核医学笔记

-1-核医学笔记——2012级临床五年五班整理绪论核医学是利用核素及其标记物所发出的射线进行临床诊断、疾病治疗以及生物医学研究的一门学科。分类（举例）放射性核素显像反映了脏器和组织的生理和病理生理变化，属于分子功能影像特点：核素数量少、半衰期短、灵敏度高原理：放射性核素或其标记化合物与天然元素或其化合物一样，引入体内后根据其化学及生物学特性有其一定的生物学行为，它们选择性地聚集在特定脏器、组织或受检病变部位中的主要机制有：①合成代谢：131碘甲状腺显像②细胞吞噬：肝胶体显像③循环通路：99mTc-DTPA脑脊液间隙显像④选择性浓聚：99mTc-焦磷酸盐心肌梗死组织显像⑤选择性排泄：99mTc-DTPA肾动态显像⑥通透弥散：脑血流灌注显像⑦离子交换和化学吸附：骨显像⑧特异性结合：放射免疫显像及反义显像放射性核素的生产方式医用放射性核素都是通过人工核反应来制备的简单化合物，通常由以下三种途径生产。①核反应堆②回旋加速器③放射性核素发生器（母牛发生器）：是从长半衰期核素的衰变产物中分离得到短半衰期核素的装置。如钼-锝发生器，锡-铟发生器99mTc是目前临床SPECT显像最常用的核素。99mTc衰变，发射γ射线回复到基态99Tc，半衰期6.02h，放出能量为140keV的γ射线，适合单光子发射显像。核医学物理基础核素：具有特定质量数、原子序数与核能态，而且其平均寿命长得足以被观测的一类原子同位素：具有相同原子序数，但质量数不同的核素互称为“同位素”同质异能素：具有相同质量数和原子序数，但处于不同核能态的一类核素互称同质异能素核衰变类型：α衰变，β衰变，电子俘获，γ衰变穿透能力射程电离能力应用α最弱最短最强少β弱短强治疗γ最强最远最弱诊断正电子射程仅1～2mm，在失去动能的同时与其邻近的电子（β－）碰撞而发生湮灭辐射，在二者湮灭的同时，失去电子质量，转变成两个方向相反、能量皆为511keV的γ光子。正电子衰变核素，都是人工放射性核素。正电子发射断层仪（PET）能探测方向相反的511keV光子，进行机体内的定量、定性和代谢显像。核衰变规律-2-1、指数衰减规律衰变常数（λ）表示放射性核素每个原子核在单位时间内发生衰变的几率。单位s-1半衰期（T）表示特定能态放射核素的数量因衰变减少到原来核数一半所需的时间物理半衰期T1/2：放射性核素因衰变减少一半所需要的时间。生物半衰期Tb：指生物体内的放射性核素由于机体代谢从体内排出一半所需要的时间。有效半衰期Te：指生物体内的放射性核素由于机体代谢从体内排出和物理衰变两个因素作用，减少至原有放射性活度一半所需的时间。2、放射性活度（A）是表示单位时间内发生衰变的原子核数。A=λN（放射性核数目N）单位是贝可（Bq），定义为每秒一次衰变。其旧制单位是居里（Ci）（居里与贝可的换算关系是1Ci=3.7×1010Bq=37GBq1Bq≈2.7×10－11Ci）核医学通常使用的放射性活度，居里的单位较大，为方便使用，通常采用较小的单位，如毫居里（mCi，1mCi=10－3Ci）、微居里（μCi，1μCi=10-3mCi）等，贝克相对太小，通常用kBq（103Bq），MBq（106Bq），GBq（109Bq）等。1mCi=37MBq1μCi=37kBq射线和物质的相互作用(1)带电粒子(α.β射线)和物质的相互作用:电离与激发、散射、韧致辐射、湮灭辐射、吸收(2)光子(X射线与γ射线)和物质的相互作用：光电效应、康普顿效应和电子对生成效应(3)中子与物质的相互作用：弹性散射和核反应核医学仪器核探测仪器的基本原理：放射性探测是用探测仪器将射线能能转换成可记录的电能、光能等，测定放射性核素的活度、能量、分布的过程。建立在射线与物质相互作用基础上，利用以下几种电离辐射效应：①电离作用②激发-荧光现象③感光现象放射性探测仪器：基本由辐射探测器（探头）、电子学单元（脉冲高度分析器）以及一些数据处理系统（辅助设备）三部分组成。