单位及科室

一院核医学科

教师姓名

王全师

技术职务

教 授

课程名称

核素检查

教材版本

《临床医学概要》

朱明德 石应康主编

授课方式

（大课)

理论授课（2)

授课内容

第 篇第 四章  第 二 节

  学 时

2

专业年级

2002年级实验技术本科(26人)

教学日期

2005年3 月14日

主要内容

（按教学大纲要求)

1.核素检查概述, 2.脏器显像  3.功能检查 4. 核素治疗

教学目的

与 要 求

掌握什么是核素检查；了解核素检查的应用范围。

重   点

难   点

重点：基本概念、临床应用范围。

难点：基本概念枯燥、内容广泛。

主 要 教

学 媒 体

幻灯片（多媒体教学)

主 要 外

语 词 汇

临床核医学(clinical nuclear medicine)；放射免疫分析(radioimmunoassay，RIA)；单光子发射计算机断层照相机(single photon emission computed tomography，SPECT)；正电子发射计算机断层照相机(positron emission tomography，PET)等20个英语单词及词组。

有关本课题的新 进 展

1．分子核医学，基因显像，受体显像；   2.糖、氨基酸，胆碱代谢显像；  3. PET及PET-CT、SPECT/PET原理及图像融合。

复习思考题

课堂测试题

复习思考题：1．核医学定义？ 2.核素，同位素，同质异能素，半衰期3.何为放射性药物？4.脏器显像的基本原理及临床意义？

课堂测试题：1.ECT，PET，PET-CT？2. ECT、PET显像与CT、MRI相比有何不同？3.核素治疗利用的是核素的什么特性？

教 研 室

审查意见

备 注

课前先将问题提出，让学生自己思考，带着问题学。

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核素检查

一、概 述

（一)临床核医学基本概念

1．临床核医学(clinical nuclear medicine)：是一门利用开放型放射性核素诊断和治疗疾病的学科。

2．诊断核医学(diagnostic’nuclear medicine)按放射性核素是否引人受检者体内分为两类。

（1) 凡放射性核素不需引人体内的检查称体外检查，代表性的项目为放射免疫分析(radioimmunoassay，RIA)；

（2) 凡需将放射性核素引入体内的，根据最后是否成像又分为核素脏器显像和核素功能检查。核素脏器显像有别于单纯形态结构显像，是一种独特的功能显像，为诊断核医学的重要特征之一。

临床核医学是影像医学的重要组织部分。人体各重要脏器，包括心、脑、骨都能用放射性核素进行功能和形态显像。

l   1 979年研制成功的单光子发射计算机断层照相机(single photon emision computed tomography，SPECT)是目前最常用的脏器断层显像仪器，广泛应用。

1975年出现的会计资格正电子发射计算机断层照相机(positron emission tomography，PET)及其^1l C、¹³ N、¹⁵ O、¹⁸ F标记的许多化合物为脏器血流灌注，氧耗量，葡萄糖代谢，蛋白质代谢，脂肪代谢及神经受体等显像提供了可能，使核医学进入到分子核医学(molecular nuclear medicine)的新时代。目前，以肿瘤报告基因、内源性基因、治疗基因和肿瘤抗药基因P-糖蛋白显像为代表的基因表达显像及肿瘤多肽显像正成为分子核医学发展的方向。

结合多媒体幻灯动画演示显像原理，采用对比影像学方法显示各种影像技术的优势与不足，从而掌握核医学影像的特点。

讲清原理后，注意启发式教学 时间

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(二)核医学的核物理基础

1·核素(nuclide)  具有特定质量数，原子序数与核能态，而且其平均寿命长得足以被观测的一类原子称为核素。

2．同位素(isotope)  具有相同原子序数，但质量数不同的核素称为同位素。如1H、2 H、3 H是三种原子序数相同，质子数不同的核素，但在元素周期表中皆位于氢元素的位置，这些核素

互称为同位素。 ’

3．同质异能素(isomer)  具有相同质量数和原子序数，处于不同核能态的一类核素。99m Tc和99Tc两者的能量不同，前者处于较高能态，后者处于基态，两者互为同质异能素。

4·核衰变(nuclide decay)  放射性核素自发地释放出一种或一种以上的射线并转变为另一种核素的过程为核衰变。根据其释放出不同的粒子可分为α衰变，β衰变和γ衰变等多种类型。

