某些放射性药物借助简单的通透弥散作用可使器官和组织显像。如静脉注射放射性133Xe（氙）生理盐水后，放射性惰性气体133Xe流经肺组织时从血液中弥散至肺泡内，可同时进行肺灌注显像和肺通气显像。,3.放射性药物的摄取
14、机制,（7）选择性浓聚 病变组织对某些放射性药物有选择性摄取浓聚作用，静脉注入该药物后在一定时间内能浓聚于病变组织使其显像。99mTc-焦磷酸盐与坏死心肌细胞结合用于诊断心肌梗塞灶，亲肿瘤显像剂 67Ga、99mTc-(V)-DMSA（二巯基丁二酸钠）、99mTc-MIBI与肿瘤细胞有较高的亲和力，可用于恶性肿瘤的定性、定位诊断。,3.放射性药物的摄取机制,颈部99mTc-MIBI显像,3.放射性药物的摄取机制,（8）离子交换和化学吸附 骨组织由无机物、有机物和水组成，构成无机物主要成分是羟基磷灰石晶体，它形成针状晶体，嵌在基质的胶原纤维中。羟基磷灰石晶体类似一个离子交换层析柱，能与体液中可交换的离子或化合物进行离子交换或化学吸附。99mTc-MDP注射后，通过化学吸附方式与羟基磷灰石晶体表面结合，结合的99mTc-MDP放出r射线可以行全身骨显像。,3.放射性药物的摄取机制,全身骨显像,3.放射性药物的摄取机制,全身骨显像,3.放射性药物的摄取机制,断层显像,