第五章 放射性示踪技术与显像

绪论核医学：是一门利用放射性核素发射的核射线对疾病进行诊断、治疗和研究的学科。

核医学最大特点：以反映组织、脏器的功能状态为基础。

第一章核物理元素：具有相同质子数的原子，化学性质相同，但其中子数可以不同。

核素：质子数相同，中子数也相同，且具有相同能量状态的原子，称为一种核素。

同一元素可有多种核素。

同质异能素：质子数和中子数都相同，但处于不同的核能状态原子。

同位素：凡同一元素的不同核素（质子数同，中子数不同）在周期表上处于相同位置，互称为该元素的同位素。

稳定核素(stable nuclide)：原子核稳定，不会自发衰变的核素。

放射性核素(radionuclide)：原子核处于不稳定状态，需通过核内结构或能级调整才能趋于稳定的核素。

放射性衰变(radiation decay)：放射性核素的原子由于核内结构或能级调整，自发地释放出一种或一种以上的射线并转化为另一种原子的过程。

放射性活度：单位时间内原子核的衰变数量，单位：贝克。

基本衰变类型：α衰变；β衰变；正电子衰变；电子俘获；γ衰变。

γ衰变特点：1.从原子核中发射出光子2.常常在α或β衰变后核子从激发态退激时发生3.产生的射线能量离散4.可以通过测量光子能量来区分母体的核素类别半衰期(half-live)：放射性原子核数从N0衰变到N0的1/2所需的时间。

带电粒子与物质相互作用：电离；激发；散射；轫制辐射。

光子与物质的相互作用：光电效应；康普顿散射；电子对生成。

光电效应：光子同原子作用把自己的全部能量传递给原子，壳层中某一电子获得动能克服原子束缚跑出来，成为自由电子，光子本身消失。

轫制辐射：带电粒子受到物质原子核电场的作用，运动速度和方向突然变化，能量以X射线发射出来。

第二章仪器核探测仪器的基本原理：电离作用、荧光现象、感光作用γ照相机基本结构：准直器、晶体、光电倍增管、脉冲幅度分析仪、信号分析数据处理系统。

SPECT：单光子计算机发射断层显像仪PET ：正电子发射计算机断层显像仪PET/CT：以PET特性为主，同时将PET影像叠加在CT图像上，使得PET影像更加直观，解剖定位更加准确。

一、名词解释第一章核物理基本知识1、同质异能素：具有相同的质子数和中子数，处于不同核能态的核素互称为同质异能素。

2、放射性核素：原子核处于不稳定状态，需通过核内结构或能级调整才能趋向于稳定的核素称为放射性核素3、α衰变：放射性核素原子核释放出射线后变成另一个原子核的过程。

4、β+衰变：释放出β＋粒子的衰变方式5、β-衰变：释放出β-射线的衰变方式6、电子俘获：原子核从核外俘获一个轨道电子的过程。

7、γ衰变：原子核由激发态向基态或由高能态向低能态跃迁时，放出γ射线的衰变过程。

8、放射性活度：放射性核素单位时间内原子核的衰变数量定义为放射性活度9、俄歇电子：发生电子俘获后，原子的内层轨道缺少了电子，外层轨道电子填充到内层轨道上，外层电子比内层电子的能量大，多余的能量传递给更外层的轨道电子，使之脱离轨道而释出，此电子称为俄歇电子。

第三章放射性药物1、放射性药物：放射性药物是指由放射性核素本身（如99mTc、131I等）及其标记化合物（如99mTc-ECD、131I-MIBG）组成，用于临床诊断和治疗的一类特殊药物。

放射性核素诊断（显像）和治疗时利用核射线可被探测及其辐射作用，同时利用被标记化合物的生物学性能决定其在体内分布而起到靶向作用，能选择性积聚在病变组织中。

第五章示踪技术与放射性核素显像1、放射性核素示踪技术: 是以放射性核素或其标记的化学分子作为示踪剂，应用射线检测仪器通过检测放射性核素在发生核衰变过程中发射出来的射线，来显示被标记的化学分子的踪迹，达到示踪目的，用于研究被标记的化学分子在生物体系中的客观存在及其变化规律的一类核医学技术。

