核磁共振与医学成像C6汇总

1、2014/5/27核医学 是研究同位素及核辐射的医学应用及理论基础的 科学，是核技术和医学相结合的一门新兴学科第六章放射性核素成像基础 核医学的任务是用核技术诊断、治疗和研究疾病。 核医学诊断技术包括脏器显像、功能测定和体外 放射免疫分析。18核医学的方法 在进行脏器显像和/或功能测定时，医生根据 检查目的，给病人口服或静脉注射某种放射性 示踪剂，使之进入人体后参与体内特定器官组 织的循环和代谢，并不断地放出射线. 在体外用各种专用探测仪器追踪探查，以数字、 图像、曲线或照片的形式显示出病人体内脏器 的形态和功能。核医学的特点 核医学显像方法简单、灵敏、特异、无创伤性、 安全（病人所受辐射剂量

2、低于一次x摄片所受 剂量）、易于重复、结果准确、可靠，并能反 映脏器的功能和代谢,因此在临床和基础研究 中的应用日益广泛.放射性核素成像 将某种放射性同位素标记在药物上并引入体内， 当它被人体的脏器和组织吸收后，在体内形成 了辐射源.用核子探测装置可以从体外检测体 内同位素在衰变过程中放出的y射线,得到放射 性同位素在体内分布宓度的图像。 由于放射性药物保持着对应稳定核素或被标记 药物的化学性质和生物学行为，能够正常参与 机体的物质代谢，因此放射性同位素图像不仅 反映了脏器和组织的形态，更重要的是提供了 有关脏器功能及相关的生理、生化信息.放射性核素成像 20世纪30年代后期,人们借助mi开始

3、研究 甲状腺疾病，这是放射性同位素在医学领域 中最早的应用。口 50年代，放射性核素的成像设备开始问世。 先是同位素扫描仪，后是y照相机。 70年代中开始研究发射型ct,可获得人体 断面的图像. 1978年第一台商品化的单光子ct问世，正 电子ct也在80年代形成了商品化仪器。放射性核素成像放射性核素成像的主要特点是能同时提供脏 器或组织的形态与功能信息.如将含有13” 的制剂引体内后，由于甲状腺对碘具有自然 的亲合性，就可以在体外观察甲状腺摄碘的 功能。一般来说，在疾病形成过程中，脏器 的变化要杉态i：的变化, 因此放射性核素成像在临床中仃特殊重要的 意义。1.放射性核素成像的物理基础冰核外

4、电子的分布影呐物放的物理与化学性质 冰枝内楂子的构成影响物质的注定性.同位素指具在相同顺子数（原产序数）但具有不同中了数 的核素。殷分为两种.是同位素性侦比收检 定（没仃放射性）， 丸具仃放射性。核素（nuclide）是口而特定原子 .原 了字数和核能态,平均寿命长得足 以被观察到的类原了怨co4 j以其侦星数、中夕数以及核的能 态为标识.子 小改百分含it柬干序散元”名考百分含量1h ()h99. w5叩，10.13h1aoisy11.17ipual ()al”1002he (fthd1.3x10-114si ()s产92.21.ue99.999si4.703l?(u7.42si3.0992

5、 5s1$p（）pi1004be (ftbe1100u5 ()s”95osb (fllb”1978s0.7放射性现象原子核自发地发射各种射线的现象称为放射性.能自发地 发射各种射线的核素称为放射性核素，也叫不旖定核素.放射性与原子核内部的变化有关,与原子的外围电子无关. 核放射性与外界温度,压力，磁场几乎无关.放射性由原子核衰变引显核衰变使一种核素痔变为另一 核素,或使核素的一种能态醇变为另一能态.支线种类 a射段（氯原子核）射线：电子； 7射线:高能电吗海ot衰变放射性核素（x）,自发地放出a粒子，而转变成另一种原子核 （y）的过程，称为a寰变。氤原子核a3y+：a + q原子量较大的放射性

6、核素，会透过a套变放射出a粒子，从然避;有很强的电商本领,因此，能量散失较快，穿透能力在众多 电离辐射中是最弱的，皮肤或一张纸已能隋阻a粒子.只程放出a12亍的放即性同应景狂人体外部小构成厄因热 而,释放溺子的物质（镭.铀等等）一旦被吸入或注入,那 桁十分危险，它能直接破坏细胞内的dna.随变放射性核素（x）,自发地放出b粒子，而转变成另一种原子核（y）的过程.称为0直变. 正b食变核内的一个质子转变成中子，同时释放一个正电 子和一个中微子. 负p套变.核内的一个中子转变为质子，同时释放一个电子 和一个反中微子 轨道电子俘获衰变,原子核（称为母核）俘获一个核外电子. 其内部一个质子变为中子，从

