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1、第五章放射性核素示踪技术与显像,(Radionuclide Tracing Technique and Imaging),概述（Introduction）,放射性核素示踪技术是核医学诊断与研究的方法学基础，可以说，核医学任何诊断技术和方法都是建立在示踪技术的基础之上的。没有示踪原理就没有核医学,什么是放射性示踪技术？,是以放射性核素或标记化合物作为示踪剂(tracer)，通过探测放射性核素在发生核衰变过程中发射出来的射线，达到显示被标记的化学分子踪迹的目的，用以研究被标记物在生物体系或外界环境中分布状态或变化规律的技术,What is radionuclide tracing techniqu
2、e?,第一节放射性核素示踪技术的原理与特点,Principle and Characteristic of Nuclide Tracing Technique,同一性放射性核素标记化学分子和相应的非标记化学分子具有相同的化学及生物学性质放射性核素的可探测性 放射性核素能自发地放射出射线。利用高灵敏度的仪器能进行定量、定位、定性探测。动态观察各种物质在生物体内的量变规律,基本原理,为什么放射性核素能作为示踪剂？,灵敏度高可测定10-1410-18g物质合乎生理条件不影响生物体原来状态，能反映机体真实情况相对简便、准确性较好可避免反复分离、纯化造成的损失定性、定量与定位研究相结合缺点或局限需专用的
3、实验条件及必要的防护设备；标记核素的脱标可能对实验结果造成影响,放射性核素示踪技术的特点,Characteristic of nuclide tracing technique,体内示踪技术（in vivo)体外示踪技术（in vitro),放射性核素示踪技术的分类,按研究对象不同可分为,体内示踪技术（in vivo),又称在体示踪技术，是以完整的生物机体作为研究主体，用于定性定量及定位研究被标记的化学分子在生物系统中的吸收、分布、代谢及排泄等体内过程的动态变化规律,体内示踪技术（in vivo),物质吸收、分布及排泄的示踪研究 常用于药物的药理学、药效学和毒理学研究，在药物的筛选、给药途径和
4、剂型选择等方面都具有重要的价值,2放射性核素稀释法 利用稀释原理对微量物质作定量测量或测定液体容量的一种核素示踪方法。比一般化学分析法更简单，灵敏度更高，广泛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、可交换钠量和可交换钾量等,体内示踪技术（in vivo),3放射自显影技术（autoradiography，ARG）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，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，分为宏观自显影、光镜自显影和电镜自显影三类 具有定位精确、灵敏度高、可定量分析等优点,体内示踪技术（in vivo),4放射性
5、核素功能测定 放射性药物引入机体后，根据其理化及生物学性质参与机体特定的代谢过程，并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脏器中的代谢过程，从而了解相应脏器的功能状况 如甲状腺吸131I功能测定、肾功能测定等,体内示踪技术（in vivo),放射性核素功能测定,甲状腺吸131I功能测定,患者口服131I,甲状腺吸碘功能测定仪,甲状腺吸碘功能测定结果,放射性核素功能测定,肾功能测定（微机肾图）,静脉注射经肾小球滤过或肾小管摄取排泄的示踪剂,肾功能测定仪,肾功能测定结果,5放射性核素显像技术 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内代谢分布的特殊规律，从体外获得脏
6、器和组织功能、结构影像的一种核技术,体内示踪技术（in vivo),放射性核素显像,向患者体内引入特定示踪剂（或显像剂）,核医学显像设备,SPECT,PET,体外示踪技术（in vitro),又称离体示踪技术，在体外条件下进行，避免体内因素对结果的影响，使受检者免受射线照射，但只能表示生物样品离开机体前瞬间的状态，对结果解释要联系临床情况,1物质代谢与转化的示踪研究 不仅能够对前身物、中间产物、最终产物做出定性分析，还可研究前身物转化为产物的速度、转化条件、转化机制以及各种因素对转化的影响例如用125I-UdR（尿嘧啶核苷）掺入RNA，可作为肿瘤细胞增殖速度的指标，用于抗肿瘤药物的药敏实验研究
7、等,体外示踪技术（in vitro),2细胞动力学分析 是研究各种增殖细胞群体的动态量变过程的方法，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等。以细胞周期时间测定最为常用,体外示踪技术（in vitro),S,DNA合成期,G2,合成后期,M,有丝分裂期,G1,DNA合成前期,3H-TdR掺入,Observe window,G0期,death,放射自显影观察特有的变化,3活化分析 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核素通过核反应变成放射性核素（活化），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的超微量分析技
8、术。是各种痕量分析法中灵敏度最高的方法之一,体外示踪技术（in vitro),4体外示踪结合放射分析 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，以特异性结合反应为基础，以放射性测量为定量方法，对微量生物活性物质进行定量分折的一类技术的总称，包括放射免疫分析、免疫放射分析、放射受体分析等,体外示踪技术（in vitro),第二节放射性核素显像,(Radionuclide Imaging),SPECT,liver,什么是放射性核素显像？,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内代谢分布的特殊规律，获得脏器和组织功能结构影像的一种核医学技术，用于核素显像的放射