5·半衰期  表示放射性核素衰变速率的指标。有物理半衰期(physical half life，T_l／2)，生物半衰期(biological half life，Tb)和有效半衰期(effective half life，Te)。三者关系为：

Te^－1 =Tb^－1+T_1/2^－1

6·放射性活度(radioactivity)  一定量的放射性核素在一个很短的时间间隔内发生的核衰变量除以该时间间隔。其反映了单位时间内核衰变的数目。放射性活度单位是秒^－1·(s^－1)，专用名为贝可(Becquerel，Bq)。1 Bq表示放射性核素在一秒内发生一次核衰变。旧制单位是居里(curie，Ci)。居里和贝可的换算关系是：

1Ci＝3.7×10¹⁰Bq

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(三)放射性药物

l   放射性药物系指含有放射性核素的供医学诊断和治疗用的一类特殊药物。

在引入体内后，由于其本身的特点，会在某一器官定位或参与某一器官、组织的代谢。由于这些药物含有放射性核素，只要射线探测仪器能在体表测到并显示出它们在体内的分布定位，并根据这些分布定位的规律和特点就可对疾病进行诊断。利用射线在定位部位的电离辐射生物效应，可以对该部位的病灶起到内照射治疗作用。

l   体内诊断用放射性药物的基本要求是核素具有γ射线，能量在100～300keV为宜，物理半衰期以几小时为宜。受检者一次接受的辐射吸收剂量也多远低于一次X线检查。

l   治疗疾病的放射性药物主要以半衰期较长的β粒子为宜。将放射性药物引入体内会使受检者全身和某些脏器接受一定的辐射吸收剂量。

放射性药物的正确使用仍应遵循剂量限制的基本原则。对小儿应用放射性药物时应考虑放射性检查不作为首选方法，使用的放射性药物活度可按体重计算。孕妇使用放射性药物后，胎儿受到母体对胎儿的外照射和放射性药物穿过胎盘屏障进入胎儿体内的内照射二个方面的辐射剂量。因此原则上妊娠期应禁用、放射性药物。对哺乳妇女，放射性药物可出现在乳汁内，故哺乳妇女应慎用放射性检查，必要时需在用药后的5～10个有效半衰期内停止哺乳。

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(四)体外检测 

作为一项超微量的分析技术，放射免疫分析(radioimmunoassay，RIA)以灵敏、特异、精确、简便等优点渗入到医学的各个领域，同时也为目前各种非放射性标记免疫分析的飞速发展奠定了基础。这些非放射性标记免疫分析包括酶联免疫吸附分析(enzyme immunoassay，EIA)，化学发光免疫分析(chemiluminescence immunoassay，CLIA)和时间分辨荧光免疫分析(time．resolved fluoim

munoassay，TrFIA)。需指出的是，各种检查方法的区别仅体现在方法学、灵敏度和精确度上在临床意义方面并没有本质上的区别。

二、脏器显像

(一)脑显像

脑显像是以不同的放射性药物进行以功能测定为特征的诊断方法。根据所使用的可透过正常血脑屏障的放射性药物，对大脑的血流、神经受体、葡萄糖代谢、氧代谢情况进行功能性显像。

SPECT脑血流显像：¹²³I-安菲他明(iodoamphetamine，¹²³I．IMP)，^99mTc-六甲基丙二胺(99mTc-hexamethyl propyleneamin- eoxime，99m Tc．HMPAO)，^99m Tc-双胱乙酯(^99m Tc-ethylcysteinate dimer，

^99mTc-ECD)等，它们均可透过正常血脑屏障，在脑内的存留量与血流量成正比。其中心¹²³I为加速器生产，价格高，国内较少用

SPECT脑血流显像：¹²³I-安菲他明(iodoamphetamine，¹²³I．IMP)，^99mTc-六甲基丙二胺(99mTc-hexamethyl propyleneamin- eoxime，99m Tc)

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^99m Tc-双胱乙酯(^99m Tc-ethylcysteinate dimer，^99mTc-ECD)等，它们均可透过正常血脑屏障，在脑内的存留量与血流量成正比。其中心¹²³I为加速器生产，价格高，国内较少用。^99mTc-HMPAO标记要求较高，在体外不稳定，需在标记后30min

