核技术和核医疗培训课件

1、什么是核医学？核医学的定义：核医学是核技术与医学相结合的学科核医学的任务是用放射性核素及核技术来诊断、治疗及研究疾病。核医学涉及的学科：核物理、核电子、核探测、计算机控制及图像处理、数学、放射化学、医学的各科等核技术和核医疗10/4/20221什么是核医学？核医学的定义：核技术和核医疗10/2/2022基因突变表达失控代谢异常功能失调结构改变症状体征 Disease is not a THING, but a PROCESS现代医学认为：疾病的发生起源于 基因改变表达物改变代谢改变形态改变核技术和核医疗10/4/20222基因突变表达失控代谢异常功能失调结构改变症状体征 现代医学影像技术名称成

2、像参数性质X线CT衰减系数、CT值解剖结构B超超声波反射解剖结构MRI质子密度、T1、T2、解剖、功能化学位移SPECT放射性浓度代谢功能PET放射性浓度代谢功能PET/CT放射性浓度代谢功能衰减系数、CT值 和解剖SPECT、PETECT(emission computed tomography)核技术和核医疗10/4/20223现代医学影像技术名称成像参数性质SPECT、PET核医学内容核技术和核医疗10/4/20224核医学内容核技术和核医疗10/2/20224核医学发展的两大支柱放射性药物-诊断、治疗关键点是特异性其次是稳定性如：11C-胸腺嘧啶 - DNA合成金标准，不稳定；18F-

3、FLT 氟标胸腺嘧啶。稳定，但由于3端的置换，其磷酸化后不能进一步参与DNA合成，又不能通过细胞膜返回，被局限在细胞内。核探测技术-影像定位、定量核技术和核医疗10/4/20225核医学发展的两大支柱放射性药物-诊断、治疗核技术和核医疗核医学诊断核医学的右手核技术和核医疗10/4/20226核医学诊断核医学的右手核技术和核医疗10/2/20226核医学诊断-示踪原理示踪剂：参与体内某一生理代谢过程的物质 + 发射可探测射线的核素 = 形成示踪剂。 例如：脱氧葡萄糖DG + 发射正电子的18F = 18F-FDG 代谢过程：静脉注入后，通过毛细血管壁进入组织。对不同的示踪剂，有些直接参与体内代谢

4、，有些则被限制在某些特定的组织区域。由于示踪剂在体内的分布与代谢过程是动态的，所以体内各组织部位的示踪剂浓度是不断地变化的。探测：在示踪剂注入体内后的 整个过程中，都可使用扫描仪在体外探测示踪剂发出的辐射信号，从而确定示踪剂在体内的位置，由此得到示踪剂在体内的代谢过程与分布图像。核技术和核医疗10/4/20227核医学诊断-示踪原理示踪剂：参与体内某一生理代谢过程核医学显像原理利用放射性药物 用放射性核素标记的示踪剂引入体内参加特定生物活动 被特定的组织摄取定位，定性,定量反映体内代谢情况探测显像 显像设备,显像条件, 操作程序活体, 分子水平 活体内示踪剂分子行为核技术和核医疗10/4/20

5、228核医学显像原理利用放射性药物核技术和核医疗10/2/2022核医学显像设备核医学显像设备探测射线相机 (scintillation gamma camera) 1958年H. Anger发明，Anger相机SPECT (single photo emission computed tomography) 20世纪80年代，单光子发射断层扫描仪PET ( positron emission tomography) 20世纪90年代，正电子发射断层扫描仪PET/CT 21世纪，功能图像和解剖图像有机融合核技术和核医疗10/4/20229核医学显像设备核医学显像设备探测射线核技术和核医疗10/

6、2相机核技术和核医疗10/4/202210相机核技术和核医疗10/2/202210相机构成核技术和核医疗10/4/202211相机构成核技术和核医疗10/2/202211探测原理射线入射到晶体上，使晶体原子激发。退激回到基态，发射荧光。一个光子产生多个荧光光子。光电倍增管接受这些荧光，并将之转换为电信号。经过定位电路确定出入射光子的位置放大、甄别后，记录一个计数。核技术和核医疗10/4/202212探测原理射线入射到晶体上，使晶体原子激发。核技术和核医疗1准直器、闪烁晶体、光电倍增管的作用核技术和核医疗10/4/202213准直器、闪烁晶体、光电倍增管的作用核技术和核医疗10/2/2脉冲幅度分

7、析器pulse height analyzer(PHA)经放大的电脉冲幅度入射射线能量只选择一定能量范围，剔除散射、噪声 甄别 例如，99mTc, 能窗135 145keV单道脉冲分析器-单能窗多道脉冲分析器-多能窗核技术和核医疗10/4/202214脉冲幅度分析器pulse height analyzer(信号记录核医学影像记录的是坐标和光子数和X 照像有何不同？核技术和核医疗10/4/202215信号记录核医学影像记录的是坐标和光子数核技术和核医疗10/2SPECT- single photo emission computed tomography相机-发射，平面图像（透射X平片）SPE

