核技術(shù)和核醫(yī)療培訓(xùn)課件

1、什么是核醫(yī)學(xué)？核醫(yī)學(xué)的定義：核醫(yī)學(xué)是核技術(shù)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的學(xué)科核醫(yī)學(xué)的任務(wù)是用放射性核素及核技術(shù)來診斷、治療及研究疾病。核醫(yī)學(xué)涉及的學(xué)科：核物理、核電子、核探測、計算機控制及圖像處理、數(shù)學(xué)、放射化學(xué)、醫(yī)學(xué)的各科等核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/20221什么是核醫(yī)學(xué)？核醫(yī)學(xué)的定義：核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/2022基因突變表達(dá)失控代謝異常功能失調(diào)結(jié)構(gòu)改變癥狀體征 Disease is not a THING, but a PROCESS現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為：疾病的發(fā)生起源于 基因改變表達(dá)物改變代謝改變形態(tài)改變核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/20222基因突變表達(dá)失控代謝異常功能失調(diào)結(jié)構(gòu)改變癥狀體征 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)名稱成

2、像參數(shù)性質(zhì)X線CT衰減系數(shù)、CT值解剖結(jié)構(gòu)B超超聲波反射解剖結(jié)構(gòu)MRI質(zhì)子密度、T1、T2、解剖、功能化學(xué)位移SPECT放射性濃度代謝功能PET放射性濃度代謝功能PET/CT放射性濃度代謝功能衰減系數(shù)、CT值 和解剖SPECT、PETECT(emission computed tomography)核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/20223現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)名稱成像參數(shù)性質(zhì)SPECT、PET核醫(yī)學(xué)內(nèi)容核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/20224核醫(yī)學(xué)內(nèi)容核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/20224核醫(yī)學(xué)發(fā)展的兩大支柱放射性藥物-診斷、治療關(guān)鍵點是特異性其次是穩(wěn)定性如：11C-胸腺嘧啶 - DNA合成金標(biāo)準(zhǔn)，不穩(wěn)定；18F-

3、FLT 氟標(biāo)胸腺嘧啶。穩(wěn)定，但由于3端的置換，其磷酸化后不能進(jìn)一步參與DNA合成，又不能通過細(xì)胞膜返回，被局限在細(xì)胞內(nèi)。核探測技術(shù)-影像定位、定量核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/20225核醫(yī)學(xué)發(fā)展的兩大支柱放射性藥物-診斷、治療核技術(shù)和核醫(yī)療核醫(yī)學(xué)診斷核醫(yī)學(xué)的右手核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/20226核醫(yī)學(xué)診斷核醫(yī)學(xué)的右手核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/20226核醫(yī)學(xué)診斷-示蹤原理示蹤劑：參與體內(nèi)某一生理代謝過程的物質(zhì) + 發(fā)射可探測射線的核素 = 形成示蹤劑。 例如：脫氧葡萄糖DG + 發(fā)射正電子的18F = 18F-FDG 代謝過程：靜脈注入后，通過毛細(xì)血管壁進(jìn)入組織。對不同的示蹤劑，有些直接參與體內(nèi)代謝

4、，有些則被限制在某些特定的組織區(qū)域。由于示蹤劑在體內(nèi)的分布與代謝過程是動態(tài)的，所以體內(nèi)各組織部位的示蹤劑濃度是不斷地變化的。探測：在示蹤劑注入體內(nèi)后的 整個過程中，都可使用掃描儀在體外探測示蹤劑發(fā)出的輻射信號，從而確定示蹤劑在體內(nèi)的位置，由此得到示蹤劑在體內(nèi)的代謝過程與分布圖像。核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/20227核醫(yī)學(xué)診斷-示蹤原理示蹤劑：參與體內(nèi)某一生理代謝過程核醫(yī)學(xué)顯像原理利用放射性藥物 用放射性核素標(biāo)記的示蹤劑引入體內(nèi)參加特定生物活動 被特定的組織攝取定位，定性,定量反映體內(nèi)代謝情況探測顯像 顯像設(shè)備,顯像條件, 操作程序活體, 分子水平 活體內(nèi)示蹤劑分子行為核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/20