7、而变成一个新核（称为子核）. 并且放出一个中微子的过程.。衰变：af #+为 + ”0b -衰变：1丫-7:丫+.：& + +。电子行快衰变（ec）u十l -zr十yit原子核从不度定的高能状态跃迁到j 稳定或较程定并且不改变其组成成分的过程a艺 x-1y + / + q,衰变后数规律如果起始时刻放射性核素母核数目为n .由于衰变戒 ,精自试吃遍定表明t到t+dt内核衰变数目dn与尚未衰受母核如成dnndt动控制 丫射线对细眼有杀伤力，医疗上用来治疗肿瘤.造血功能缺失、座症等疾病.是波长短于0.2埃的电磁波. y射线有很强的穿透力，包中可用来探伤或流水失效目写成等式= z1v式中：入为比例系数

8、，称衰变常数，倒号衰示n 随时间增长而m少.亮变常数表示单位时间内,每个原子核的壹变几近 不5 ) 放射性元素的衰变常数不同,由原子核的内部结构决定.n= n。产半食期，当原子核的数目套减至嫄来一半所？ ln2 0.693经历的时间,称为半燕期.放射性活度，一个放射源在单位时间内发(八，生春变的原子磔j习惯上采用居里(ci)为放射性活度单位.一个放射性源普 在每秒内产生3.7x10八10次衰克这个放射性源的放射性 活度即为1居里(ci)。放射隹舌度的国际单位为贝可(bq)ibcrls-*, lci=3.7xlo,obq分支比有些核素能同时按几叶方或衰变，称为分支衰变9a_衰变纲图 以横线表示核

9、能级.及卜的机横线表示母核的幅态.最下的 粗横线表示了核的珏态,中间的横戊表示了核的激发态. 以向右斜的箭头表示b衰变,向左斜的前头衣小b+衰变或忖 道电了书获： 以向左斜的双线箭头衣小。或变; 以竖直的前头表示从了核收高的激发态到较低的激发态或r 核基态的y跃迁.连续衰变与放射平衡生产.于核数量不好确定三代1.衰变关系n-y-z设x.y.z的送变常数分别为猫a a在，=0时只有母体核x存在.即 (0)=、d.v1 , 7.v m = fmn|-ni(0)cr丫 竽 fnf mnz(力=ni (0) rv42 aldmz mf mf nj当孑hna=vnno)t-c-” aca? -aims-

10、nko-gc” uf l &nft(o = n1(0)c1e4-qe+ge4-+cller 入也*(xi _ai) ai ) (a. a1)c =八送j.uir(ai -aj) (ai -at)。.f 2).c=人，1cai -a. ) qz 一九)s】一，)21放射平衡一不成平衡4)4.母体衰变快；ite上空叫以必b】xe&)二含n()z “r可式;京t足婺长时,必然有郎(。=把b|(0)针”l1lx1 ?科极大值出现的时间，=g下吟时间足够长后，导体衰变完了，子机独立衰变；毕于间的平街不花盛立，”放射平衡一切时平衡4(人,母体秉变慢wrnn一，足够长时7a,堆:工时间足够长后：as放射平衡

11、一长期平衡4必ib,18.o4d364,mte t) m-tet 川 tci际5.25d81,wxe(n, y) ,wxe1nsm463h103sm(n, y) ,wsm,wau2.70d412w7au(dr y) ,wauw846.9d279.h#n, yi mg123y无*li(n, a气5730y无“n(n, p)“c4p143d无%n, p产p筋床上使用的一些放射性核索来獴于反应堆的：放射性核素早衰期主要7射战(kev)能量桢反应3.核素发生器是一种从较长半衰期的母体核素中分离出由它衰变 而来的短半衰期子体核素的装置.从长半衰期母杭生产短半衰期于相针对某种核素，控制衰变条件达到放射平衡

