核医学
一、核医学定义、内容与特点
1.核医学定义
核医学是研究核科学在临床医学疾病诊治及生物医学理论研究的一门学科。
核医学科室具备核素显像( SPECT/SPECT/CT、PET/PET/CT)、功能测定、体外分析和核素治疗病房。
2.核医学内容
诊断方法按放射性核素是否引人受检者体内分为体外检查法和体内检查法。
体内检查法根据最后是否成像又分为显像和非显像两种。
利用放射性核素实现脏器和病变显像的方法称为放射性核素显像,这种显像有别于单纯形态结构的显像,是一种独特的功能显像，为核医学的重要特征之一。
核医学的必备物质条件是放射性药物(131碘等)、放射性试剂(如γ光子)和核医学仪器(如γ照相机)。
3.核医学特点
能动态地观察机体内物质代谢的变化
能反映组织和器官整体和局部功能
合乎生理条件
能简便、安全、无创伤的诊治疾病
能进行超微量测定，灵敏度达10-12~ 10-15g
能用于医学的各个学科和专业
二、核医学仪器与药物
1.核医学仪器
放射性探测的基本原理：电离、激发、感光
尽管X射线和γ射线在本质上都属于光子流，但两者的成像原理却完全不同。
X线成像基于射线穿透人体时不同密度和厚度的组织对射线的吸收不同，射线方向是可控的，几乎所有射线均可用于成像。
核医学成像则基于组织脏器的功能变化，使摄入的放射性核素分布不同，射线方向是不可控的，仅少量射线可用于成像。
因此成像设备结构有很大不同。
2.核医学药物
放射性药物：指含有放射性核素、用于医学诊断和治疗的类特殊药物。
如99m TCO4-、201TICI 、Na131I 等.
显像剂：用于显像的放射性核素及其标记化合物。
体外放射分析用试剂盒则不属于放射性药物，而是归类于试剂。
三、核医学核素示踪与显像技术
1.核素示踪
（1）原理：就是以放射性核素或标记化合物作为示踪剂，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。
（2）示踪技术要求：同一性、可探测性
（3）分类
体内示踪技术，如甲状腺吸131I功能测定
体外示踪技术
2.核素显像
（1）原理
脏器和组织显像的基本原理是放射性核素的示踪作用；不同的放射性核素显像剂在体内有其特殊的靶向分布和代谢规律，使其与邻近组织之间的放射性分布形成一定程度的浓度差，而显像剂中的放射性核素可发射出具有一定穿透力的Y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、组织的形态、位置、大小和脏器功能及某些分子变化。
（2）显像剂定位原理
特异性结合，如放射免疫显像；合成代谢，如甲状腺摄131I显像；细胞吞噬，如肝胶体显像；循环通路，如肺灌注显像；选择性浓聚，如心肌显像；选择性排泄，如肾动态显像；通透弥散，如肺通气显像；离子交换和化学吸附，如骨显像。
（3）显像类型与特点
静态显像，如甲状腺静态显像；动态显像，肝胆动态显像；三时相显像，如骨骼三相显像；局部显像；全身显像；平面显像；断层显像；
早期显像；延迟显像；阳性显像；阴性显像；静息显像；负荷显像；单光子显像；正电子显像
四、核医学诊断的临床应用
1.骨骼系统
放射性核素骨显像已成为最能体现核医学影像技术优势、临床使用频率最高的核医学检查项目之一。
特点：功能性影像，可早X摄片早3~6个月发现病变；一次性全身成像；多种成像方式，SPECT/CT 、PET/CT 图像融合应用
骨显像的临床应用：对骨转移性肿瘤的早期诊断；在原发性骨肿瘤中的应用；骨感染性疾病；股骨头缺血性坏死；对骨折的诊断；对移植骨的监测；代谢性骨病
（1）骨髓炎的鉴别诊断
X线检查是常规诊断方法，但X线发现骨破坏、新骨形成等阳性
征象往往要到病程2周乃至更长时间之后。
骨显像可对骨髓炎进行早期诊断，敏感性很高。
急性骨髓炎在发病12~48h病变部位即可出现放射性异常浓聚的表现。
主要是急性骨髓炎与软组织蜂窝组织炎鉴别，利用骨三时相显像近行鉴别。
2.内分泌系统
甲状腺显像
原理：正常甲状腺组织能特异地摄取和浓聚碘离子用以合成和储存甲状腺激素。
因此将放射性碘引入人体后，即可被有功能的甲状腺组织