8、CT-发射，断层图像（透射CT）相机探头绕人体旋转获得各个方向的投影（平面）像图像重建-滤波反投影、迭代获得断层图像图像重建算法-使图像更接近真实一直是核医学中的一个重点研究方向。核技术和核医疗10/4/202216SPECT- single photo emission 图像重建-迭代算法核技术和核医疗10/4/202217图像重建-迭代算法核技术和核医疗10/2/202217图像重建-滤波反投影法理论依据二维傅立叶分片定理：任意函数f(x,y)沿任意方向平行投影，得到与该方向垂直的一维投影函数。此投影函数的傅立叶变换，就等于f(x,y)的二维傅立叶空间平面上过原点的一条线，并且这条线与一维

9、投影函数同方向 核技术和核医疗10/4/202218图像重建-滤波反投影法理论依据核技术和核医疗10/2/CTSPECT融合图象SPECT/CT同机图像融合技术示意图SPECT核技术和核医疗10/4/202219CTSPECT融合图象SPECT/CT同机图像融合技术示意图SPECT的结果2例癫痫患者SPECT图像:发作间期低灌注(A图)，发作期高灌注(B图)。癫痫灶发作间期在SPECT上呈低灌注暗影，发作期变为高灌注亮影。 核技术和核医疗10/4/202220SPECT的结果核技术和核医疗10/2/202220SPECT核技术和核医疗10/4/202221SPECT核技术和核医疗10/2/20

10、2221西门子双探头SPECT核技术和核医疗10/4/202222西门子双探头SPECT核技术和核医疗10/2/202222 飞利浦双探头SPECT核技术和核医疗10/4/202223 飞利浦双探头SPECT核技术和核医疗10/2/SPECT 全身成像核技术和核医疗10/4/202224SPECT 全身成像核技术和核医疗10/2/202224核技术和核医疗10/4/202225核技术和核医疗10/2/202225核技术和核医疗10/4/202226核技术和核医疗10/2/202226True Point SPECTCT 核技术和核医疗10/4/202227True Point SPECTCT

11、核技术和核医疗10/相机、SPECT诊断项目灌注显像动态血池显像静态肿瘤阳性显像全身骨扫描数十种项目，数十种放射性药物核技术和核医疗10/4/202228相机、SPECT诊断项目灌注显像核技术和核医疗10/2/2肾动态核技术和核医疗10/4/202229肾动态核技术和核医疗10/2/202229门控心血池核技术和核医疗10/4/202230门控心血池核技术和核医疗10/2/202230骨扫描核技术和核医疗10/4/202231骨扫描核技术和核医疗10/2/202231前哨淋巴结核技术和核医疗10/4/202232前哨淋巴结核技术和核医疗10/2/202232肿瘤阳性显像核技术和核医疗10/4/

12、202233肿瘤阳性显像核技术和核医疗10/2/202233PET-positron emission tomography正电子核素18F、 15O 、13N、11C，人体基本元素，更能反映体内代谢发射出正电子，与一个负电子发生湮灭辐射 e+e-2（511keV，E=mc2)探测正电子湮灭辐射发出的双光子不加准直器符合探测，探测环灵敏度、分辨率核技术和核医疗10/4/202234PET-positron emission tomogrPET设备核技术和核医疗10/4/202235PET设备核技术和核医疗10/2/202235 电子对湮灭核技术和核医疗10/4/202236 电核技术和核医疗1

13、0/2/202236PET探测原理PET核技术和核医疗10/4/202237PET探测原理PET核技术和核医疗10/2/202237PET探测器晶体环PET核技术和核医疗10/4/202238PET探测器晶体环PET核技术和核医疗10/2/202238符合探测原理PET核技术和核医疗10/4/202239符合探测原理PET核技术和核医疗10/2/202239探测器信号定位PET核技术和核医疗10/4/202240探测器信号定位PET核技术和核医疗10/2/202240SPECT与PET的区别放射性核素SPECT 99mTc、131I . PET 15O、11C、13N、 18F 人体基本元素探

14、测信号 SPECT: 单光子 PET: 双光子空间定位SPECT: 准直器 PET: 符合探测电路空间分辨率 SPECT: 812 mm PET: 35 mm灵敏度: PET SPECT扫描时间: PETSPECT核技术和核医疗10/4/202241SPECT与PET的区别放射性核素核技术和核医疗10/2/2PET/CT的发明是医学影像学的又一次革命PET/CT核技术和核医疗10/4/202242PET/CT的发明是医学影像学的又一次革命PET/CTPET/CT中的PET、CTPETPET/CT的主体CT的作用：为PET提供衰减校正为PET提供解剖位置信息提供诊断信息核技术和核医疗10/4/2