2、放射性核素显像技术：是根据放射性核素示踪原理，利用放射性核素或其标记化合物在体内代谢分布的特殊规律，在体外获得脏器和组织功能结构影像的一种核技术。

不仅可以显示出脏器和组织的形态、位置、大小和结构变化，而且可以进行动态显像和定量分析。

除对脏器或组织的形态进行鉴别外，还可根据图像上的放射性分布特点反映脏器的功能，这是核医学显像与其它显像方法的最主要区别之一。

《核医学》课程标准课程编号：18010012课程学时：24学时学分：1.5学分一、课程性质、目的和要求核医学是研究核技术在医学中的应用及其理论的综合性边缘科学，它是随着核科学技术和医学科学的而形成的新兴学科，是现代医学科学的重要组成部分，我们国家核医学工作已普及到县级医疗机构，因此，在医学院医学影像专业设立核医学课，作为必修课，对培养医学影像专业本科生有非常重要的意义。

本课程安排在第三学年下半学期讲授。

本大纲本科班以总学时为32学时，理论课24学时，见习实践课8学时编写。

通过本课程的学习之后，学生能初步掌握核素核射线在临床诊断和治疗中的基本理论、基本方法。

二、主要内容课时分配表第一章绪论 1课时（一）教学目的与要求1、掌握核医学的性质和内容2、了解核医学的进展3、了解我国核医学的三个发展阶段（二）教学的重点和难点核医学的性质和内容（三）课时安排：1学时（四）主要内容1、核医学的概念和内容2、r照相机、SPET、PET3、我国核医学发展的三个阶段：初创阶段、普及推广阶段、发展提高阶段第二章核医学的物学基础 2课时（一）教学目的与要求1、掌握原子的基本结构2、掌握核衰变的类型及规律3、熟悉射线与物质的相互作用（二）教学的重点和难点核衰变的类型及规律（三）课时安排：2学时（四）主要内容1、核外电子与原子核、核素、同位素和同质异能素β衰变、电子俘获、r衰变、半衰期2、δ13、电离与激发、轫致辐射、散射4、光电效应、康普顿效应、电子对生成5、照射量、吸收剂量、剂量当量第三章核医学仪器和放射性制剂 0.5课时（一）教学目的与要求1、掌握核医学仪器的基本结构2、了解不同类型的核医学仪器3、掌握放射性、制剂的分类及特点4、熟悉放射性核素的制备（二）教学的重点和难点核医学仪器的基本结构（三）课时安排：0.5学时（四）主要内容1、基本结构；射线探测器、电子测量装置2、不同类型的核医学仪器3、放射性试剂，放射性药物4、放射性制剂的制备方法第四章放射性核素示踪技术 0.5课时（一）教学目的与要求1、掌握示踪技术的概念2、了解放射性核素示踪技术的基本原理基本方法（二）教学的重点和难点放射性核素示踪技术的基本原理基本方法（三）课时安排：0.5学时（四）主要内容1、示踪技术2、示踪技术的基本原理及方法第五章放射性核素功能检查及显像技术 2课时（一）教学目的与要求1、了解放射性核素功能检查的的基本原理及基本方法2、掌握放射性核素显像技术的基本原理3、熟悉放射性核素显像技术的基本方法4、熟悉放射性核素图像质量的评价与分析（二）教学的重点和难点放射性核素显像技术的基本原理（三）课时安排：2学时（四）主要内容1、放射性核素功能检查的基本原理、基本方法2、显像技术的基本原理3、显像类型及意义4、图像质量的评价与分析第六章神经系统 2课时（一）教学目的与要求1、掌握普通脑显像的原理、方法、图像分析及监床应用2、熟悉脑血流显像的原理、方法、图像分析及临床应用3、了解脑代射显像，脑受体显像（二）教学的重点和难点普通脑显像的原理、方法、图像分析及监床应用（三）课时安排：2学时（四）主要内容1、普通脑显像2、脑血流显像3、脑代谢显像、脑受体显像第七章循环系统 2课时（一）教学目的与要求1、熟悉、心血池静态显像2、熟悉放射性核素心血管显像3、了解心血池动态显像及心室功能测定4、掌握心肌灌注显像的原理、方法、图像方法及临床应用（二）教学的重点和难点心肌灌注显像的原理、方法、图像方法及临床应用（三）课时安排：2学时（四）主要内容1、心血池静态显像2、放射性核素心血管显像3、心血池动态显像，心室功能测定4、心肌灌注显像第八章内分泌及呼吸系统 2课时（一）教学目的与要求1、掌握甲状腺显像的原理及方法、显像剂及结果分析2、掌握冷、热、温结节的概念及临床意义3、了解肺灌注显像的原理、方法及临床意义（二）教学的重点和难点甲状腺显像的原理及方法、显像剂及结果分析（三）课时安排：2学时（四）主要内容1、甲状腺显像2、肺灌注显像第九章消化系系统 2课时（一）教学目的与要求1、了解肝显像的原理、方法2、熟悉肝显像的图像分析、临床应用3、掌握肝血池显像的图像分析（二）教学的重点和难点肝血池显像的图像分析（三）课时安排：2学时（四）主要内容1、肝显像的原理方法2、肝显像的适应证3、肝显像的正常图像、异常图像4、肝血流显像的图像分析第十章泌尿、生殖系统 2课时（一）教学目的与要求1、熟悉131I—OIH肾图的原理、方法、正常肾图2、掌握异常肾图的分析3、了解肾显像（二）教学的重点和难点异常肾图的分析（三）课时安排：2学时（四）主要内容1、正常肾图的分析2、常用肾图指标及正常值3、异常肾图的分类及临床意义第十一章血液系统 0.5课时（一）教学目的与要求了解骨髓显像、淋巴显像（二）教学的重点和难点骨髓显像、淋巴显像（三）课时安排：0.5学时（四）主要内容骨髓显像、淋巴显像第十二章骨骼系统 2课时（一）教学目的与要求1、了解静态骨显像的原理及方法2、掌握静态骨显像的适应征3、掌握静态骨显像的图像分析4、熟悉临床应用5、了解动态骨显像、断层骨显像、关节显像（二）教学的重点和难点静态骨显像的图像分析（三）课时安排：2学时（四）主要内容静态骨显像的原理、方法、适应征、图像分析及临床应用；动态骨显像、断层骨图显像、关节显像第十三章放射性核素治疗 2课时（一）教学目的与要求1、熟悉甲亢的131I治疗2、了解功能自主性甲状腺瘤的131I治疗3、了解血液病的核素治疗4、了解放射性核素胶体治疗（二）教学的重点和难点功能自主性甲状腺瘤的131I治疗（三）课时安排：2学时（四）主要内容1、甲亢的131I治疗2、功能自主性甲状腺瘤的131I治疗3、血液病的核素治疗4、放射性核素胶体治疗三、教学方法核医学的教学以理论教学和实验教学方式进行。