5、228核醫(yī)學(xué)顯像原理利用放射性藥物核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/2022核醫(yī)學(xué)顯像設(shè)備核醫(yī)學(xué)顯像設(shè)備探測射線相機 (scintillation gamma camera) 1958年H. Anger發(fā)明，Anger相機SPECT (single photo emission computed tomography) 20世紀(jì)80年代，單光子發(fā)射斷層掃描儀PET ( positron emission tomography) 20世紀(jì)90年代，正電子發(fā)射斷層掃描儀PET/CT 21世紀(jì)，功能圖像和解剖圖像有機融合核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/20229核醫(yī)學(xué)顯像設(shè)備核醫(yī)學(xué)顯像設(shè)備探測射線核技術(shù)和核醫(yī)療10/

6、2相機核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202210相機核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202210相機構(gòu)成核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202211相機構(gòu)成核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202211探測原理射線入射到晶體上，使晶體原子激發(fā)。退激回到基態(tài)，發(fā)射熒光。一個光子產(chǎn)生多個熒光光子。光電倍增管接受這些熒光，并將之轉(zhuǎn)換為電信號。經(jīng)過定位電路確定出入射光子的位置放大、甄別后，記錄一個計數(shù)。核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202212探測原理射線入射到晶體上，使晶體原子激發(fā)。核技術(shù)和核醫(yī)療1準(zhǔn)直器、閃爍晶體、光電倍增管的作用核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202213準(zhǔn)直器、閃爍晶體、光電倍增管的作用核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/2脈沖幅度分

7、析器pulse height analyzer(PHA)經(jīng)放大的電脈沖幅度入射射線能量只選擇一定能量范圍，剔除散射、噪聲 甄別 例如，99mTc, 能窗135 145keV單道脈沖分析器-單能窗多道脈沖分析器-多能窗核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202214脈沖幅度分析器pulse height analyzer(信號記錄核醫(yī)學(xué)影像記錄的是坐標(biāo)和光子數(shù)和X 照像有何不同？核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202215信號記錄核醫(yī)學(xué)影像記錄的是坐標(biāo)和光子數(shù)核技術(shù)和核醫(yī)療10/2SPECT- single photo emission computed tomography相機-發(fā)射，平面圖像（透射X平片）SPE

8、CT-發(fā)射，斷層圖像（透射CT）相機探頭繞人體旋轉(zhuǎn)獲得各個方向的投影（平面）像圖像重建-濾波反投影、迭代獲得斷層圖像圖像重建算法-使圖像更接近真實一直是核醫(yī)學(xué)中的一個重點研究方向。核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202216SPECT- single photo emission 圖像重建-迭代算法核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202217圖像重建-迭代算法核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202217圖像重建-濾波反投影法理論依據(jù)二維傅立葉分片定理：任意函數(shù)f(x,y)沿任意方向平行投影，得到與該方向垂直的一維投影函數(shù)。此投影函數(shù)的傅立葉變換，就等于f(x,y)的二維傅立葉空間平面上過原點的一條線，并且這條線與一維

9、投影函數(shù)同方向 核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202218圖像重建-濾波反投影法理論依據(jù)核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/CTSPECT融合圖象SPECT/CT同機圖像融合技術(shù)示意圖SPECT核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202219CTSPECT融合圖象SPECT/CT同機圖像融合技術(shù)示意圖SPECT的結(jié)果2例癲癇患者SPECT圖像:發(fā)作間期低灌注(A圖)，發(fā)作期高灌注(B圖)。癲癇灶發(fā)作間期在SPECT上呈低灌注暗影，發(fā)作期變?yōu)楦吖嘧⒘劣啊?核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202220SPECT的結(jié)果核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202220SPECT核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202221SPECT核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/20

