核医学：第5章 放射性核素示踪技术与脏器显像

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1、第5章 放射性核素示踪技术与脏器显像 所谓示踪（所谓示踪（tracing），就是显示特定物质的行踪。），就是显示特定物质的行踪。在难以用直接检测的方法观察生物活性分子在生物体系在难以用直接检测的方法观察生物活性分子在生物体系中的动态变化时，通常需要在生物活性分子上引入示踪中的动态变化时，通常需要在生物活性分子上引入示踪剂，通过对示踪剂的检测，间接反映生物活性分子的代剂，通过对示踪剂的检测，间接反映生物活性分子的代谢规律，这就是示踪技术。谢规律，这就是示踪技术。示踪剂（示踪剂（tracer）是为观察、研究和测量某物质在）是为观察、研究和测量某物质在指定过程中的行为或性质而加入的一种标记物。常见的

2、指定过程中的行为或性质而加入的一种标记物。常见的示踪剂有放射性核素示踪剂、稳定性核素示踪剂、酶标示踪剂有放射性核素示踪剂、稳定性核素示踪剂、酶标示踪剂、荧光标记示踪剂、自旋标记示踪剂等。示踪剂、荧光标记示踪剂、自旋标记示踪剂等。of radionuclide tracing technique 放射性核素示踪技术放射性核素示踪技术（radionuclide tracing technique）是是以放射性核素或其标记化合物为示踪剂，应用射线探测以放射性核素或其标记化合物为示踪剂，应用射线探测方法来检测它的行踪，以研究示踪剂在生物体系或外界方法来检测它的行踪，以研究示踪剂在生物体系或外界环境中的

3、客观存在及其变化规律的一类核医学技术。环境中的客观存在及其变化规律的一类核医学技术。放射性核素示踪技术是核医学领域中最重要的和最放射性核素示踪技术是核医学领域中最重要的和最基本的核技术，同时又是放射性核素在医学和生物学中基本的核技术，同时又是放射性核素在医学和生物学中应用的方法学基础。应用的方法学基础。放射性核素示踪技术在农业、水产、石油、化工、冶金等领域放射性核素示踪技术在农业、水产、石油、化工、冶金等领域也有广泛应用。也有广泛应用。of radionuclide tracing technique -The father of experimental nuclear medicinelG

4、eorge de Hevesy，匈牙利化匈牙利化学家学家，同位素示踪技术同位素示踪技术的创立的创立者者l首先用天然放射性铅首先用天然放射性铅(212Pb)研研究铅盐在豆科植物内的分布和究铅盐在豆科植物内的分布和转移转移（1923）l老鼠体内磷代谢状态研究，提老鼠体内磷代谢状态研究，提出骨骼的的形成是动态而非静出骨骼的的形成是动态而非静态的观点（态的观点（1935）1943年获诺贝尔年获诺贝尔化学奖化学奖 -The father of clinical nuclear medicinelHerrman L.Blumgart，美国美国Boston医院医院内科医师内科医师l第一次第一次将将示踪技术（

5、放射性示踪技术（放射性同位素铋同位素铋-214）应用）应用于人体于人体的的循环时间研究循环时间研究（1926）l进行了多进行了多项临床研究，如肺项临床研究，如肺循环时间测定、肺血流量测循环时间测定、肺血流量测定等定等l被誉为被誉为“临床核医学之父临床核医学之父”in the history of radionuclide tracing techniquel1952年，美国冷泉港年，美国冷泉港卡内基遗传学实验室科卡内基遗传学实验室科学家学家Alfred Hershey和和Martha Chase使用使用35S和和32P双标记噬菌体感染双标记噬菌体感染实验实验，证明证明DNA是遗传是遗传信息的载

6、体信息的载体。1969年获年获诺贝尔生理学和医学奖诺贝尔生理学和医学奖 in the history of radionuclide tracing techniquelFrederick Sanger，英国英国生物化学家生物化学家l完成第一个蛋白质的全序完成第一个蛋白质的全序列分析（列分析（1955）1958年获诺贝尔化学奖年获诺贝尔化学奖l将将放射性放射性示踪示踪技术技术引入引入RNA和和DNA的序列分析的序列分析，成功地成功地建立了建立了链末端终止链末端终止法法，完成了人线粒体完成了人线粒体DNA全全序列序列分析（分析（1978）1980年获诺贝尔化学奖年获诺贝尔化学奖 of radio

7、nuclide tracing technique 根据研究的需要，选择适当的放射性核素标记到待根据研究的需要，选择适当的放射性核素标记到待研究物质的分子结构上，将其引入生物机体或生物体系研究物质的分子结构上，将其引入生物机体或生物体系之后，标记物将参与代谢及转化过程。之后，标记物将参与代谢及转化过程。由于放射性核素标记化合物与被研究的非标记化合由于放射性核素标记化合物与被研究的非标记化合物具有物具有相同的化学性质和生物学行为相同的化学性质和生物学行为，通过检测标记物，通过检测标记物发出的发出的核射线核射线，并且对所获得数据进行处理分析，可间，并且对所获得数据进行处理分析，可间接了解被研究物质