内使用。国内常用的脑血流显像剂为^99mTc-ECD。

在临床上，脑血流显像可用于脑血管性疾病的诊断，包括短暂性脑缺血发作。对癫痫灶的定位诊断也有独特价值。另外，脑血流显像也可用于脑死亡、老年性痴呆、偏头痛、锥体外系

疾病(帕金森病和Hontington病)及精神病的辅助诊断。

PET进行的脑葡萄糖代谢显像。

(二)甲状腺显像

显像剂:¹³¹碘(¹³¹I)，^99m锝(^99mTcO₄-)。前者能被甲状腺细胞摄取并经有机化后参与甲状腺素的合成；后者与碘属同一族元素，有类似化学性质，也能被甲状腺摄取，但不能被有机化，也不能用于合成甲状腺激素。当甲状腺细胞由于各种原因发生病变改变其摄取能力时，会在其相应部位出现碘摄取能力变化。

甲状腺显像可用于异位甲状腺的显像；甲状腺结节的功能状态判断。热结节、温结节和冷结节。

(三)肾上腺髓质显像

    利用间位碘代苄胍(meta-iodobenzyl guanidine，MIBG)能与肾上腺素能受体高度特异性结合可进行肾上腺髓质显像。经碘标记的MIBG可使富含肾上腺素能受体的组织器官，如肾上腺髓质、心肌、腮腺和脾脏显影。静注¹²³I-MIBG后24～72小时内对腰部及其他必要部位多次显像。检查前一周停用苯丙胺、利血平、可卡因及三环类抗抑郁剂等能抑制MIBG摄取的药物，并封闭甲状腺。在临床应用中，¹²³I-MIBG主要用于嗜铬细胞瘤定位，恶性嗜铬细胞瘤转移灶的诊断，同时还可用于神经母细胞瘤，心肌梗死，冠心病的辅助诊断。

(四)心肌显像

心肌灌注显像是一种非创伤性显像技术，近十年来发展较快，特别是心肌活力的判断在临床应用中有特殊价值。心肌灌注显像剂主要

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有：

²⁰¹Tl-氯化铊(²⁰¹T1)，^99mTc-甲氧基异晴(^99mTc-sestamibi，^99mTc-MIBI)。虽然它们被心肌摄取的机制不完全相同，但有一个共同点，即经静脉注入后均被心肌细胞摄取，且局部心肌的摄取量与心肌的血流量成正比。当心肌细胞受损或其血供障碍时，病损心肌的摄取能力降低或丧失，致使病变区域的放射性分布降低或缺损，据此可以判断心肌血供情况。²⁰¹T1：“再分布” ^99mTc-MIBI：特点是持续且滞留时间长，无再分布现象。

l   临床应用：随着冠状动脉造影术的广泛开展，已从单纯诊断心肌缺血逐渐用于诊断心肌缺血和评价心肌细胞活力。心肌灌注显像对冠状动脉的病变范围，其侧支循环功能，观察搭桥术及介人性治疗后心肌缺血改善情况均有意义。

l   对缺血心肌细胞活力的评价，心肌葡萄糖代谢的PET显像是诊断的金标准。

(五)骨骼显像

骨组织由有机物和无机盐构成。无机盐的主要成分是羟基磷灰石晶体。正常骨在不断地发生骨的生存、矿化和吸收。目前最常用的骨显像剂是^99mTc－亚甲基二磷酸盐(methylene diphosphonate，^99mTc-MDP)。静脉注射后2～3h，约52％～60％的放射性出现在骨中，余者经肾排出。

骨显像按其方法可分静态显像和动态显像，前者又可分为全身显像和局部显像。局部显像可进行断层显像和骨三相显像。骨三相显像包括骨骼的血流显像、血池显像和静态显像。静态显像一般在静脉给药后2～4h进行。骨显像在临床上的适应症很多，主要包括：①早期寻找恶性肿瘤的骨转移灶；②骨肿瘤活检定位，判断病变范围及疗效；③主诉局部骨痛，排除骨肿瘤；④疑似某些代谢性骨病；⑤观察移植骨的血供和成活情况；⑥判断X线摄片难以发现的骨折；⑦诊断和观察正常骨外的骨化组织或病变。

