核医学教学上

医学教育系列核医学教学从示踪原理到临床实践授课对象：医学生课程导览01核医学总论学科定义、发展历程与独特价值02显像原理与技术示踪原理、探测设备与各类显像方法03临床应用实践各系统疾病的核医学诊断与治疗04前沿与安全新型探针、分子影像趋势与辐射防护核医学总论看见功能，不止形态从学科定义到独特价值，建立核医学的整体认知框架从学科定义到独特价值，建立核医学的整体认知框架01核医学的学科定义“核医学看的是“功能”，而非单纯的“形态””核医学是应用放射性核素及其标记药物进行疾病

诊断、治疗与研究

的一门临床学科显像诊断通过体外探测放射性分布，反映器官功能、血流与代谢状态功能测定定量评估器官功能参数，如肾小球滤过率、甲状腺摄碘率核素治疗利用放射性核素释放的射线对病变组织进行靶向照射核医学发展里程碑从放射性现象的发现到分子影像的普及，核医学走过了一百余年的发展历程。这一历程的核心线索是：从单一探测走向多维融合，从形态观察走向分子探秘。起源1896年贝克勒尔发现天然放射性揭开放射性科学序幕人工示踪1934年居里夫妇首次人工制备放射性核素开启人工示踪时代平面成像1958年Anger研制第一台γ相机实现放射性分布的平面成像断层显像1970年代正电子发射断层成像（PET）问世进入断层显像时代融合影像2000年后PET/CT、SPECT/CT融合影像普及实现解剖与功能同机融合12345功能显像的独特价值核医学最大的独特性在于：它反映的是器官的功能与代谢状态，而非仅仅是解剖结构。许多疾病在功能层面已发生改变时，形态结构尚未出现异常。功能显像与形态显像互为补充，共同构成现代医学影像的完整拼图。功能改变先于形态改变如骨转移早期仅有代谢活跃CT上尚无结构破坏灵敏度极高纳摩尔至皮摩尔级的示踪剂即可被探测远优于常规影像动态与定量可动态获取血流、代谢速率等功能参数实现量化评估核医学的临床应用领域核医学已深度融入临床多学科诊疗体系，其应用可概括为诊断与治疗两大板块。核医学既是诊断利器，也是精准治疗的组成部分，贯穿疾病全程管理。诊诊断领域肿瘤PET/CT肿瘤分期、疗效评估与复发监测心血管心肌灌注显像评估心肌缺血与存活内分泌甲状腺显像与功能测定骨骼全身骨显像筛查骨转移泌尿肾动态显像评估分肾功能与尿路通畅性治治疗领域甲状腺疾病放射性碘-131治疗甲亢及分化型甲状腺癌骨转移瘤核素靶向镇痛治疗神经内分泌肿瘤肽受体放射性核素治疗显像原理与技术示踪探秘，影像求真掌握核医学显像的物理基础与核心技术原理掌握核医学显像的物理基础与核心技术原理02放射性衰变与核素选择放射性核素通过自发衰变释放射线，这是核医学成像与治疗的能量基础。γ衰变释放γ光子穿透力强适合体外探测是显像的主力射线显像主力β衰变释放β粒子射程短、电离能力强主要用于核素治疗以局部电离效应杀伤靶组织治疗应用正电子衰变湮灭产生反向γ光子正电子与电子湮灭产生一对反向光子PET成像的基础是PET成像的基础PET基础显像核素筛选条件γ射线或正电子半衰期适中易标记靶分子能量适配探测器适合显像的放射性核素需要满足关键条件：发射