12、子体与母体的分离时机:子体最多时分离.0体与子体之间的衰变常数关系i提取子体，平衡打破，衰变时间足络长足立长时列后,再次建。平酗子楂提取时间点母牛(cow)母体核素由反应堆或加速器产生后，被注入,个装 有吸附剂的乂析柱内,母体核素被牢固地啜附在吸附 利上，同时不断衰变成尸体核木，因其化学性质与母 体不同，子体核即可从吸附剂上解吸附卜来。目前核医学使用的放射性核素主要是通过发生 器来获得的，可以定期供应.使用方便.例如：磬1-可叮(1(伯-捌发生器、 “3”叫|(锡.剑发生器、 kbgh(错豫)发生器)3放射平衡一步时平街平衡条件：44 ,母体衰变慢子核做量球值：u/te z,-44放射平衡一长

13、期平衡平衡条件：4v4,420平衡结果：4al =4m = 4&=子核数量始终与摩收成比例，且基本不更长期平衡建立的时间平街4 = a：n：a|(0)(1 -c*)a:=a1(0)(l-cf)=a1(0)(l-2az=a】(0)l-2r)3s*mo-tc发生器wmo 11)7根据公式m.,二心小与z 一则 /v2fn=2.456x 16.阳(0u2(m(0)=1o()bq时间(h)m。竹式更活度(grq)fc的生长活度(gbq)0100019910.8297.920.6396.929.1693.947.91288.269.71u24772477 ji7h.4h59.759.5母体、子体按各自半

14、衰崩15衰*,同酎子体总着母体的裾夕而长 经过为2jhftc的活度达峰值的784%.经过诜jr过的发生居.ftc 又可款生长#1达折的高峰.而翻过3h. ft的*长就可达到“m由 始的数射性活度的29.1%, 6h为47.9%.牧盛”m。的放射性活度收高 时，”motc发生天可以诜h2次-3次.匕业计籁并画出以上过程386.3放射性药物三种核索生产方式的特点一览生产设备工作方式产物类52生产成本回旋加速哥充能粒子轰击软中子核京离核反应堆裂变或中子俘获丰中子核索低核素产生器母核衰变分绅核案低标记方法靶向日标聚集机制典型显像剂介绍 具有能够选择性聚集在特定脏器、组织和病变的放射 性药物，使脏器、蛆

15、织或病灶与邻近组织之间放射性 浓度差达到一定程度：a.a-bfb 或简写为：a(a,b)b显像剂被脏器或组织聚集的机制：1、合成代谢：脏器和但奴的正常合成功能需要某种元素或一定化 合物，若用谖元素的放射性核京或放射性横索标记的化 合物引入体内，则可进行班器和81织的体外显像.甲状朦对有选择性吸收功能，利用放射性碘作示 踪剂，可显示甲状朦影像,判断其形态大小及站节的功 能状态10标记的棕相酸(”0人)可被心肌摄取利用1叩标记的脱氧葡萄糖昨fdg)与一股葡制循一祥可作 为能源物项被心肌细胞和脑细胞慑取利用2、细胞吞噬：单核巨噬细胞具有吞理异物的功能.将放射性胶 体颗粒或小聚合人血清h蛋白等由静脉注

16、入体内，作为 机体的异物被单核巨播细胞系统的巨噬细胞所吞理.放射性胶体颗粒小于20nm-在骨ii中的浓集较多；中等颗粒一被肝的枯令细胞吞噬；大颗粒(50-1 ooonm)主要浓集于牌。常用放射性皎体ifc植酸钠，不成颗粒，水溶性无色透明状，称脉注 入后与加液中的:求螯合形成不溶性的*tc-酸钙胶 体被单接巨嘴细胞吞嘴3、循环通路：利用放射性横索进入储环通路的过程，可以显示该 通路和有关器官的影像.(1)流经通道经腰椎穿刺将放射性药物如加宜一二乙三胺五稣酸 (fcdtpa)注入蛛网膜下脱，可测得脑脊液流动的速 度和通畅情况，还可使蛛网膜下腔间隙(包括各脑池)相 继显影，若有脑脊液漏在相应部位可出

17、现异常影像吸入密闭系统中的放射性气体(如，xe, ,skr等)或放 射性气溶胶(如“todtpa, etcs气溶胶雾粒)可使呼吸 道、肺泡显像,以显示放射性核素从气道中清除的动态影 像和放射性核素在腺泡内滞留的密杰影像.(2)血管灌注自静脉ti丸”式快速注入放射性药物后,它依序通 过脱龄欧、右心房、右心室.肺11管床、左心房、左心 堂、升主动脉、主动肽弓而达到除主动脓，用以汽新心 及大血管的形等先天性心血管疾病和某拽获得性心脏 疾患.用此法可观察脑主要动脓血管有无注异常，借以判 断陨内血管性疾病.对占位性病变定位.微血管药时性柱木颗粒直轻大于红细胞(lugm)的放射性药物如to 大颗粒聚合人工

