核医学基础课件

核医学基础课件从示踪原理到临床应用的入门之旅授课对象医学生课程导览01核医学总论学科定义、物理基础与示踪原理02成像原理与设备探测技术、显像设备与图像特点03核心临床应用各系统诊断与放射性核素治疗04辐射安全与展望防护原则、法规与前沿方向01核医学总论看见功能，不止形态从学科定义到示踪原理，建立核医学认知框架从学科定义到示踪原理，建立核医学认知框架核医学定义与学科定位核医学是利用放射性核素及其标记化合物，对疾病进行诊断、治疗和研究的医学学科核心特征以功能显像反映脏器血流、代谢等生理生化过程与CT、MR等形态显像互补而非替代核心特征功能显像反映脏器血流、代谢、受体表达等生理生化过程与CT、MR等形态显像形成互补，而非替代关系无创灵敏可定量可动态观察学科双轨并行核素

显像

诊断通过放射性核素示踪实现功能成像核素

内照射

治疗利用核素射线的电离效应靶向治疗原子核与放射性衰变核素与衰变根源核素由质子数和中子数共同确定同位素质子数相同、中子数不同趋向稳定不稳定核素通过衰变趋向稳定根源中子质子比失衡是衰变的根源核核素与衰变根源核素由质子数和中子数共同确定同位素质子数相同、中子数不同趋向稳定不稳定核素通过衰变趋向稳定根源中子质子比失衡是衰变的根源衰四种主要衰变类型α衰变释放氦核，穿透力弱，医学应用少β⁻衰变释放电子，用于放射性核素治疗β⁺衰变释放正电子，是PET显像的物理基础γ跃迁释放光子，是SPECT显像探测的主体四种主要衰变类型α衰变释放氦核，穿透力弱，医学应用少β⁻衰变释放电子，用于放射性核素治疗β⁺衰变释放正电子，是PET显像的物理基础γ跃迁释放光子，是SPECT显像探测的主体衰变规律与半衰期半衰期是核素的固有物理常数，决定显像与防护策略指数规律放射性核素衰减遵循时间窗&剂量由半衰期决定辐射防护按半衰期安排核素半衰期主要用途Tc-99m6.02小时SPECT显像主力F-18109.8分钟PET显像I-1318.04天甲亢与甲状腺癌治疗I-12313.2小时甲状腺显像Ga-6868分钟PET显像半衰期参考表半衰期的决定性作用指数衰减放射性核素按指数规律衰减显像时间窗半衰期决定显像时间窗与给药剂量辐射防护半衰期决定辐射防护安排示踪原理：微量探知生命核心原理链1化学性质相同放射性核素与其稳定同位素化学性质相同，标记后不改变原物质的代谢途径2极微量可检出探测灵敏度极高，使用极微量即可被仪器检出，不干扰正常生理过程3追踪分布反推功能通过追踪放射性标记物在体内的分布、聚集与随时间变化，反推生理功能应用形式体内示踪显像、功能测定体外示踪放射免疫分析医用核素的获取与选择三大主力核素3类反应堆回旋加速器发生器Tc-99m钼锝发生器现场淋洗获得，γ射线能量

140keV

适中，显像剂标记成熟，是SPECT的绝对主力F-18回旋加速器生产，标记FDG等探针，支撑

PET

代谢显像I-131发射β射线用于治疗，发射γ射线便于显像，实现诊疗兼备02成像原理与设备探测看不见的踪迹从射线探测到图像重建，理解核医学成像逻辑从射线探测到图像重建，理解核医学成像逻辑射线探测：从光子到信号从γ射线入射到能量窗筛选，四步链路实现精准探测“能窗筛选是穿透散射信号、保障图像质量的关键环节。”第1步γ射线与物质作用光电效应为有效信号来源，康普顿散射为本底干扰。第2步闪烁晶体转化γ光子转为可见光，常用

NaI、BGO、LSO

等材料。第3步光电倍增管放大光信号转为电脉冲，脉冲幅度与入射能量成正比。第4步能量窗筛选只保留光电峰能量范围信号，剔除散射本底。γ相机与SPECT成像从γ相机核心组成到平面与断层显像的成像能力跃迁平面显像vsSPECT断层显像：成像能力跃迁准直器·核心部件平面显像采集单一投影方位图像二维平面图像局限前后组织重叠SPECT断层显像采集探头绕人体旋转，多角度采集图像经重建获得断层图像价值显著提升病灶检出与定位能力PET显像：湮灭与符合探测第一步湮灭正电子与电子湮灭正电子在组织中行进极短距离后与电子发生湮灭，产生一对方向相反的

511keV

光子第二步符合探测环状探测器符合判定符合探测：环状探测器仅在两个相对单元同时记录到信号时才计为有效事件技术优势电子准直省去物理准直器，灵敏度大幅提升绝对定量支持绝对定量，定量能力远超SPECT符合窗过滤时间符合窗过滤随机符合事件，保证信号真实性核医学图像的特点与融合融合显像补齐了解剖短板功能成像的独特优势优势直接反映功能与代谢疾病早期生化异常远早于形态改变即可被检出可动态采集、定量分析适配全身筛查不可回避的局限局限空间分辨率低于CT、MR解剖标志信息不足03核心临床应用从诊断到治疗分系统梳理核医学在临床中的核心价值分系统梳理核医学在临床中的核心价值甲状腺显像与功能评估热结节摄碘增高多见于功能自主性腺瘤，恶性率低→冷结节摄碘减低或缺损需结合超声等手段进一步鉴别动态显像甲状腺动态显像与摄碘率测定可定量评估甲状腺整体功能功能互补与血清学检查互补，核医学反映的是功能状态而非仅形态甲状腺可选择性摄取