γ射线或正电子、半衰期适中（既足够完成检查，又不造成过长辐射滞留）、易于标记目标分子、射线能量适合探测器采集。这些条件共同决定了临床上可用的显像核素种类相对有限且高度精选。示踪原理与放射性药物正是示踪原理使核医学能够"看见"活体内的生化过程，而不仅仅是静态结构。正电子发射断层成像（PET）是核医学领域分辨率与定量能力最强的显像技术示踪原理理想显像剂四特征4项靶本比高病灶摄取多、背景低代谢途径明确显像剂分布可预期定位制备简便临床应用可及性强辐射剂量低保证检查过程安全放射性药物构成3项构成与分工放射性核素与载体分子构成放射性药物探测与分布核素提供可探测信号，载体分子决定体内分布去向骨骼显像实例锝-99m标记亚甲基二膦酸盐（MDP）靶向沉积于骨骼SPECT成像原理SPECT可定量评估器官血流灌注与功能分布，如心肌灌注显像、脑血流显像、肾动态显像等，是临床功能显像的基石性技术。环节01探测环节γ相机旋转采集γ相机绕人体旋转采集多角度投影，核心部件为闪烁晶体与光电倍增管。环节02成像环节断层重建三维图计算机对多角度数据进行断层重建，获得横断、冠状、矢状三维图像。环节03常用核素锝-99m主力核素以

锝-99m

为主力核素，γ能量

140keV，半衰期约

6小时，性质极为理想。PET成像原理符合探测机制无需物理准直器，显著提高探测灵敏度与空间分辨率；常用正电子核素包括氟-18（半衰期约110分钟）等，可标记葡萄糖、氨基酸等代谢底物，直接观察活体内的分子代谢活动。①

衰变释放正电子衰变释放正电子正电子核素衰变释放正电子，与组织中的电子相遇发生湮灭。②

湮灭产生γ光子湮灭产生一对γ光子产生一对方向相反、能量各为511keV的γ光子。③

符合探测电子准直符合探测实现电子准直探测器仅当两侧同时探测到光子（符合事件）时才记录，实现电子准直。常用显像核素概览核素半衰期主要射线典型用途锝-99m约6小时γ射线SPECT主力显像碘-123约13小时γ射线甲状腺显像氟-18约110分钟正电子PET代谢显像镓-68约68分钟正电子PET受体显像碘-131约8天β及γ射线显像+核素治疗选核素三看：射线类型、半衰期、标记可行性核医学图像的特点核医学图像以功能与代谢信息见长，需与CT/MRI等解剖影像融合互补，方能扬长避短。优势突出优势灵敏度极高：微量示踪剂即可成像，能发现极早期的代谢异常功能与代谢信息：直接反映器官功能与分子过程全身成像便捷：一次注射即可完成全身扫描，适合转移灶筛查△限制固有局限空间分辨率相对低：解剖细节显示不及CT、MRI特异性有限：部分示踪剂在非病变组织也有生理性摄取辐射暴露：检查伴随一定电离辐射剂量正因如此，SPECT/CT、PET/CT等融合影像应运而生，以CT提供解剖定位，以核医学提供功能信息，实现优势互补。临床应用实践从图像到诊断以疾病为主线，串联核医学在临床中的实际应用以疾病为主线，串联核医学在临床中的实际应用03全身骨显像临床应用核心优势早期发现骨转移通常早于X线、CT的形态学改变典型适应证恶性肿瘤骨转移筛查不明原因骨痛骨肿瘤疗效评估读片要点异常放射性浓聚提示骨代谢活跃需结合病史与形态影像鉴别灵敏度高但特异性相对有限，须与CT、MRI及病史结合，必要时加做局部断层融合显像心肌灌注显像与冠心病心肌灌注显像是评估心肌血流灌注的经典核医学检查，是冠心病诊断、危险分层与疗效评价的重要手段。心肌灌注显像的价值不仅在于"有没有缺血"，更在于通过功能学评估回答"缺血是否造成血流动力学影响"，为血运重建决策提供关键依据。原理显像剂（如锝-99m标记MIBI）随血流进入心肌其分布反映冠脉供血状态经典核医学检查负荷-静息对照负荷状态缺血心肌摄取减少静息状态心肌摄取恢复对比可区分可逆性缺血与不可逆梗死典型适应证胸痛鉴别冠心病危险分层支架或搭桥术后疗效评估心肌存活判断甲状腺显像与核素治疗甲状腺是核医学最具代表性的靶器官之一，显像诊断与核素治疗在此交汇显像诊断甲状腺显像评估结节功能状态，区分"热结节"与"冷结节"摄碘功能测定定量评估甲状腺摄取功能，辅助甲亢诊断与用药调整DTC术后评估碘-131全身显像寻找残留或转移灶核素治疗甲亢治疗口服碘-131，利用β射线选择性破坏功能亢进的甲状腺组织DTC治疗碘-131靶向清除残余组织及转移灶，实现"诊断+治疗"一体化PET/CT肿瘤显像应用以氟-18标记脱氧葡萄糖为显像剂，利用肿瘤细胞葡萄糖代谢旺盛的特性进行探测。肿瘤分期全身一次扫描即可发现远处转移改变临床分期与治疗方案疗效评估治疗后代谢变化常早于形态缩小早期判断治疗是否有效复发监测肿瘤标志物升高而常规影像阴性时辅助寻找复发灶靶区定位指导活检与放疗代谢最活跃的区域即活检或放疗靶区的最佳定位点泌尿与消化系统显像在泌尿与消化系统，核医学的功能学特色尤为突出，能回答形态影像难以解答的问题泌尿系统肾动态显像同时评估双侧分肾功能与排泄通畅性，是分肾功能金标准之一肾静态显像评估肾实质形态与功能皮质分布临床应用尿路梗阻定位与性质判断、移植肾监测、高血压肾血管评估消化系统胃肠道出血显像定位活动性出血灶，尤其适于间断性、低位消化道出血肝胆动态显像评估胆道通畅性、胆囊功能及胆漏放射性核素治疗应用放射性核素治疗借助靶向载体将放射性核素精准送至病灶，利用射线实施"内照射"治疗，是核医学的重要组成部分。核素治疗共性原理：靶向载体决定分布，射线决定杀伤优势在于