8、在生物机体或生物体系中的动态变化接了解被研究物质在生物机体或生物体系中的动态变化规律，从而得到定性、定量及定位结果，结合研究目的规律，从而得到定性、定量及定位结果，结合研究目的做出客观评价。做出客观评价。of radionuclide tracing technique 1.标记物与非标记物的同一性标记物与非标记物的同一性 放射性核素及其标记化合物和相应的非标记化合物放射性核素及其标记化合物和相应的非标记化合物具有相同的化学及生物学性质。具有相同的化学及生物学性质。125I-MIBG of radionuclide tracing technique用放射性同位素交换法制备示踪剂是最理想的方法

9、用放射性同位素交换法制备示踪剂是最理想的方法 实验核医学中常用的放射性核素有实验核医学中常用的放射性核素有3H，14C等，临等，临床核医学中常用的有床核医学中常用的有131I，59Fe等，等，PET常用的有常用的有11C，13N，15O等。等。最常用的是核素化学合成法和络合物形成法最常用的是核素化学合成法和络合物形成法 常用放射性核素有常用放射性核素有131I、125I、99mTc、111In、18F、188Re 等。等。of radionuclide tracing techniqueDTPA双金属螯合物双金属螯合物酪氨酸的碘标记酪氨酸的碘标记 of radionuclide tracing

10、 technique2.放射性核素的可测量性放射性核素的可测量性 放射性核素及其标放射性核素及其标 记化合物可发出各种不记化合物可发出各种不 同的射线，且能够被放同的射线，且能够被放 射性探测仪器所测定或射性探测仪器所测定或 被感光材料所记录，从被感光材料所记录，从 而进行精确的定性、定而进行精确的定性、定 量及定位测量和研究。量及定位测量和研究。of radionuclide tracing techniqueAction:放射性核素示踪剂在体内的生物学行为主要取决于放射性核素示踪剂在体内的生物学行为主要取决于被标记物，而其放射性核素只是在示踪剂的代谢转化过被标记物，而其放射性核素只是在示踪

11、剂的代谢转化过程中发出射线，起到示踪的作用。相同的核素标记在不程中发出射线，起到示踪的作用。相同的核素标记在不同的化合物上，表现出来的体内代谢过程和生物学行为同的化合物上，表现出来的体内代谢过程和生物学行为可完全不同，而不同的核素标记在相同的化合物上，其可完全不同，而不同的核素标记在相同的化合物上，其生物学行为不会发生改变。生物学行为不会发生改变。99mTcO4、99mTc-ECD、99mTc-MIBI 99mTc-DMSA、113mIn-DMSA of radionuclide tracing technique体内（体内（in vivo）物质吸收、分布及排泄物质吸收、分布及排泄 放射性核素

12、稀释法放射性核素稀释法 放射自显影技术放射自显影技术 放射性核素功能测定放射性核素功能测定 放射性核素显像技术放射性核素显像技术 radionuclide tracing technique 体外（体外（in vitro）物质代谢与转化的示踪物质代谢与转化的示踪细胞动力学分析细胞动力学分析 活化分析活化分析 体外放射分析体外放射分析 1.体内示踪技术体内示踪技术（In vivo tracing technique）体内示踪技术又称整体示踪技术，它是以完整的生体内示踪技术又称整体示踪技术，它是以完整的生物机体作为研究主体，用于研究被标记的化学分子在生物机体作为研究主体，用于研究被标记的化学分子在

13、生物系统中的吸收、分布、代谢及排泄等体内过程的定性、物系统中的吸收、分布、代谢及排泄等体内过程的定性、定量及定位动态变化规律。定量及定位动态变化规律。体内示踪技术都是建立在动力学分析的基础之上。体内示踪技术都是建立在动力学分析的基础之上。of radionuclide tracing technique物质吸收、分布及排泄的示踪研究物质吸收、分布及排泄的示踪研究 各种物质（包括生理性物质和药物等）进入体内后，各种物质（包括生理性物质和药物等）进入体内后，一般都要经过消化、吸收、分布、转化以及排泄等过程。一般都要经过消化、吸收、分布、转化以及排泄等过程。放射性核素示踪技术对了解物质在活体内的动态

14、变化规放射性核素示踪技术对了解物质在活体内的动态变化规律、各种因素对物质体内代谢过程的影响，以及在疾病律、各种因素对物质体内代谢过程的影响，以及在疾病状态下的异常改变等，均可提供最有效的方法和手段。状态下的异常改变等，均可提供最有效的方法和手段。物质的吸收、分布和排泄示踪研究常用于药物的药物质的吸收、分布和排泄示踪研究常用于药物的药理学、药效学和毒理学研究，对药物的筛选、给药途径理学、药效学和毒理学研究，对药物的筛选、给药途径和剂型选择等方面都具有重要的价值。和剂型选择等方面都具有重要的价值。of radionuclide tracing technique应用举例：应用举例：Schillin