15、02243PET/CT中的PET、CTPETPET/CT的主体核技核技术和核医疗10/4/202244核技术和核医疗10/2/202244兼容型 PET/CT核技术和核医疗10/4/202245兼容型 PET/CT核技术和核医疗10/2/202245PET核技术和核医疗10/4/202246PET核技术和核医疗10/2/202246PET/CT的特点CT与PET硬件、软件同机融合解剖图像与功能图像同机融合同一幅图象既有精细的解剖结构又有丰富生理、生化分子功能信息可用于肿瘤诊断、治疗及预后随诊全过程高灵敏度、高特异性、高准确性CT图像兼做衰减校正PET、CT单独能实现的，PET/CT一定能实现；

16、PET/CT能实现的，PET或CT不一定能实现核技术和核医疗10/4/202247PET/CT的特点CT与PET硬件、软件同机融合核技术和核医PET核技术和核医疗10/4/202248PET核技术和核医疗10/2/202248PECT结果举例癫痫患者PET图像:癫痫灶在发作间期呈低代谢，发作期变高代谢。肺癌核技术和核医疗10/4/202249PECT结果举例肺癌核技术和核医疗10/2/202249核技术和核医疗10/4/202250核技术和核医疗10/2/202250PET显像特点功能显像敏感性、特异性较高缺乏精确的解剖定位核技术和核医疗10/4/202251PET显像特点核技术和核医疗10/

17、2/202251PET-CT融合示意图CT图像何处有病灶？核技术和核医疗10/4/202252PET-CT融合示意图CT图像核技术和核医疗10/2/202PET-CT融合示意图PET图像病灶在何处？核技术和核医疗10/4/202253PET-CT融合示意图PET图像核技术和核医疗10/2/20PET-CT融合示意图PET-CT图像融合病灶原来在这里核技术和核医疗10/4/202254PET-CT融合示意图PET-CT图像融合核技术和核医疗10PET图像有放射性浓聚，头颈部CT、MR及鼻咽镜检未见异常。PET-CT定位于右上腭。隐匿性上腭癌核技术和核医疗10/4/202255PET图像有放射性浓

18、聚，头颈部CT、MR及鼻咽镜检未见异常。PET、PET/CT 的临床应用肿瘤学7590心脏病学1020神经系统1030其他（器官移植、感染、创伤、发育）生理及药理实验 核技术和核医疗10/4/202256PET、PET/CT 的临床应用肿瘤学7590核PET、PET/CT -在肿瘤学中的应用早期发现肿瘤鉴别肿瘤良恶性治疗前分期治疗中疗效观察改进放疗计划治疗后随诊、复发、转移评估病人生存期核技术和核医疗10/4/202257PET、PET/CT -在肿瘤学中的应用早期发现肿瘤核PET、PET/CT -在神经系统疾病诊断中的应用癫痫病灶的诊断与定位；痴呆：AD、MID、PDD、认知定位核技术和核医

19、疗10/4/202258PET、PET/CT -在神经系统疾病诊断中的应用癫痫PET、PET/CT认知定位核技术和核医疗10/4/202259PET、PET/CT认知定位核技术和核医疗10/2/2PET、PET/CT -在心血管系统疾病诊断中的应用冠心病： 13N-NH3心肌存活测定：血流-代谢图像 血流灌注显像（99mTc-MIBI, 13NH3） 代谢显像 18F-FDG “不匹配”（有代谢，无血流）心肌存活 “匹配”（无代谢，无血流）心肌不存活 心肌存活“金标准” 决定是否手术核技术和核医疗10/4/202260PET、PET/CT -在心血管系统疾病诊断中的应用冠核医学治疗核医学的左手

20、核技术和核医疗10/4/202261核医学治疗核医学的左手核技术和核医疗10/2/202261核医学治疗原理将放射性核素引入体内使用特异性的载体(如RIT）放射性核素标记载体载体参与体内生物活动，带着核素定位到靶器官直接利用核素与靶器官的亲和定位作用131I、153Sm、89Sr定位施放放射性核素（如 125I 种子源）将放射性核素直接放到靶器官依靠放射性核素发射的射线杀死病变细胞核技术和核医疗10/4/202262核医学治疗原理将放射性核素引入体内核技术和核医疗10/2/2核医学治疗的优点短射程的 、射线放射性核素局限在靶器官，对正常组织损伤小核技术和核医疗10/4/202263核医学治疗的优点短射程的 、射线核技术和核医疗10/2/核医学治疗的一些项目甲状腺疾病：131I骨转移瘤：89Sr、153