10、2221西門子雙探頭SPECT核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202222西門子雙探頭SPECT核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202222 飛利浦雙探頭SPECT核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202223 飛利浦雙探頭SPECT核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/SPECT 全身成像核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202224SPECT 全身成像核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202224核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202225核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202225核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202226核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202226True Point SPECTCT 核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202227True Point SPECTCT

11、核技術(shù)和核醫(yī)療10/相機、SPECT診斷項目灌注顯像動態(tài)血池顯像靜態(tài)腫瘤陽性顯像全身骨掃描數(shù)十種項目，數(shù)十種放射性藥物核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202228相機、SPECT診斷項目灌注顯像核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/2腎動態(tài)核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202229腎動態(tài)核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202229門控心血池核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202230門控心血池核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202230骨掃描核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202231骨掃描核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202231前哨淋巴結(jié)核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202232前哨淋巴結(jié)核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202232腫瘤陽性顯像核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/

12、202233腫瘤陽性顯像核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202233PET-positron emission tomography正電子核素18F、 15O 、13N、11C，人體基本元素，更能反映體內(nèi)代謝發(fā)射出正電子，與一個負(fù)電子發(fā)生湮滅輻射 e+e-2（511keV，E=mc2)探測正電子湮滅輻射發(fā)出的雙光子不加準(zhǔn)直器符合探測，探測環(huán)靈敏度、分辨率核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202234PET-positron emission tomogrPET設(shè)備核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202235PET設(shè)備核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202235 電子對湮滅核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202236 電核技術(shù)和核醫(yī)療1

13、0/2/202236PET探測原理PET核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202237PET探測原理PET核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202237PET探測器晶體環(huán)PET核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202238PET探測器晶體環(huán)PET核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202238符合探測原理PET核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202239符合探測原理PET核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202239探測器信號定位PET核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202240探測器信號定位PET核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202240SPECT與PET的區(qū)別放射性核素SPECT 99mTc、131I . PET 15O、11C、13N、 18F 人體基本元素探

14、測信號 SPECT: 單光子 PET: 雙光子空間定位SPECT: 準(zhǔn)直器 PET: 符合探測電路空間分辨率 SPECT: 812 mm PET: 35 mm靈敏度: PET SPECT掃描時間: PETSPECT核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202241SPECT與PET的區(qū)別放射性核素核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/2PET/CT的發(fā)明是醫(yī)學(xué)影像學(xué)的又一次革命PET/CT核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202242PET/CT的發(fā)明是醫(yī)學(xué)影像學(xué)的又一次革命PET/CTPET/CT中的PET、CTPETPET/CT的主體CT的作用：為PET提供衰減校正為PET提供解剖位置信息提供診斷信息核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/2

15、02243PET/CT中的PET、CTPETPET/CT的主體核技核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202244核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202244兼容型 PET/CT核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202245兼容型 PET/CT核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202245PET核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202246PET核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202246PET/CT的特點CT與PET硬件、軟件同機融合解剖圖像與功能圖像同機融合同一幅圖象既有精細(xì)的解剖結(jié)構(gòu)又有豐富生理、生化分子功能信息可用于腫瘤診斷、治療及預(yù)后隨診全過程高靈敏度、高特異性、高準(zhǔn)確性CT圖像兼做衰減校正PET、CT單獨能實現(xiàn)的，PET/CT一定能實現(xiàn)；

16、PET/CT能實現(xiàn)的，PET或CT不一定能實現(xiàn)核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202247PET/CT的特點CT與PET硬件、軟件同機融合核技術(shù)和核醫(yī)PET核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202248PET核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202248PECT結(jié)果舉例癲癇患者PET圖像:癲癇灶在發(fā)作間期呈低代謝，發(fā)作期變高代謝。肺癌核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202249PECT結(jié)果舉例肺癌核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202249核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202250核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202250PET顯像特點功能顯像敏感性、特異性較高缺乏精確的解剖定位核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202251PET顯像特點核技術(shù)和核醫(yī)療10/