习题答案核技术及应用概述1、核技术是以核物理、核武器物理、辐射物理、放射化学、辐射化学和辐射与物质相互作用为基础，以加速器、反应堆、核武器装置、核辐射探测器和核电子学为支撑而发展起来的综合性现代技术学科。

2、广义地说，核技术可分为六大类：核能利用与核武器、核分析技术、放射性示踪技术，辐射照射技术、核检测技术、核成像技术。

3、主要是利用核裂变和核聚变反应释放出能量的原理，开发出能源或动力装置和核武器，主要应用有：核电站、核潜艇、原子弹、氢弹和中子弹。

4、在痕量元素的含量和分布的分析研究中，利用核探测技术、粒子加速技术和核物理实验方法的一大类分析测试技术，统称为核分析技术。

特点：1.灵敏度高。

比如，可达百万分之一，即10-6，或记为1ppm；甚至可达十亿分之一，即10-9，或记为1ppb。

个别的灵敏度可能更高。

2.准确。

3.快速。

4.不破坏样品。

5.样品用量极少。

比如，可以少到微克数量级。

5、定义：应用放射性同位素对普通原子或分子加以标记，利用高灵敏，无干扰的放射性测量技术研究被标记物所显示的性质和运动规律，揭示用其他方法不能分辨的内在联系，此技术称放射性同位素示踪技术。

有三种示踪方式：1)用示踪原子标记待研究的物质，追踪其化学变化或在有机体内的运动规律。

2)将示踪原子与待研究物质完全混合。

3)将示踪原子加入待研究对象中，然后跟踪。

6、放射性示踪7、核检测技术: 是以核辐射与物质相互作用原理为基础而产生的辐射测量方法和仪器。

特点：1）非接触式测量；2）环境因素影响甚无；3）无破坏性：4）易于实现多个参数同时检测和自动化测量。

8、辐射照射技术：是利用射线与物质的相互作用，将物质置于辐射场中，使物质的性质发生有利改变的技术。

辐射交联的聚乙烯有什么优点：热收缩、耐热、机械强度大为提高、耐有机溶剂、不易被溶解、电绝缘性能很好，且不怕潮湿。

9、X射线断层扫描(XCT)、核磁共振显像仪(NMR-CT)、正电子发射显像仪(PECT)，同位素单光子发射显像仪(SPECT)和康普顿散射显像仪(CST)；10、核医学是当今产值最大、发展最快的核辐射设备。