15、g试验（试验（Vit B12吸收试验）吸收试验）原理：原理：正常情况在内因子的参与下，正常情况在内因子的参与下，Vit B12被回肠吸收，并被转运贮被回肠吸收，并被转运贮存于肝脏等组织内进行缓慢代谢。如果肠外给予大剂量的存于肝脏等组织内进行缓慢代谢。如果肠外给予大剂量的Vit B12造造成体内的贮存量饱和，则过剩的成体内的贮存量饱和，则过剩的Vit B12将由小便排出。将由小便排出。方法：方法：受检者禁食受检者禁食12h后，口服后，口服57Co-Vit B12（0.5Ci/1g），），2 6h后后肌肉注射非放射性肌肉注射非放射性Vit B12 1mg以饱和血浆的转运蛋白。分别收集以饱和血浆的转

16、运蛋白。分别收集0 24h和和24 48h的全部小便，计算的全部小便，计算24h尿内尿内57Co-Vit B12百分数。百分数。结果判断：结果判断：10%为正常；为正常；5%提示吸收异常。提示吸收异常。of radionuclide tracing technique放射性核素稀释法放射性核素稀释法 根据化学物质在稀释前后质量相等的原理，利用已根据化学物质在稀释前后质量相等的原理，利用已知比放射性（或放射浓度）和重量（或容量）的放射性知比放射性（或放射浓度）和重量（或容量）的放射性示踪剂，加到一个未知重量或容量的同质体系中，放射示踪剂，加到一个未知重量或容量的同质体系中，放射性示踪剂将被稀释，

17、其比放射性或放射性浓度下降的程性示踪剂将被稀释，其比放射性或放射性浓度下降的程度与其被稀释的程度相关。度与其被稀释的程度相关。放射性核素稀释法比一般化学分析方法简单，灵放射性核素稀释法比一般化学分析方法简单，灵敏度高，广泛地用于研究人体各种成分的重量或容量，敏度高，广泛地用于研究人体各种成分的重量或容量，如测定身体总水量、全身血容量、细胞外液量、可交换如测定身体总水量、全身血容量、细胞外液量、可交换钠量和可交换钾量等。钠量和可交换钾量等。of radionuclide tracing technique应用举例：应用举例：红细胞容量测定红细胞容量测定原理：原理：六价六价51Cr能穿透红细胞膜，

18、与血红蛋白的珠蛋白相结合，成为能穿透红细胞膜，与血红蛋白的珠蛋白相结合，成为51Cr-RBC，静脉注射后，静脉注射后10 15min内即可与循环血液完全混匀。内即可与循环血液完全混匀。S1 m1=S2（m1+m2）方法：方法：将标准样品和血样品制备后进行放射性测量，并按以下公式计将标准样品和血样品制备后进行放射性测量，并按以下公式计算红细胞容量：算红细胞容量：of radionuclide tracing technique放射自显影技术（放射自显影技术（autoradiography，ARG）是根据放射性核素的示踪原理和射线能使感光材料是根据放射性核素的示踪原理和射线能使感光材料感光的特性，

19、借助光学摄影术来检查及记录被研究样品感光的特性，借助光学摄影术来检查及记录被研究样品中放射性示踪剂分布状态的一种核技术。中放射性示踪剂分布状态的一种核技术。根据观察范围和分辨率不同，可分为三类：根据观察范围和分辨率不同，可分为三类：宏观自显影（宏观自显影（macroscopic ARG）光镜自显影（光镜自显影（light microscopic ARG）电镜自显影（电镜自显影（electron microscopic ARG）of radionuclide tracing technique宏观放射自显影（宏观放射自显影（macroscopic autoradiography）可观察范围较大，

20、要求的分辨率较低，能用肉眼、放可观察范围较大，要求的分辨率较低，能用肉眼、放大镜或低倍显微镜观察，主要从整体水平来观察放射性大镜或低倍显微镜观察，主要从整体水平来观察放射性示踪剂在体内的分布状态，多用于小动物的整体标本，示踪剂在体内的分布状态，多用于小动物的整体标本，大动物的脏器或肢体标本等。大动物的脏器或肢体标本等。of radionuclide tracing technique应用举例：应用举例：宏观自显影宏观自显影（macroscopic autoradiography）of radionuclide tracing technique孕鼠静脉注射孕鼠静脉注射58Co-Vit B12后

21、后4h的整体纵切片，显示除某些脏器外，胎的整体纵切片，显示除某些脏器外，胎鼠也有放射性聚集。鼠也有放射性聚集。光镜放射自显影（光镜放射自显影（light microscopic autoradiography）可观察范围较小，分辨率较低高，适用于组织切片、可观察范围较小，分辨率较低高，适用于组织切片、细胞涂片等标本的示踪研究，根据不同示踪剂在不同时细胞涂片等标本的示踪研究，根据不同示踪剂在不同时间的分布，研究细胞水平的代谢过程。间的分布，研究细胞水平的代谢过程。of radionuclide tracing technique应用举例：应用举例：光镜自显影光镜自显影（light microsc

22、opic autoradiography）of radionuclide tracing technique 小鼠腹腔液推小鼠腹腔液推片，油镜下可见片，油镜下可见巨噬细胞有大量巨噬细胞有大量15天前注射的天前注射的3H标记抗原，标记抗原，其他三个核是嗜其他三个核是嗜酸性细胞的核，酸性细胞的核，显示有明显化学显示有明显化学趋化现象。趋化现象。电镜放射自显影（电镜放射自显影（electron microscopic autoradiography）可观察范围更小，分辨率更高，适用于细胞超微结构，可观察范围更小，分辨率更高，适用于细胞超微结构，甚至是提纯的大分子结构（甚至是提纯的大分子结构（DNA、