(六)肝胆显像

 1．肝胶体显像：99mTc标记的肝胶体显像剂如99m Tc-植酸钠，进入静脉后，随血流到达肝脏，可被星形细胞吞噬，并从血液中清除。肝内放射性分布可代表肝实质的功能状态，当肝内有占位病变时，肝实质受损，病变部位出现稀疏缺损区；肝功能受损, 病变部位出现稀疏缺损区；肝功能受损，如肝硬化时，

肝功能降低，放射性分布减弱，显影稀疏，脾和骨髓摄取量相对增加。因此，肝胶体显像常可用于肝内占位病变的定位诊断及

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对肝大小和功能状态的了解。

2．肝胆显像：肝胆显像是对肝胆系疾病的一项重要检查方法，可了解肝胆系统功能，形态以及胆道通畅情况。

l   原理：利用肝多角形细胞能摄取肝胆显像剂并均匀地分布于肝，经短暂停留后排人微胆管，通过胆道系统排人肠道。目前的显像剂有两大类：一类是亚氨基二醋酸类衔生物，另一类是吡哆氨基酸衔生物。显像前患者需禁食3～4h或晨起空腹，因进食可刺激胆囊内胆汁排空，使胆管显影不清或不显影。肝胆显像在临床上主要用于急性胆囊炎的诊断和黄疸的鉴别。对急性胆囊炎诊断的准确率和阳性率均在95％以上，是急性胆囊炎的首选检查方法。．此外，肝胆显像也可鉴别诊断肝外胆道梗阻和肝内胆汁淤积、先天性胆道闭锁和新生儿肝炎及诊断胆总管囊肿。

(七)肾动态显像 ’

静脉注射由肾小球滤过或肾小管上皮细胞分泌而不被吸收的显像剂，用7照相机作动态显像不仅可显示泌尿系的形态，更重要的是可以提供有关肾血流灌注、实质功能和尿引流等多方面的信息，具有重要的临床应用价值。

肾小球滤过型显像剂：99mTc-DTPA(二乙三胺五醋酸，diethylenetriaminepentaacetic acid)，可定量测定肾小球滤过率(glomerular filtration rate，GFR)。

临床应用：各种原因引起的肾实质病变或血流障碍的程度，有无尿路梗阻，肾动脉狭窄，包括单侧肾性高血压及移植肾的监测。

(八)肺显像

肺灌注显像：又称肺血流显像，原理是将略大于肺毛细血管直径的放射性微粒注入静脉，经血循环后通过肺动脉血随机地灌注到肺的毛细血管床而栓塞在该处，局部栓塞量与该处的灌注血流量成正比。常用的肺血流显像剂是^99mTc-大颗粒聚合人血清白蛋白(^99mTc-macroaggregated albumin，^99mTc-MAA)。

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肺通气显像：放射性气体¹³³Xe或^81mKr吸人气道和肺泡内，随后让其呼出。肺内各局部放射性气体的浓度与该局部通气量成正比，而该局部的清除率又与换气量有关。凡通气障碍部位，放射性气体进入受阻，清除也缓慢滞留。气溶胶吸人气道显像是经呼吸道吸人一定量的放射性气溶胶，由于胶粒直经的不同，其分别沉降在气管各部位，通过了解气道气溶胶的分布状态，进行气道显像。

临床应用：要用于肺栓塞的诊断及治疗后监察和病情观察。肺灌注在常规体位无放射性缺损区，可排除有肺栓塞的可能，在X线胸片正常而肺灌注显像出现肺段、肺叶或更大的缺损区时，提示有肺栓塞的存在。出现肺通气显像正常而灌注显像有明确的缺损区(即灌注一通气不匹配)，则更有意义，对肺梗塞的阳性率90％以上。另外，肺灌注显像可预测肺切除术后残存肺功能；肺通气显像可对慢性气道阻塞性疾病进行评价。

(九)消化道出血  

肠道出血多属于间断发作性出血，一般对出血部位的确定较难，尤以小肠出血更为困难，X线和内窥镜等检查也对此帮助不大，但核医学可提供有效方法。静脉注射^99mTc标记的红细

胞(^99mTc-red blood cell，^99m Tc-RBC)740MBq后，连续观察腹部肠道区有无放射性浓聚区。^99mTc-RBC能较长时间在血液循环中运行，通过持续观察，可发现出血部位。