选择性内照射——药物自动富集于病灶，周围正常组织受照较少；治疗前需严格评估适应证、剂量与骨髓储备功能，并做好辐射安全宣教。甲状腺疾病治疗碘-131治疗甲亢与分化型甲状腺癌，应用最成熟骨转移瘤镇痛锶-89亲骨性核素药物沉积于骨转移灶，缓解骨痛神经内分泌肿瘤PRRT肽受体放射性核素治疗，靶向表达生长抑素受体的肿瘤前沿与安全创新驱动，安全为基把握学科前沿方向，筑牢辐射安全底线把握学科前沿方向，筑牢辐射安全底线04新型分子探针进展核医学的发展动力很大程度来自

分子探针的创新，探针决定了核医学能"看见"什么。受体靶向探针如靶向前列腺特异性膜抗原（PSMA）的显像剂精准显示肿瘤病灶靶向显像免疫PET以抗体或抗体片段为载体追踪特定靶点在体内的表达抗体载体代谢与微环境探针涵盖氨基酸、乏氧、增殖等多种生物学过程显像多过程显像诊疗一体化新范式诊疗一体化（Theranostics）是核医学最具前景的发展方向之一，其核心理念是"同一靶点、先诊后疗、可见即可治"。核心优势治疗前即可通过显像

筛选获益人群、预判疗效，实现真正的个体化治疗转型意义诊疗一体化标志着核医学从单纯诊断工具向精准治疗平台转型，是精准医学时代的重要实践样本。核心优势治疗前即可通过显像筛选获益人群，避免无效治疗通过显像预判疗效，保障治疗效果可期实现真正的个体化治疗典型范例前列腺癌：PSMA靶向显像+镥-177-PSMA治疗神经内分泌肿瘤：生长抑素受体显像+镥-177-DOTA治疗辐射防护基本原则电离辐射是把双刃剑，从事核医学工作必须牢固树立辐射防护意识，遵循基本防护原则。辐射防护的三大基本手段——时间、距离与屏蔽，是控制受照剂量的核心路径。“防护三要素——时间、距离、屏蔽，ALARA贯穿始终”在实现诊治目的的前提下，尽可能降低所有人员的受照剂量时间防护缩短接触放射源的时间操作熟练、尽量远离距离防护增大与放射源的距离辐射剂量与距离平方成反比屏蔽防护利用屏蔽材料衰减射线铅屏、钨罐等临床辐射安全规范核医学临床工作的安全不仅依赖原则，更依赖

规范化的操作流程

与管理制度。规范化流程与管理制度，是核医学临床安全的双重基石。辐射安全既是技术要