23、RNA）上的精确定位）上的精确定位和定量。和定量。of radionuclide tracing technique应用举例：应用举例：电镜自显影电镜自显影（electron microscopic autoradiography）of radionuclide tracing technique大鼠淋巴结在大鼠淋巴结在3H-放线菌素中放线菌素中浸泡浸泡1h后制成后制成超薄切片，显示超薄切片，显示银颗粒都在细胞银颗粒都在细胞核上。核上。6600 of radionuclide tracing technique应用举例：应用举例：棉酚的研究棉酚的研究棉酚是我国棉酚是我国1960s年代研制的世界

24、上第一个男性避孕药物，放年代研制的世界上第一个男性避孕药物，放射自显影技术为棉酚的药理研究提供了直接的帮助。射自显影技术为棉酚的药理研究提供了直接的帮助。用用14C-赖氨酸、亮氨酸和精氨酸大鼠睾丸放射自显影证实，精赖氨酸、亮氨酸和精氨酸大鼠睾丸放射自显影证实，精子细胞和精母细胞是最早出现损伤和破坏最严重的棉酚敏感靶细胞，子细胞和精母细胞是最早出现损伤和破坏最严重的棉酚敏感靶细胞，而精原细胞则为较不敏感的生精细胞。而精原细胞则为较不敏感的生精细胞。14C-棉酚全身放射自显影证棉酚全身放射自显影证实，棉酚在体内是通过肝实，棉酚在体内是通过肝-胆胆-粪的代谢排泄途径降解。粪的代谢排泄途径降解。精子线

25、粒体精子线粒体对对14C-棉酚有很高的亲和力，定位于线粒体内外膜及嵴突中的呼吸棉酚有很高的亲和力，定位于线粒体内外膜及嵴突中的呼吸链酶系、氧化磷酸化和能源转化酶系。链酶系、氧化磷酸化和能源转化酶系。放射性核素功能测定放射性核素功能测定 是指机体的脏器或组织的某一功能状态，通过动态是指机体的脏器或组织的某一功能状态，通过动态观察后，能给出定量结果，为医学研究及临床诊断提供观察后，能给出定量结果，为医学研究及临床诊断提供功能评价的放射性核素示踪技术。功能评价的放射性核素示踪技术。放射性药物引入机体后，动态地分布于有关脏器和放射性药物引入机体后，动态地分布于有关脏器和组织，通过检测仪器可观察其在有关

26、脏器中的特征性消组织，通过检测仪器可观察其在有关脏器中的特征性消长过程，表现为一定的曲线形式，选择适当的数学模型长过程，表现为一定的曲线形式，选择适当的数学模型对曲线进行定性及定量分析，就可得到反映该脏器某一对曲线进行定性及定量分析，就可得到反映该脏器某一功能状态的结果并判断功能异常的性质、程度。功能状态的结果并判断功能异常的性质、程度。of radionuclide tracing technique应用举例：应用举例：肾功能测定肾功能测定原理：原理：静脉注射由肾小球滤过或肾小管上皮细胞分泌而不被再吸收的静脉注射由肾小球滤过或肾小管上皮细胞分泌而不被再吸收的放射性示踪剂，在体外以放射性探测器

27、连续记录其滤过、分泌和排放射性示踪剂，在体外以放射性探测器连续记录其滤过、分泌和排泄的过程，可用以了解两侧肾脏功能状态和上尿路排泄情况，所记泄的过程，可用以了解两侧肾脏功能状态和上尿路排泄情况，所记录的时间录的时间-放射性曲线称为肾图。放射性曲线称为肾图。of radionuclide tracing technique应用举例：应用举例：甲状腺吸甲状腺吸131碘功能测定碘功能测定原理：原理：甲状腺具有选择性摄取和浓聚碘的功能，其摄取速度和数量以甲状腺具有选择性摄取和浓聚碘的功能，其摄取速度和数量以及碘在甲状腺的停留时间，取决于甲状腺的功能状态。及碘在甲状腺的停留时间，取决于甲状腺的功能状态。

28、of radionuclide tracing technique放射性核素显像技术放射性核素显像技术 是利用放射性核素或其标记化合物在体内代谢分布是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。种核技术。在短时间内连续成像或在一定时间范围内多次间断在短时间内连续成像或在一定时间范围内多次间断成像，可对脏器的功能和形态同时进行观察，不仅可以成像，可对脏器的功能和形态同时进行观察，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

29、态显像和定量分析。且可以进行动态显像和定量分析。of radionuclide tracing technique应用举例：应用举例：分布试验（显像法分布试验（显像法）of radionuclide tracing technique荷荷A549肺癌裸鼠的肺癌裸鼠的99mTc-HYNIC-TOCA显像显像显像时间及肿瘤显像时间及肿瘤/对侧（对侧（T/C）放射性比值）放射性比值30minT/C=3.5660minT/C=3.96120minT/C=6.08240minT/C=6.96360minT/C=4.40480minT/C=2.89 2.体外体外示踪技术示踪技术（In vitro trac