分类：电离探测仪和闪烁探测仪两大类，后者是主要的核医学显像仪器。1、体内诊断核医学（非显像检查法：功能仪；放射性核素显像法：γ-扫描机、γ-照相机及ECT）2、体外诊断核医学——γ-闪烁计数器、液体闪烁计数器①γ-闪烁计数器：以井型晶体作为探测元件，探测样品中的γ辐射强度。原则上它适应于任何样品的γ辐射测定。但目前主要用于放射免疫分析（RIA）。单管多管（50、200、800）②液体闪烁计数器：主要用于实验研究，测量样品中的3H、14C等低能β射线。（闪烁计数器的测量原理：射线在晶体内产生荧光，光子投射到光电倍增管光阴极上，击出光电子，光电子在光电倍增管内倍增、加速在阳极上形成电流脉冲，电流脉冲高度与射线能量成正比，电流脉冲个数与辐射源入射晶体的光子数成正比，即与辐射源的活度成正比。）①SPECT：即单光子发射型计算机断层仪，是利用注入人体内的单光子放射性药物发出的γ射线在计算机辅助下重建影像，构成断层影像。②PET：即正电子发射型计算机断层，利用发射正电子的放射性核素及其标记物为显像剂，对脏器或组织进行功能、代谢成像的仪器。PET所用的核素是组成人体基本元素的同位素，如11C、13N、15O、18F；其标记化合物为人体生理所必需的、可参与生理生化代谢过程的物质，如水、葡萄糖、氨基酸、受体的配体等tNNd/dte0NN693.02lnTte0AA-3-③小PET：即经济型PET，也叫SPECT_PET_CT，是对SPECT进行稍加工后，使其可行使PET的功能示踪技术及核医学显像示踪剂：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1、性质（示踪原理基于示踪剂以下两个性质）①同一性(放射性示踪剂和原非标记物有相同的化学及生物学性质，无差别的参与生物代谢)②可测性(放射性核素在体内发射γ射线)2、使用要求—量足够小:体内不会因“示踪剂+被示踪物质”过量而干扰生物系统的正常状态放射性核素显像类型•平面与断层显像（根据影像获取的层面）•静态与动态显像（根据影像获取的状态）•局部与全身显像（根据影像获取的部位）•阳性与阴性显像（根据显像剂对病变的亲和能力）•静息与负荷显像（根据显像时的机体的状态）•早期与延迟显像（根据影像获取的时间）•单光子与正电子显像（根据显像剂发出核射线的种类）放射性药物放射性药物：指含有放射性核素、用于医学诊断和治疗的一类特殊制剂。特点：1.）具有放射性；2.）其生理、生化特性取决于被标记物的固有特性；3.）不恒定性（具有特定的物理半衰期和有效半衰期）；4.）脱标及辐射自分解；5.）引入量少，计量单位不同（以活度为计量单位）;6.）治疗作用基础不同于普通药物。放射性核素：指原子核处于不稳定状态，需通过核内结构或能级调整才能趋于稳定的核素放射性核素纯度：也称放射性纯度，指所指定的放射性核素的放射性活度占总放射性活度的百分比，放射性纯度只与其放射性杂质的量有关放射防护1、内照射防护措施：防止放射性物质通过食入、吸入或经过损伤的皮肤或粘膜进入体内。2、外照射防护措施：①采用屏蔽②缩短操作时间③增加操作距离（照射量（X）与放射源的活度（A）、受照时间（T）成正比，与照射距离（R）的平方成反比）（式中γ为放射性核素的照射率常数）体外分析技术：定义：指在体外实验条件下，以结合反应为基础，以放射性核素标记物为示踪剂，以放射性测量为定量手段，对微量物质进行定量检测的一类技术的总称。分类：放射免疫分析（RIA），免疫放射分析（IRMA），酶标记免疫分析，化学发光技术免疫分析，时间分辨荧光免疫分析，胶体金标记分析技术放射免疫分析：以抗原与其特异性抗体的免疫反应为基础，利用待测抗原及定量标记抗原与限量的特异性抗体进行竞争性结合反应，以放射性测量为定量手段，检测待测抗原的浓度的方法。1、基本原理：利用放射性标记抗原（*Ag）和非标记抗原（Ag）同时与限量的特异性抗体（Ab）进行竞争性免疫结合-4-2、反应体系的条件：（1）标记抗原和未标记抗原免疫活性一致，共同竞争性与抗体相结合；（2）标记抗原、抗体量恒定且标记抗原与未标记抗原量之和大于抗体上有效结合点的数目。