Tc-99m

或

I-131，据此显示腺体形态与功能分布全身骨显像：骨转移筛查利器显像机制机制显像剂

Tc-99m标记的膦酸盐（MDP）

沉积于成骨活跃部位三相采集流程血流相→血池相→延迟相，兼顾血供与骨代谢信息临床价值敏感性高于X线平片，可提前

数月

发现骨转移骨转移灶在延迟相呈

多发、非对称

异常放射性浓聚关键征象超级骨显像：提示广泛弥漫性骨转移闪烁现象：治疗有效，而非恶化表现心肌灌注显像评估冠心病Tc-99m标记MIBI

或替曲膦随血流进入心肌细胞并滞留负荷-静息对照判读类型负荷显像静息显像临床提示可逆性缺损减低恢复心肌缺血固定性缺损缺损缺损心肌梗死或瘢痕临床价值为冠心病风险分层、血运重建决策提供功能学依据肾动态显像与分肾功能肾动态显像无创定量分肾功能，弥补常规化验盲区显像剂双通道2型肾小球滤过型Tc-99mDTPA肾小管分泌型Tc-99mMAG3肾图曲线三阶段3期血流灌注相显像剂随血流到达肾脏摄取相肾实质摄取与浓聚排泄相显像剂随尿液排出临床核心价值左右肾独立定量评估计算肾小球滤过率尿路梗阻鉴别监测移植肾存活反映功能而非解剖结构与超声形态信息互补PET-CT肿瘤显像：糖代谢探针FDG显像贯穿肿瘤诊疗全程，SUV为半定量核心指标显像原理显像剂F-18标记氟代脱氧葡萄糖（FDG），反映细胞葡萄糖代谢水平原理基础肿瘤细胞普遍存在有氧糖酵解增强（Warburg效应），FDG摄取增高核心指标与应用4项应用标准摄取值（SUV）对病灶代谢活性的半定量指标，用于比较与随访肿瘤分期复发监测疗效评价指导活检定位需注意炎症、感染亦可FDG浓聚，判读需结合临床I-131治疗甲亢：核素治疗典范I-131以无创靶向内照射实现甲亢根治，是核素治疗经典模式原理与治疗优势3项原理甲状腺特异性摄取

I-131，其β射线在腺体内部定点照射，破坏功能亢进的滤泡组织射程优势β射线射程约数毫米，能量集中于甲状腺，对周围组织影响小治疗定位口服给药、无创，疗效确切，是核医学内照射治疗的经典模式适应症与转归3项适应症抗甲状腺药复发、不能耐受药物或手术的

Grave病等常见转归治疗后多逐渐出现甲状腺功能减退随访要求需终身替代治疗并长期随访骨转移瘤的核素内照射治疗亲骨性放射性核素聚集于成骨活跃的转移灶，β射线局部照射缓解骨痛治疗要点3项常用药物氯化锶-89（Sr-89）、钐-153-EDTMP（Sm-153）、镭-223（Ra-223）适宜人群多发骨转移伴骨痛、对镇痛药反应不佳的患者与骨显像互为呼应显像筛选适合人群，治疗抑制病灶进展Ra-223特点3项发射α粒子靶向聚集于骨转移灶的放射性核素射程更短、线性能量传递更高对骨髓影响相对局限04辐射安全与展望安全中前行在防护原则下展望核医学的融合与创新在防护原则下展望核医学的融合与创新电离辐射的生物效应射线直接或通过自由基间接损伤DNA，引发细胞死亡或突变确定性效应

vs

随机性效应维度确定性效应随机性效应剂量阈值存在阈值，超过才发生无阈值严重程度随剂量增大而加重与剂量无关发生概率概率不变随剂量增加而升高典型表现组织损伤致癌与遗传效应核医学诊疗剂量远低于确定性效应阈值，防护重点在

控制随机性效应的概率辐射防护三项基本原则三项原则构成核医学辐射安全管理的制度支柱三项基本原则实践正当性任何伴有辐射照射的实践，必须利大于弊方可实施防护最优化在考虑经济与社会因素下，使照射剂量尽可能地低（ALARA）个人剂量限值对职业人员与公众设定剂量上限，确保不超过确定限值防护要点外照射防护三要素：时间、距离、屏蔽内照射防护关键：防止放射性物质经口、呼吸道、皮肤进入体内核医学诊疗中的安全实践核核医学辐射管理重在

全流程受控，而非单纯追求零照射患者检查剂量与常规CT相当或更低，获益大于风险妊娠期一般不检查哺乳期按核素半衰期暂停哺乳医务人员分装、注射遵循屏蔽与距离原则规范佩戴个人剂量计环境放射性废物分类收集、暂存衰变至达标后按常规处置诊疗一体化与核医学前沿