30、ing technique）体外示踪技术又称离体示踪技术，以从整体分离出体外示踪技术又称离体示踪技术，以从整体分离出来的组织、细胞或体液等简单系统为研究对象，多用于来的组织、细胞或体液等简单系统为研究对象，多用于某些特定物质如蛋白质、核酸等的转化规律研究，细胞某些特定物质如蛋白质、核酸等的转化规律研究，细胞动力学分析，活化分析以及超微量物质的体外测定等。动力学分析，活化分析以及超微量物质的体外测定等。of radionuclide tracing technique 2.体外体外示踪技术示踪技术（In vitro tracing technique）体外示踪技术共同特点是：都是在体外条件下进行

31、，体外示踪技术共同特点是：都是在体外条件下进行，它减少乃至避免了众多的体内因素对实验结果的直接影它减少乃至避免了众多的体内因素对实验结果的直接影响，同时也避免了受检者本人直接接触射线的可能。但响，同时也避免了受检者本人直接接触射线的可能。但她只能表示生物样品离开机体前瞬时间的状态，对结果她只能表示生物样品离开机体前瞬时间的状态，对结果的解释需要结合临床情况。的解释需要结合临床情况。of radionuclide tracing technique物质代谢与转化的示踪研究物质代谢与转化的示踪研究 阐明各种代谢物质的前身物、中间代谢步骤和中间阐明各种代谢物质的前身物、中间代谢步骤和中间代谢产物、最

32、终产物之间的相互关系及其转化条件，是代谢产物、最终产物之间的相互关系及其转化条件，是正确认识生命现象的物质基础。放射性核素示踪技术是正确认识生命现象的物质基础。放射性核素示踪技术是目前最常用最理想的方法之一。目前最常用最理想的方法之一。3H-TdR掺入掺入DNA作为淋巴细胞转化的指标观察细胞免疫情况作为淋巴细胞转化的指标观察细胞免疫情况 125I-UdR掺入掺入RNA，可作为肿瘤细胞增殖速度的指标，可作为肿瘤细胞增殖速度的指标 合成合成DNA的前身物：的前身物：3H-胸腺嘧啶？胸腺嘧啶？3H-TdR（胸腺嘧啶核（胸腺嘧啶核苷）？苷）？of radionuclide tracing techni

33、que应用举例：应用举例：14C-甲酸转变为次黄嘌呤的顺序甲酸转变为次黄嘌呤的顺序 of radionuclide tracing technique甲酸甲酸 次黄嘌呤次黄嘌呤 次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸甲酸甲酸 次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸 次黄嘌呤次黄嘌呤细胞动力学分析（细胞动力学分析（cell kinetics analysis）细胞动力学是研究各种增殖细胞群体的动态量变过细胞动力学是研究各种增殖细胞群体的动态量变过程，包括增殖、分化、迁移和衰亡等过程的变化规律以程，包括增殖、分化、迁移和衰亡等过程的变化规律以及体内外因素对它们的影响和调控。及体内外因素对它们的影响和调控。细胞动力学研

34、究的范畴很广，其中以细胞周期时间细胞动力学研究的范畴很广，其中以细胞周期时间测定最为常用，也最为重要，常用于肿瘤分化及增殖规测定最为常用，也最为重要，常用于肿瘤分化及增殖规律研究、肿瘤的同步化治疗、造血细胞研究等方面。律研究、肿瘤的同步化治疗、造血细胞研究等方面。of radionuclide tracing technique活化分析（活化分析（activation analysis）活化分析是一种核分析方法，它的基础是核反应。活化分析是一种核分析方法，它的基础是核反应。活化分析是通过使用适当能量的射线或粒子照射待测样活化分析是通过使用适当能量的射线或粒子照射待测样品，使待测样品中某些稳定的

35、核素通过核反应变成放射品，使待测样品中某些稳定的核素通过核反应变成放射性核素（性核素（活化活化），然后进行放射性测量和能谱分析，获），然后进行放射性测量和能谱分析，获得待测样品中稳定性核素的种类与含量（得待测样品中稳定性核素的种类与含量（分析分析）的超微）的超微量分析技术。量分析技术。of radionuclide tracing technique of radionuclide tracing technique方法分类方法分类1.中子活化分析中子活化分析 中子根据能量的不同分为热中子、快中子和超热中子根据能量的不同分为热中子、快中子和超热能中子。核反应主要类型是能中子。核反应主要类型是(

36、n，)、(n，p)、(n，)及及(n，2n)等。等。2.带电粒子活化分析带电粒子活化分析 常用的带电粒子有质子、氘核、氚核和常用的带电粒子有质子、氘核、氚核和粒粒子等，也有用重离子的。它们引起的核反应包括子等，也有用重离子的。它们引起的核反应包括(p，)、(p，n)、(p，)、(d，p)、(d，n)、(，n)等。等。3.光子活化分析光子活化分析 引起的核反应包括引起的核反应包括(，n)、(，p)、(，)等。等。of radionuclide tracing technique方法学特点方法学特点1.活化分析是各种痕量分析法中灵敏度最高的，精密度好、准确的活化分析是各种痕量分析法中灵敏度最高的，