18、血清白蛋白(tcmaa)注入静脉后fifi 血流经肿毛细血管时，由于这些颗粒直径大于肺毛细血 管的直柱而被阻断不能通过，暂时性的阻塞于部分肺微 血管内而使肺显像，此时可以观察肺内曲潦灌注的情况.44(4)血池分布将放射性横索标记的某些血液成分作显像剂，循环 均匀后，可显示某些脏器血池分布.如gtcr hc或人血清白蛋白(fchs a )静脉注入 体内，达到平衡后均匀地分布于血池内，可做心、肝、 胎盘等血池显像.4、选择性摄取浓集，病变姐织对某些放射性药物有选择性摄取浓集作 用，静脉注入该药物屈在一定时相内能浓集于病变组织 使其显像.如99mtc磷酸盐产-topyp)可被急性梗死的心肌 组织微取

19、，据此可进行心肌梗死的定位咨断.加叮。葡庚糖酸盐。togh)、me和。7g8柠檬酸 盘等可用于肺、脑、鼻咽部的恶性肿瘤显像以进行恶性 肿痛的定位、定性诊断。5、选择性排泄：某些脏器对一些引入体内的放射性药物具有选择性 排泄功能，这类特定脏科的特定细胞具有选择性摄取代 谢产物并将其排除体外，这样一方面可显示脏居的形 志，另方面又可观察分泌、排滑功能和排漫通道.静脉注入经肾小管上皮细胞分泌wkoih)或肾小球 渡过(ftc-dtpa)的放射性药物，动态显像可以显示肾 的形态以及尿路通畅情况.6、通透弥散：进入体内的某些放射性药物借助简单的通透弥散作 用可使脏器和组织显像.静脉注入放射性xe生理盐水

20、后流经肺组织时放射 性情性气体(3xe)从血液中弥散至肺泡内可进行肺灌注 动去显影.mtco八 百tc葡庚糖酸盐(tcgh)等可以通过 破坏的血脑屏障弥散至顷内的病变区，引起局部放射性 液聚的热区”，可进行校内占位性病变的定位诊断7、细胞拦截：衰老的经加羯或化学处理后的变性灯细胞可以被肿 等脏器所拦翼.用ftc标记红细胞加热使其变性，静脉注入后可在 脾浓集而肝摄取缺少(脾浓集比肝高3-4倍)，从而获得脾 影像.8、离子交换和化学吸附，静脉注入ftc标记的各种磷酸翻如tcpyp或 f-tc亚甲基二磷酸款(mr.mdp)后可使青骆清畸显 像.发基罐表石晶体表面除与相接触的血液和组织中相 同离子进行

21、交换外，与性质类似者也可进行交换，如|唁 可与oh进行交换等,为骨骼显像奠定了基础.9、特异性结合：放射性标记的受体配体只与该受体结合，放射性标 记的抗体只与相应的抗原结合,从而可使受体和含有特 殊抗原的组织显影，这种影像具有制度的特异性放射性免疫显像就是以放射性核素标记抗肿相相关 抗原的抗体与相应抗原产生特异性结合的原理，对肿痛 进行阳性显像，用以肿癌定位的诊断技术,又称特异性 合显像或导向显像.闪烁晶体探测器闪烁探测的工作过程：(1)枝象用射入闪烁体使闪烁体除于电自成激发，受 激原子退激而发出波长在可见光波段的荧光.(2)荧光光/被收集到光电倍增管伊7)的光阴极, 通过光电效应打出光电广。

22、(3)电子运动并倍增，并在阳快城出网购输出信号.6.4核辐射探测器通过探赛衰变伽马射战来探测核素在体内的分布伽马光子能量与硬x射战支合探测方法多科，气体.固体核辐射探测师理校探涌仪的基本原理立在射线与物质相互作用基破上的电离作用荧光现象感光作用闪烁品体探测器51闪原晶体探测器伽马光子一大量荧光t电子一多次倍增脉冲时间特性好，探测效率高。主要包括闪烁体光导光电倍增管s3闪烁体理想的闪烁体：探测效率高，转换效率高，线性范围大，a吸收小.发光时间短，加工性能好.无机兼修体用。/( 77 ), 7jxs (ag)无机闪球体域璃体%,25电(a)纯晶体0go,bae闪煤体，有机晶体(蕙薇衣)有机闪煤体有机液体囚爆体型b闪烁体无机闪燎体，汽价出产fit