第五章放射性核素显像习题（一）单项选择题1．放射性核素显像常用的半衰期是A．6.06小时 B．3小时 C．12小时 D．2.7天 E．8.1天2．核技术是研究A．核技术在医学中的应用及其理论 B．核技术的应用范畴 C．核技术的发展史D．核技术的发展前景E．以上都是3．目前核医学常用的治疗方法是A．内照射治疗B．敷帖治疗 C．外照射治疗 D．深部X线 E．加速器4．1896年法国的贝克勒尔发现了哪种元素的放射性，第一次认识到放射现象A．镭B．铀 C．钴D．锶E．钙5．居里夫妇发现的具有放射性的物质是A．镭B．铀 C．钴D．锶E．钙6．测定全身血容量采用的示踪技术为A．动态平衡法B．物质转换法 C．外照射法D．直接排泄法E．核素稀释法 F．以上都不是7．下面关于放射性显像的叙述不正确的是A．药物能自发地发射出射线 B．放射性药物可引入体内 C．药物可被组织器官吸收 D．药物能参与体内代谢过程E．射线可全部被仪器测量8．带电粒子靠近原子核时，因库仑电场的作用而改变运动方向与能量，若仅改变方向而不改变能量则称为A．韧致辐射 B．湮没辐射C．弹性散射D．电离辐射E．内转换 F．以上都不是9．湮没辐射见于下列哪种射线与物质的作用A．射线 B．正射线 C．射线 D．负射线 E．内转换 F．标志X射线10．核医学治疗中，主要通过探测体内的哪种射线，获得断层图像A．射线B．正射线 C．射线D．负射线 E．内转换放出光子 F．标志X射线11．在元素周期表中，位置相同，原子序数相同而中子数不同的是A．核素B．同位素 c．核子D．光子E．同质异能素F．放射性核素12．质子数相同，并且中子数也相同，因而质量数相同，并处于同一能量状态的原子，称为A．核素B．同位素C．核子D．原子核E．同质异能素F．放射性核素13．质子和中子统称为A．核素B．同位素 C．核子D．原子核 E．同质异能素 F．放射性核素14．下列哪种为同位素A．和 B．和 C．和 D．和 E．和 F．以上都不是15．放射性核素示踪技术所采用的示踪剂是A．蛋白质B．化合物 C．多肽 D．糖 E．放射性核素或由其标记的化合物 F．以上都不对16．在ECT的显像中，最常用最理想的核素是A． B． C． D． E． F．17．PET显像使用的射线及其能量是A．511KeV的X射线 B．511KeV的射线 C．511KeV的单光子 D．511KeV的一对光子E．140KeV的双光子18．当SPECT显像时，若射线的能量过高，则图像的分辨率会A．无影响B．增高C．降低D．增高或降低E．以上都不对19．当SPECT显像时，若射线的能量过高，则图像的灵敏度会．A．无影响B．增高C．降低D．增高或降低E．以上都不对20．PET显像的空间分辨率明显优于ECT，一般可达到A．0.1~0.5 mm B．1~2 mm增高C．0.1-0.2 mm D．3~4 mm增高或降低E．4-5 mm21．SPECT断层显像时，为了获得高质量的图像，下列哪项正确A．尽量大的探头旋转半径B．尽量多的探头采集帧数C．尽量减少采集矩阵D．尽量缩短采集时间 E．尽量大的药物剂量F．以上都不对22．放射性样品计数统计误差的原因是A．仪器质量不稳定 B．环境温度的改变 C．放射性核衰变数目的统计涨落 D．操作者个人误差 E．药物剂量过大F．以上都不对23．核素成像与CT、超声和MR的主要区别是A．CT和超声提供的是解剖学和结构变化的资料B．核素成像一般是提供功能变化的资料C．近年来螺旋CT动态扫描和动态MR可以反映不同病变造影剂增强 D．CT提供功能显像E．ABC说法正确24．放射性核素衰变快慢与下列哪些因素有关A．温度B．放射性物质本身性质 C．压强 D．放射性核素的数量25．放射性核素单位时间内衰变的核数目与下列哪些因素有关A．与初始的核数目成正比 B．与记数时尚存的核数N成正比 C．与衰变时间成正比 D．与衰变常数成反比26．关于辐射剂量，下面哪些说法不正确A．小剂量辐射可以潜伏几年或十几年B．辐射剂量可以积累 C．中剂量辐射可以在几天后发作D．我国最大容许剂量为90 mSV27．单光子发射型计算机断层主要是在体外探测A．射线B．射线 C．电子对湮灭时产生的双光子D．射线28．在放射性核素显像技术中，被誉为活体的分子断层图像的技术是A．SPECT B．ECT C．PET D．照相 E．SPECT和ECT29．单光子发射型计算机断层SPECT和正电子发射型计算机断层PET的共同特点是A．都是在体外探测射线 B．都是在体内探测射线 C．都是在体外探测射线 D．都是在体外探测双光子30．正电子发射型计算机断层PET通过探测一对光子来表征哪种衰变的发生情况A．衰变B．衰变C．衰变D．内转换31．用来作为放射性制剂的核素最好选用A．长寿命放射性同位素B．短寿命放射性同位素C．一般核素都可以 D．放射性同位素32．在各种医学影像设备中，就技术水平和应用价值来说，顶尖的当属。