37、精密度好、准确的高、抗干扰能力强，可以区别同一元素的各个同位素及其组成；高、抗干扰能力强，可以区别同一元素的各个同位素及其组成；2.可进行多元素同时测定，在同一份试样中可同时测定可进行多元素同时测定，在同一份试样中可同时测定3040种元种元素，最高可达素，最高可达56种元素，特别适合于生物医学样品中多种痕量元种元素，特别适合于生物医学样品中多种痕量元素的测定，以及合金元素的测定；素的测定，以及合金元素的测定；3.化学分离工作相对比较简单，在法医学鉴定时可不破坏证物；化学分离工作相对比较简单，在法医学鉴定时可不破坏证物；4.活化分析最主要的问题就是所使用的活化源十分昂贵，需反应堆活化分析最主要的

38、问题就是所使用的活化源十分昂贵，需反应堆或加速器，这极大地限制了它的应用。此外，还有分析周期较长、或加速器，这极大地限制了它的应用。此外，还有分析周期较长、不能测定元素的化学状态和结构等不足之处。不能测定元素的化学状态和结构等不足之处。of radionuclide tracing technique应用举例应用举例1.WHO和和IAEA（国际原子能机构）曾经通过国际性大协作进行心（国际原子能机构）曾经通过国际性大协作进行心血管疾病的病因学研究，其主要内容就是应用活化分析技术对心血管疾病的病因学研究，其主要内容就是应用活化分析技术对心血管疾病有关的痕量元素进行广泛系统的调查研究；血管疾病有关的

39、痕量元素进行广泛系统的调查研究；2.在环境保护方面，活化分析技术也被用于监测大气、水体、土壤、在环境保护方面，活化分析技术也被用于监测大气、水体、土壤、食品以及其他生态环境的金属污染；食品以及其他生态环境的金属污染；3.已有极多实例是利用活化分析法检查血液、墨水、油漆、子弹头已有极多实例是利用活化分析法检查血液、墨水、油漆、子弹头等犯罪证物后耳破案的报道。等犯罪证物后耳破案的报道。体外放射分析（体外放射分析（in vitro radioassay）是指在体外条件下，以放射性核素标记的抗原、抗是指在体外条件下，以放射性核素标记的抗原、抗体或受体的配体为示踪剂，以结合反应为基础，以放射体或受体的配

40、体为示踪剂，以结合反应为基础，以放射性测量为定量方法，对微量物质进行定量分折的一类技性测量为定量方法，对微量物质进行定量分折的一类技术的总称。术的总称。of radionuclide tracing technique 1.放射免疫分析放射免疫分析 2.免疫放射分析免疫放射分析 3.受体放射分析受体放射分析 4.放射受体分析放射受体分析体外放射体外放射分析分析 1灵敏度高灵敏度高 一般可达到一般可达到10-1410-18g水平水平 mg=10-3，ug=10-6，ng=10-9，pg=10-12 2方法简便、准确性好方法简便、准确性好 简化实验程序，提高实验结果的可靠程度简化实验程序，提高实验

41、结果的可靠程度 3合乎生理条件合乎生理条件 非破坏性实验非破坏性实验,反映的是被研究物质在生理剂量和原有生理状态下的代谢和变化反映的是被研究物质在生理剂量和原有生理状态下的代谢和变化 4定性、定量与定位研究相结合定性、定量与定位研究相结合 5与放射有关的特殊要求与放射有关的特殊要求 专用的实验条件专用的实验条件;放射性生物效应的防护措施放射性生物效应的防护措施;工作人员须经专业训练工作人员须经专业训练 of radionuclide tracing technique 放射性核素脏器和组织显像是根据放射性核素示踪放射性核素脏器和组织显像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

42、内代谢分布原理，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，从体外获得脏器和组织功能结构影像的一的特殊规律，从体外获得脏器和组织功能结构影像的一种核医学技术。用于脏器、组织或病变显像的放射性核种核医学技术。用于脏器、组织或病变显像的放射性核素或其标记化合物称为显像剂（素或其标记化合物称为显像剂（imaging agent）。）。放射性核素显像是建立在器官组织血流、代谢等功放射性核素显像是建立在器官组织血流、代谢等功能变化的基础之上，是一种能变化的基础之上，是一种功能结构影像功能结构影像。of radionuclide imaging 1951年，第一台年，第一台扫描机（扫描机（Ben

43、edict Cassen）1957年，第一台年，第一台照相机（照相机（Hal O.Anger）1964年，年，99Mo99mTc发生器发生器 1975年，年，PET（M.M.Ter-Pogosiu）1976年，年，SPECT（R.J.Jaszczak）1998年，年，SPECT/CT（美国（美国GE公司）公司）2000年，年，PET/CT（美国（美国CTI公司）公司）in the history of radionuclide imaging 不同的放射性药物（显像剂）在体内有其特殊的分不同的放射性药物（显像剂）在体内有其特殊的分布和代谢规律，能够选择性聚集在特定脏器、组织或病布和代谢规律，能