17、2/202251PET-CT融合示意圖CT圖像何處有病灶？核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202252PET-CT融合示意圖CT圖像核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202PET-CT融合示意圖PET圖像病灶在何處？核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202253PET-CT融合示意圖PET圖像核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/20PET-CT融合示意圖PET-CT圖像融合病灶原來在這里核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202254PET-CT融合示意圖PET-CT圖像融合核技術(shù)和核醫(yī)療10PET圖像有放射性濃聚，頭頸部CT、MR及鼻咽鏡檢未見異常。PET-CT定位于右上腭。隱匿性上腭癌核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202255PET圖像有放射性濃

18、聚，頭頸部CT、MR及鼻咽鏡檢未見異常。PET、PET/CT 的臨床應(yīng)用腫瘤學(xué)7590心臟病學(xué)1020神經(jīng)系統(tǒng)1030其他（器官移植、感染、創(chuàng)傷、發(fā)育）生理及藥理實驗 核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202256PET、PET/CT 的臨床應(yīng)用腫瘤學(xué)7590核PET、PET/CT -在腫瘤學(xué)中的應(yīng)用早期發(fā)現(xiàn)腫瘤鑒別腫瘤良惡性治療前分期治療中療效觀察改進(jìn)放療計劃治療后隨診、復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移評估病人生存期核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202257PET、PET/CT -在腫瘤學(xué)中的應(yīng)用早期發(fā)現(xiàn)腫瘤核PET、PET/CT -在神經(jīng)系統(tǒng)疾病診斷中的應(yīng)用癲癇病灶的診斷與定位；癡呆：AD、MID、PDD、認(rèn)知定位核技術(shù)和核醫(yī)

19、療10/4/202258PET、PET/CT -在神經(jīng)系統(tǒng)疾病診斷中的應(yīng)用癲癇PET、PET/CT認(rèn)知定位核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202259PET、PET/CT認(rèn)知定位核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/2PET、PET/CT -在心血管系統(tǒng)疾病診斷中的應(yīng)用冠心?。?13N-NH3心肌存活測定：血流-代謝圖像 血流灌注顯像（99mTc-MIBI, 13NH3） 代謝顯像 18F-FDG “不匹配”（有代謝，無血流）心肌存活 “匹配”（無代謝，無血流）心肌不存活 心肌存活“金標(biāo)準(zhǔn)” 決定是否手術(shù)核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202260PET、PET/CT -在心血管系統(tǒng)疾病診斷中的應(yīng)用冠核醫(yī)學(xué)治療核醫(yī)學(xué)的左手

20、核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202261核醫(yī)學(xué)治療核醫(yī)學(xué)的左手核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/202261核醫(yī)學(xué)治療原理將放射性核素引入體內(nèi)使用特異性的載體(如RIT）放射性核素標(biāo)記載體載體參與體內(nèi)生物活動，帶著核素定位到靶器官直接利用核素與靶器官的親和定位作用131I、153Sm、89Sr定位施放放射性核素（如 125I 種子源）將放射性核素直接放到靶器官依靠放射性核素發(fā)射的射線殺死病變細(xì)胞核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202262核醫(yī)學(xué)治療原理將放射性核素引入體內(nèi)核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/2核醫(yī)學(xué)治療的優(yōu)點短射程的 、射線放射性核素局限在靶器官，對正常組織損傷小核技術(shù)和核醫(yī)療10/4/202263核醫(yī)學(xué)治療的優(yōu)點短射程的 、射線核技術(shù)和核醫(yī)療10/2/核醫(yī)學(xué)治療的一些項目甲狀腺疾病：131I骨轉(zhuǎn)移瘤：89Sr、153