第二章核医学仪器1、简述SPECT的工作原理SPECT工作原理是利用引入体内的放射性核素发出的γ射线经碘化钠晶体产生荧光，荧光光子再与光电倍增管的光阴极发生相互作用，产生光电效应。

光电效应产生的光电子经光电倍增管的打拿极倍增放大后在光阳极形成电脉冲，其经过放大器放大成形，在经过位置计算电路形成X、Y位置信号。

各个光电倍增管输出信号之和为能量信号Z。

X、Y信号经处理后加入显示器偏转极，Z信号加入启挥极，从而在荧光屏上形成闪烁影像。

利用滤波反投影方法，借助计算机处理系统可以从一系列投影影像重建横向断层影像，由横向断层影像的三维信息再经影像重建组合获得矢状、冠状断层或任意斜位方向的断层影像。

2. 简述SPECT的成像特点SPECT的图像是反映放射性药物在体内的分布图，放射性药物聚集在特定脏器、组织或病变部位，使其与邻近组织之间的放射性分布形成一定程度的浓度差，而放射性药物中的放射性核素可发射出具有一定穿透力的γ射线，SPECT在体外探测、记录到这种放射性浓度差，从而显示出脏器、组织或病变部位的形态、位置、大小以及脏器功能变化。

3. 简述PET的特点正电子发射型计算机断层仪（PET）的临床应用是核医学发展的一个重要里程碑。

PET是当前所有影像中最有前途的技术之一。

PET不仅无创伤地打开了人们探讨大脑奥秘的窗口，而且在人体其他器官，如心、肺等进行了成功应用。

在许多疾病发生、发展过程中，生理和生化指标变化早于病理和解剖变化。

PET的优势就在于它使用的放射性核素（11C、15O、13N、18F）是人体的基本组成元素。

这些核素在研究人体生理、生化代谢方面起到非常重要的作用。

近年来，以PET为基础添加CT成像系统的PET/CT，实现衰减校正和同机图像融合，将机体待检部位的功能代谢信息和精确解剖定位信息有效整合，进一步提高了诊断的灵敏度和精确度。

第三章放射性药物1. 简述放射性药物（radiopharmaceutical）的定义及其分类。

核医学复习资料（仅供参考，大家以书本为主）绪论核医学（nuclear medicine）是研究核技术在医学的应用及其理论的学科，是用放射性核素诊断、治疗疾病和进行医学研究的医学学科。

核医学分为实验核医学和临床核医学，临床核医学包括诊断核医学和治疗核医学。

核医学的内容包括显像，功能测定，放射性核素治疗，体外分析法。

核医学属于“影像医学与核医学”学位点。

发射式计算机断层显像（single photon emission computed tomography,SPECT）正电子发射型计算机断层显像（positron emission tomography，PET）核医学的优势：核医学中同位素示踪技术是核技术最突出的优势之一。

核医学显像和功能测定可以推测出心脏、大脑、肝、肾、肺等脏器早期功能变化，血液供给和代谢改变，在恶性肿瘤还没有形成包块，甚至仅有癌基因的扩增和过度表达就可以测之存在。

PET无论在医学研究和临床应用中都显示出更大的优势。

特别是在肿瘤的良恶性判断，心、脑血管疾病的早期诊断中都有极大的优越性。

（自己再总结概括一下）第一章核物理核素（nuclide）是指质子数、中子数均相同，并且原子核处于相同能级状态的原子称为一种核素。

同位素（isotope）：凡具有相同质子数但中子数不同的核素互称同位素。

同质异能素：质子数和中子数都相同，所处的核能状态不同的原子称为同质异能素。

稳定核素：凡原子核稳定，不会自发地发出射线而衰变的核素称为稳定核素。

放射性核素：原子核处于不稳定状态，需通过核内结构或能级调整才能趋于稳定的核素。

放射性衰变：放射性核素的原子由于核内结构或能级调整，自发地释放出一种或一种以上的射线并转化为另一种核素的原子核的过程。

α衰变：放射性核衰变时释放出α射线的衰变。

由于α粒子的质量大，带电荷，故射程短，穿透力弱，在空气中只能穿透几厘米，一张薄纸就可屏蔽，因而不适合用于核医学显像。

β衰变：原子核释放出β射线而发生的衰变称为β-衰变。