44、够选择性聚集在特定脏器、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变部位，使其与邻近组织之间的放射性分布形成一定程度浓度差，而显像剂中的放射性核素可发射出具有一定度浓度差，而显像剂中的放射性核素可发射出具有一定穿透力的穿透力的射线，可为放射性测量仪器在体外探测、记射线，可为放射性测量仪器在体外探测、记录到这种放射性浓度差，从而在体外显示出脏器、组织录到这种放射性浓度差，从而在体外显示出脏器、组织或病变部位的形态、位置、大小以及脏器功能变化。或病变部位的形态、位置、大小以及脏器功能变化。of radionuclide imaging of radionuclide imaging

45、1合成代谢合成代谢 131I，131I-6-IC，18F-FDG 2细胞吞噬细胞吞噬 99mTc-SC，99mTc-DX 3循环通路循环通路 99mTc-DTPA，99mTc-RBC 4选择性浓聚选择性浓聚 99mTc-PYP，99mTc-GH，99mTc-MIBI 5选择性排泄选择性排泄 99mTc-EC，99mTc-MAG3，99mTc-HIDA 6通透弥散通透弥散 133Xe，99mTcO4-7离子交换和化学吸附离子交换和化学吸附 99mTc-MDP 8特异性结合特异性结合 RII，RRI，antisense imaging of tracer in tissues and foci（一

46、）根据影像获取的状态（一）根据影像获取的状态 静态显像和动态显像静态显像和动态显像（Static&dynamic imaging）静态显像：静态显像：当显像剂在脏器内或病变处的浓度处于稳定状当显像剂在脏器内或病变处的浓度处于稳定状态时进行的显像。所得影像清晰，适合于详细观察脏器态时进行的显像。所得影像清晰，适合于详细观察脏器和病变的位置、形态、大小和放射性分布。和病变的位置、形态、大小和放射性分布。动态显像：动态显像：在显像剂引入体内后，迅速以设定的显像速度在显像剂引入体内后，迅速以设定的显像速度动态采集脏器的多帧连续影像或系列影像。主要通过各动态采集脏器的多帧连续影像或系列影像。主要通过各种

47、参数定量分析脏器和组织的运动或功能情况。种参数定量分析脏器和组织的运动或功能情况。of radionuclide imaging(1)Static&dynamic imaging of radionuclide imaging(1)Static imaging Static&dynamic imaging of radionuclide imaging(1)Dynamic imaging Static&dynamic imaging of radionuclide imaging(1)多相显像（多相显像（multiphase imaging）Early artery perfusion ima

48、ging Blood pool imaging,5minDelayed bone imaging,3hr（二）根据影像获取的范围（二）根据影像获取的范围局部显像和全身显像局部显像和全身显像（regional&whole body imaging）局部显像：局部显像：仅限于身体某一部分或某一脏器的显像。临床仅限于身体某一部分或某一脏器的显像。临床上较为常用。上较为常用。全身显像：全身显像：利用放射性探测器沿体表作匀速移动，从头至利用放射性探测器沿体表作匀速移动，从头至足依序采集全身各部位的放射性，将它们合成为一幅完足依序采集全身各部位的放射性，将它们合成为一幅完整的影像。常用于全身骨显像、全身骨

49、髓显像、寻找肿整的影像。常用于全身骨显像、全身骨髓显像、寻找肿瘤或炎性病灶等。瘤或炎性病灶等。of radionuclide imaging(2)regional&whole body imaging of radionuclide imaging(2)Regional imaging Whole body imaging（三）根据影像获取的投影方式（三）根据影像获取的投影方式平面显像和断层显像平面显像和断层显像（planar&tomography imaging）平面显像：平面显像：将放射性探测器置于体表的一定位置采集脏器将放射性探测器置于体表的一定位置采集脏器或组织放射性影像的方法。它是由

50、脏器或组织在该方位或组织放射性影像的方法。它是由脏器或组织在该方位上各处的放射性叠加所构成。可能会隐藏某些病变。上各处的放射性叠加所构成。可能会隐藏某些病变。断层显像：断层显像：用可旋转的或环形的探测器，在体表连续或间用可旋转的或环形的探测器，在体表连续或间断采集多体位平面影像数据，再由计算机重建成为各种断采集多体位平面影像数据，再由计算机重建成为各种断层影像的方法。在一定程度上避免了放射性的重叠，断层影像的方法。在一定程度上避免了放射性的重叠，有助于检出较小的病变。有助于检出较小的病变。of radionuclide imaging(3)Planar&tomographic imaging

51、of radionuclide imaging(3)Tomographic imagingPlanar imaging Planar&tomographic imaging of radionuclide imaging(3)Coronal sectionCoronalantpostRL（四）根据影像获取的时间（四）根据影像获取的时间早期显像和延迟显像早期显像和延迟显像（early&delay imaging）早期显像：早期显像：显像剂注入体内后显像剂注入体内后2小时以内所进行的显像。此小时以内所进行的显像。此时主要反映脏器血流灌注、血管床和早期功能状况，常时主要反映脏器血流灌注、血管床和早期