所摄取在体外通过显像仪( Y相机或SPECT)探测从甲状腺组织内所发出的Y射线的分布情况，获得甲状腺影像，了解甲状腺的位置、形态、大小及功能状态。
位置：正常甲状腺影位于颈前正中。
形态：呈蝴蝶形，分左右两叶，前下方通过峡部相连。
约17%的正常人可见锥状叶显示。
大小：每叶上下径约为4.5cm，横径约2. 5cm。
放射线分布：甲状腺内显像剂分布基本均匀
（1）异位甲状腺的诊断
异位甲状腺常见部位有舌根部、喉前、舌骨下、胸骨后等。
甲状腺显像图像表现为正常甲状腺部位不显影，上述部位显影，影像多为团块样。
（2）甲状腺结节的功能及性质的判定
根据甲状腺显像结节本身显像剂|的分布，可将结节分为四种类型| 即:热结节、温结节、凉结节、冷结节。
热结节也称高功能结节，温结节称为功能正常结节，凉、冷结节称为低功能或无功能结节。
（3）寻找功能性甲状腺癌转移灶
分化型甲状腺癌及其转移灶有不同程度的浓聚131I能力，故可用131I 全身显像寻找转移灶。
常见部位肺、骨及脑。
（4）甲状腺炎的辅助诊断
急性甲状腺炎，由于甲状腺细胞被破坏，显像剂分布弥漫性降低。
在亚急性甲状腺炎病程的不同阶段，可有不同的影像表现。
在病程的初
期，甲状腺显像表现为局限性稀疏、缺损区，或双叶弥漫性稀疏改变甚至完全不显影。
3.泌尿系统
肾动态显像
原理：静脉注射经肾小球滤过( 99m Tc-DTPA)或肾小管上皮细胞摄取、分泌(99m Tc-MAG3、99m Tc-EC 等)而不被再吸收的显像剂，立即启动SPECT进行连续采集，获得显像剂经腹主动脉、肾动脉灌注，迅速浓聚于肾实质，并随尿液流经肾盏、肾盂、输尿管及进入膀胱的全过程影像。
应用ROI技术得到显像剂通过肾脏的时间-放射活性曲线(TAC即肾图)。
通过对系列影像及TAC的分析，为临床提供有关双肾血供、实质功能和尿路通畅性等方面的信息。
临床应用：判断肾实质功能；诊断与鉴别诊断上尿路梗阻；诊断肾血管性高血压；移植肾的监测；其他应用
4.心血管系统
心肌灌注显像
正常或有功能心肌细胞摄取某些显像剂，可使心肌显影，而坏死心肌不显影或显影变淡。
局部心肌对显像剂的蓄积与局部血流成正比；心肌细胞的摄取依赖于心肌细胞的活性。
利用有功能的心肌细胞够选择性摄取某些标记化合物的作用，静脉注射心肌显像剂后，能迅速被心肌摄取，心肌摄取量与心肌血流量呈正比，反映心肌血流灌注。
当冠状动脉供血减少或缺如或心肌细
胞变性坏死时，相应的心肌组织显影减淡或缺少。
负荷心肌灌注显像
静息状态下，心肌摄取心肌灌注显像剂均匀而可表现为正常影像。
但在负荷状态下，在影像上表现为局部摄取显像剂相对减少，显示放射性稀疏或缺损区。
（1）冠心病中的诊断与应用
明确诊断与危险度分层
定性：评价心肌缺血。
定量：缺血的程度和范围。
评价干预前后缺血程度、范围的动态变化。
提供循证依据
（2）心肌葡萄糖代谢显像检测心肌细胞活力
在空腹心肌葡萄糖代谢显像时缺血心肌仍摄取葡萄糖，摄取正常或相对增加；而心肌灌注显像呈现减低或缺损的节段，即表现为灌注-代谢不匹配，标志心肌细胞缺血但仍然存活。
坏死心肌的心肌灌注显像也呈现减低或缺损的节段，即表现为灌注-代谢相匹配，标志心肌细胞不再存活。
心肌葡萄糖代谢显像是检测心肌细胞活力的“金标准”。
5.呼吸系统
肺血流灌注显像：反映肺血流灌注和分布情况
显像原理：通过SPECT可以获得肺毛细血管床影像，影像的放射性分布反映肺各部位的血流灌注情况，故称为肺灌注显像。
肺通气显像：观察气道的通畅情况，了解肺局部通气功能
显像原理：通过SPECT可以获得气道主干至全肺肺泡的放射性气体分布影像故称为肺通气显像。
（1）肺栓塞：急性肺栓塞早期病理生理特点常为多发肺血管栓塞，出现血流灌注中断或减低，而肺通气功能仍正常。
故行肺灌注和肺通气显像最能显示这种特点，即在肺灌注显像时会出现受累肺血管灌注区的放射性稀疏或缺损，而肺通气显像表现为放射性分布正常，称为肺灌注/通气显像不匹配，是诊断肺栓塞的可靠依据。
五、核医学治疗的临床应用
1.内照射治疗——甲亢、甲癌患者用131I治疗；放射性药物治疗骨转移癌
2.外照射治疗——体外治疗。