(十)肿瘤显像

肿瘤显像的种类很多，根据肿瘤生化和代谢特点进行显像的，可以其放射性聚集的程度来；反映肿瘤的恶性程度，并观察疗效和有无复发。由于这些显像剂均属广谱肿瘤显像剂，对肿瘤

；定性缺乏特异。非特异性肿瘤显像剂。

⁶⁷Ga，²⁰¹Tl，¹⁸F-FDG(¹⁸F-脱氧葡萄糖，¹⁸F-fluorodeoxy- glucose)PET肿瘤显像其中应用较广。

放免显像RII，基因显像，受体显像等。

三、功能检查

(一)甲状腺摄131I功能测定  进入体内的外源性无机碘化合物经吸收进入血液，流经甲状腺被摄取，参加甲状腺激素的合成。受检者空腹、口腹¹³¹I NaI后，于第2、4、24小时用功能测定仪测

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定甲状腺内的放射性记数，和同剂量放射性标准源比较后可得出甲状腺吸¹³¹I率曲线。甲状腺功能亢进时，甲状腺吸¹³¹I率可明显增高。甲状腺吸¹³¹I测定是通过摄碘量来反映甲状腺功能状态，不是对某一疾病的特异性诊断指标。除甲状腺功能亢进外，有些生理及病理情况也可造成甲状腺吸¹³¹I率异常。    ．

评价甲状腺功能减轻除吸¹³¹I率测定外，还有碘一过氯酸钾释放试验及甲状腺激素抑制试验。

(二)131I－OIH肾图 、 ‘

静脉注入¹³¹I－OIH，其随血流进入肾，由肾小管上皮细胞吸收、分泌至肾小管腔(约80％)，并经肾小球滤过(20％)再随尿进入肾盂并排人膀胱。用肾图仪器进行探测，可在体外分别探测和描记出两肾¹³¹I－OIH的血管相、分泌相和排泄相过程的时间一放射性曲线，以了解分肾功能状态和上尿路通畅情况。

四．核素治疗

    放射核素治疗是核医学的重要内容之一，具有安全、经济、疗效满意等优点，甲亢及骨转移癌等核素治疗是目前开展较为广泛的项目。

(一)甲状腺功能亢进的131I治疗 ．

甲亢病人甲状腺摄取¹³¹I功能超过正常水平。由于¹³¹I衰变过程释放的ß-射线于甲状腺内射程仅数毫米，几乎全部为甲状腺组织吸收。利用¹³¹I的ß-射线电离辐射生物效应可对功能亢进的甲状腺组织生产抑制和破坏作用，减少甲状腺激素的合成、分泌，使甲状腺功能恢复正常，从而达到治疗目的。

l   ¹³¹I治疗甲亢的指征问题，目前尚无定论，一般认为：    、

  1．年龄一般为18岁以上，初发、复发均可，病情轻中重均可，但重者最好先服甲状腺药物控制病情。  

2．抗甲状腺药物治疗无效，治疗缓解后复发或对药物过敏或白细胞下降者。

  3．甲亢术后复发或有手术禁忌、或不愿接受手术治疗者。

l   ¹³¹I治疗甲亢的禁忌证为：

   (1)妊娠和哺乳期患者。

(2)极严重的肝、肾疾病或急性心肌梗塞或其他严重全身疾病患者。

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(3)已明确诊断为桥本氏甲亢患者。

l   ¹³¹I治疗甲亢的放射活度剂量很重要，计算方法不少，至今尚无完全统一的意见。最常用的是单位甲状腺重量吸收剂量法。

(二)骨转移癌骨痛治疗

   引起骨转移疼痛的原因十分复杂，可由肿瘤浸润，肿瘤机械压迫或肿瘤细胞释放出的化学物质以及缓激肽刺激神经末梢等因素引起。对骨转移疼痛的治疗方法较多。放射性核素治疗具

有肿瘤靶向性放射性药物治疗的特异性高，对正常组织损伤小、毒性低等优点。

l   药物：¹⁵³Sm-EDTMP(ethylene diaminethylene phosphonate，乙二胺四甲撑膦酸)，⁸⁹SrCl₂是目前常用的放射性药物。