52、功能状况，常规显像一般采用这类显像。规显像一般采用这类显像。延迟显像：延迟显像：显像剂注入体内后显像剂注入体内后2小时以后，或在常规显像时小时以后，或在常规显像时间之后延迟数小时至数十小时所进行的再次显像。通过间之后延迟数小时至数十小时所进行的再次显像。通过延迟显像可以降低本底，给病灶足够的时间吸收显像剂，延迟显像可以降低本底，给病灶足够的时间吸收显像剂，改善图像质量，提高阳性检出率。改善图像质量，提高阳性检出率。of radionuclide imaging(4)Early&delay imaging of radionuclide imaging(4)99mTc-MIBI双时相法甲旁亢显像

53、双时相法甲旁亢显像10min2h（五）根据病变组织对显像剂摄取与否（五）根据病变组织对显像剂摄取与否阳性显像和阴性显像阳性显像和阴性显像（positive&negative imaging）阳性显像：阳性显像：指显像剂主要被病变组织摄取，而正常组织一指显像剂主要被病变组织摄取，而正常组织一般不摄取或摄取很少，在静态显像上病灶组织的放射性般不摄取或摄取很少，在静态显像上病灶组织的放射性比正常组织高，呈比正常组织高，呈“热区热区”。阴性显像：阴性显像：指显像剂主要被有功能的正常组织摄取，而病指显像剂主要被有功能的正常组织摄取，而病变组织基本上不摄取，在静态显像上病变组织的放射性变组织基本上不摄取，

54、在静态显像上病变组织的放射性比正常组织低，呈比正常组织低，呈“冷区冷区”。of radionuclide imaging(5)Positive&negative imaging of radionuclide imaging(5)thyroid imaging（六）根据显像剂摄取时机体的状态（六）根据显像剂摄取时机体的状态静息显像和负荷显像静息显像和负荷显像（rest&stress imaging）静息显像：静息显像：当显像剂引入人体或影像采集时，受检者在没当显像剂引入人体或影像采集时，受检者在没有受到生理性刺激或药物干扰的安静状态下所进行的显有受到生理性刺激或药物干扰的安静状态下所进行的显像

55、。像。负荷显像：负荷显像：受检者在药物或生理性活动干预下所进行的显受检者在药物或生理性活动干预下所进行的显像。借助药物或生理刺激等方法增加某个脏器的功能或像。借助药物或生理刺激等方法增加某个脏器的功能或负荷，观察脏器或组织对刺激的反应能力，增加正常和负荷，观察脏器或组织对刺激的反应能力，增加正常和病变组织之间放射性分布的差别，提高诊断灵敏度。病变组织之间放射性分布的差别，提高诊断灵敏度。of radionuclide imaging(6)Rest&stress imaging of radionuclide imaging(6)Myocardial PerfusionImagingRestSt

56、ressRestStressStress methods-exercise-pharmaceuticals（七）根据显像剂发出射线的种类（七）根据显像剂发出射线的种类单光子显像和正电子显像单光子显像和正电子显像（single photon&positron imaging）单光子显像：单光子显像：使用探测单光子的显像仪器（如使用探测单光子的显像仪器（如r相机、相机、SPECT）对显像剂中放射性核素发射的单光子进行的显）对显像剂中放射性核素发射的单光子进行的显像。是临床上最常用的显像方法。像。是临床上最常用的显像方法。正电子显像：正电子显像：使用探测正电子的显像仪器（使用探测正电子的显像仪器（P

57、ET）对显像）对显像剂中放射性核素发射的正电子进行的显像。剂中放射性核素发射的正电子进行的显像。of radionuclide imaging(7)Single photon&positron imaging of radionuclide imaging(7)Positron imaging Single photon imaging 1.基本要求基本要求 图像清晰、轮廓完整、对比度适当、病变部位显示清楚图像清晰、轮廓完整、对比度适当、病变部位显示清楚 2.正常图像正常图像 位置、形态、大小和放射性分布，正常变异情况位置、形态、大小和放射性分布，正常变异情况 3异常图像异常图像静态图像静态图

58、像 位置、形态、大小和放射性分布位置、形态、大小和放射性分布动态图像动态图像 显像顺序、时相变化显像顺序、时相变化断层图像断层图像 连续二个以上层面，二个以上断面连续二个以上层面，二个以上断面 4影响图像质量的常见原因影响图像质量的常见原因 被检者体位移动；被检者体位移动；组织吸收衰减；组织吸收衰减；异物；异物；核素污染；核素污染；制剂不当；制剂不当；光电倍增管性能不佳光电倍增管性能不佳 5密切结合临床密切结合临床 1可同时提供脏器组织的功能和结构变化，有助于疾病可同时提供脏器组织的功能和结构变化，有助于疾病的早期诊断。的早期诊断。2可用于定量分析可用于定量分析 3具有较高的特异性具有较高的特异性 4安全、无创，符合生理条件安全、无创，符合生理条件 5对组织结构的分辨率不及其他影像学方法对组织结构的分辨率不及其他影像学方法 of radionuclide imaging of radionuclide imaging of Medical Imaging TechnologySPECT/CT、PET/CT、PET/MR等显像设备实等显像设备实现了多模式图像的实时现了多模式图像的实时融合，功能融合，功能/代谢影像与代谢影像与解剖结构影像的完美结解剖结构影像的完美结合，为临床提供了最为合，为临床提供了最为全面的信息。全面的信息。