9、性示踪剂称为显像剂 放射性核素显像的发展取决于显像剂、显像仪器和影像分析技术的发展,脏器和组织显像的基本原理是放射性核素的示踪作用：不同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、组织或病变部位，使其与邻近组织之间的放射性分布形成浓度差，而显像剂中的放射性核素可发射出具有穿透力的射线，利用放射性测量仪器可在体外探测、记录到这种放射性浓度差，从而在体外显示出脏器、组织或病变部位的形态、位置、大小以及脏器功能变化,基本原理,不同的脏器、组织或病变选择性聚集显像剂的机理,1.合成代谢：131I 甲状腺2.细胞吞噬：99mTc-硫胶体 肝、脾、骨髓 3.循环通路：99mTc-RBC
10、 心血池，99mTc-DTPA 胃排空4.选择性浓聚：99mTc-PYP 心肌梗塞灶，亲肿瘤显像剂 肿瘤5.选择性排泄：99mTc-DTPA 肾脏 99mTc-EHIDA 胆道系统6.通透弥散：放射性惰性气体133Xe 肺7.离子交换和化学吸附：99mTc-MDP 骨8.特异性结合：抗体抗原、配体受体,显像条件的选择,显像剂的选择可靠的显像性能：标记方便、靶器官/非靶器官放射性比值高适宜的射线能量：显像最适宜的射线能量为10025OKeV适度的放射性活度和放射性浓度,显像条件的选择,准直器的选择显像剂发射主要射线的能量放射性活度显像目的显像器官组织的大小及厚度灵敏度和分辨率显像时间,1.根据影
11、像获取的状态分为,显像的类型,静态显像（static imaging）当显像剂在脏器内或病变处的浓度达到高峰且处于较为稳定状态时进行的显像。主要反映脏器的位置、大小、形态及功能等信息动态显像（dynamic imaging）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，称为动态显像。可反映脏器的动脉血流灌注和组织内早期血液分布情况，还可以进行定量分析,动态显像,肾动脉灌注显像,甲状腺动态显像,静态显像,甲状腺,肾,甲状腺,肝,2.根据影像获取的部位分为,显像的类型,局部显像（regional imaging）仅限于身体某一部位或某一脏器的显像。信息量大，图像清晰
12、，分辨率较高，临床最常用全身显像（whole body imaging）利用放射性探测器沿体表做匀速运动，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整的影像称为全身显像。可在全身范围寻找病灶，且有利于机体不同部位或对称部位放射性分布的比较分析,局部显像（regional imaging）,全身显像（whole body imaging）,全身骨,局部骨,甲状腺,3.根据影像获取的层面分为,显像的类型,平面显像（planar imaging）将放射性显像装置的放射性探测器置于体表的一定位置采集某脏器的放射性影像，称为平面显像断层显像（tomographic imaging）用可旋转的
13、或环形的放射性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层影像的显像方法称为断层显像,断层显像（tomographic imaging）,平面显像（planar imaging）,心肌断层显像（短轴切面）,脑血流灌注断层显像（横断面）,心肌平面显像,显像的方式和种类 平面显像 断层显像(planar imaging)(tomography),4.根据影像获取的时间分为,显像的类型,早期显像（early imaging）显像剂注入人体2小时内所进行的显像称为早期显像。主要反映脏器动脉血流灌注、血管床分布和早期功能状态延迟显像（delay imaging）显像剂注入体内
14、2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称为延迟显像,延迟显像（delay imaging）,早期显像（early imaging）,骨三时相显像（血流相）,分化型甲癌患者服131I后72h全身显像,早期显像(early imaging)延迟显像(delayed imaging),5.根据显像剂对病变组织的亲和力分为,显像的类型,阳性显像（positive imaging）又称热区显像（hot spot imaging），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，在静态影像上病灶组织的放射性比正常组织高而呈热区改变的显像。分为特异性与非特异性两种阴
15、性显像（negative imaging）又称冷区显像（cold spot imaging），指显像剂主要被有功能的正常组织摄取，而病变组织基本不摄取，在静态影像上表现为正常组织器官的形态，病变部位呈放射性分布稀疏或缺损,阴性显像（negative imaging）,阳性显像（positive imaging）,全身骨显像（多发热区）,亲心肌梗死灶显像,肝胶体显像,阳性显像(positive imaging)阴性显像(negative imaging),6.根据显像时机体的状态分为,显像的类型,静息显像（rest imaging）是指显像剂引入人体时，受检者处于安静状态下，没有受到生理性刺激或
16、药物的干扰，此时所进行的显像称为静息显像负荷显像（stress imaging）是指受检者在生理性刺激或药物干预下所进行的显像，又称为介入显像（interventional imaging）,负荷显像（stress imaging）,静息显像（rest imaging）,心肌的静息与负荷显像,静息显像和介入显像,图像质量分析掌握正常图像的特点异常图像的分析（静态图像：位置、形态、放射性分布、对称性；动态图像：显像顺序、时相变化）遵循循证医学,图像分析要点,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 可用于定量分析 具有较高的特异性 安全、无创,放射性核素显像的特点,不同影像的比较,ECT主要反映脏器或组织的功能、血流与代谢，也反映其形态，但分辨率较CT、MRI差CT、MRI主要反映解剖学形态变化，分辨率较好，有时也反映其功能变化，但不如ECTECT显像时不同脏器显像需不同药物，同一脏器不同目的显像，也要用不同药物CT、MRI检查时，任何脏器均只有普通平扫和增强,