（3）反应呈双向进行，当反应达到平衡时，反应式两端的摩尔浓度相对稳定；（4）标记抗原抗体复合物的生成量取决于未标记抗原的浓度，两者呈逆相关函数关系。3、标准曲线的制作：用已知的不同浓度的标准品（Ag）分别与定量的标记抗原（*Ag），和抗体(Ab)进行免疫反应，当反应达到平衡时，分离游离部和结合部，并分别测量其放射性，则不同浓度的标准品就得到相应的不同标记抗原抗体结合率，以其为纵坐标，以标准品浓度为横坐标，就可绘出一条竞争抑制曲线。根据所使用的标准计量，通过标准曲线即可查出相应的待检抗原浓度。4、基本步骤：（1）加样（*Ag，Ag，Ab），温浴（2）分离，放射性测量（3）数据处理，得到结果（4）质量控制（评价）：精密度、准确度、灵敏度、特异性、稳定性5、基本试剂：抗体（亲和力大、特异性强、滴度高）、标记抗原（主要有125I，3H，14C）、标准品（标准抗原）、合适的分离方法（沉淀法、双抗体法）●放射化学纯度：指具有免疫活性的标记抗原占总放射性的百分比应大于95%，放射性杂质多，会影响测量的精确度。6、优点：A.灵敏度高B.特异性强C.结果准确D.应用范围广免疫放射分析（IRMA）与放射免疫分析相比较：相同点：均为以抗原抗体免疫反应为基础。不同点：1.放射性核素标记抗体；2.以过量的标记抗体与抗原发生免疫结合反应，属于“非竞争性”抗原抗体结合反应；3.Ag＊Ab的生成量与Ag的浓度呈正相关函数关系。内分泌系统甲状腺功能的体外分析技术（1）、甲状腺激素水平测定（血清FT3、FT4能直接反映甲状腺的功能状态）正常范围：TT3：0.92～2.37nmol/LTT4：58.1～140.6nmol/LFT3：3.5～6.5pmol/LFT4：11.5～23.2pmol/LΥT3：0.5～1.2nmol/L临床意义：甲亢的诊断（首选FT3FT4）；甲低的诊断；指导甲亢及甲减患者的药物治疗；亚急性甲状腺炎的辅助诊断（分离现象：血清T3、T4增高，甲状腺摄131I率明显降低）。（2）、促甲状腺激素（TSH）的测定正常值范围：放射免疫法：10mIU/L化学发光免疫法：0.35~5.5mIU/L临床意义：1、甲亢的诊断TSH↓2、甲减的鉴别诊断：原发性甲低或亚临床甲低TSH↑继发性甲减（垂体、丘脑）TSH↓甲状腺激素抵抗综合征TSH↑3、指导甲亢和甲减患者的药物治疗（TSH恢复时间较长）4、先天性甲减的筛查；5、异位TSH的分泌（3）、甲状腺球蛋白（HTG）的测定正常参考值1.7~55.6ng/mL临床应用：分化型甲状腺癌术后复发指标；甲状腺炎的辅助诊断。（4）、TGAb和TPOAb的测定参考正常值：TGAb0~4.5IU/mLTPOAb0~5.6IU/mL临床意义：90%慢性淋巴细胞性甲状腺炎：TGAb↑TPOAb↑-5-注：TPOAb被作为慢性淋巴细胞性甲状腺炎诊断最有价值的血清学指标（5）、促甲状腺激素受体抗体（TRAb）测定包括甲状腺刺激抗体和甲状腺抑制抗体。正常参考值＜9U/L临床应用：甲亢病因的鉴别，停药指标，新生儿甲亢的诊断及预测。甲状腺功能体内试验（一）甲状腺摄131I试验1、适应证：1)131I治疗甲状腺疾病的剂量计算；2)甲状腺功能亢进症和甲状腺功能减退症的辅助诊断；3)亚急性甲状腺炎或慢性淋巴细胞性甲状腺炎的辅助诊断；4)了解甲状腺的碘代谢或碘负荷情况，鉴别诊断高碘和缺碘甲状腺肿；5)用于甲状腺激素抑制试验和促甲状腺激素兴奋试验。2、禁忌症：因少量131I能通过胎盘进入胎儿血循环中，且可由乳汁分泌，因此妊娠期、哺乳期妇女禁用。3、临床意义：甲亢的诊断和治疗；甲减的诊断；甲状腺肿的诊断；甲状腺炎的诊断；有效半衰期的测定。（二）过氯酸盐释放试验1、适应证：疑有甲状腺碘有机化障碍的各种甲状腺疾病的辅助诊断；慢性淋巴细胞性甲状腺炎的辅助诊断；甲减的