臨床醫(yī)學專業(yè)核醫(yī)學最全

1、核醫(yī)學,緒 論,核醫(yī)學的概念,核醫(yī)學的發(fā)展歷程,1895年 Wilhelm Roentgen發(fā)現(xiàn)X線,1896年 Henri Becquerel發(fā)現(xiàn)放射性核素,1898年 Marie curie 和Pierre Curie提取polonium和radium,1934年 Joliet 和Curie發(fā)現(xiàn)人工放射性核素,1938年 32P治療白血病、1941年131I治療甲亢、 1946年131I治療甲癌。,19

2、49年 發(fā)明了第一臺閃爍掃描儀,1949年 有了商品γ-照相機,1964年 David Kuhl和Edwards研制了第一臺 SPECT,1975年 研制了第一臺PET,核醫(yī)學的內(nèi)容及其特點：,臨床核醫(yī)學,診斷：,X線檢查(radiology)超聲檢查(ultrasound) MRI檢查(magnetic resonance image),,解剖成像,SPECT/CTPET/CT,,功能成像,器官功能測定、體外放射分

3、析(RIA)等,治療：,甲狀腺機能亢進(hyperthyreosis),甲狀腺癌(thyroid carcinoma ),轉(zhuǎn)移性骨痛(multisite metastatic pain),骨腫瘤(bone cancer),第一章 核物理基礎(chǔ),一、放射性核素,原子結(jié)構(gòu)、核素、同位素和同質(zhì)異能素,原子結(jié)構(gòu),核素,,,穩(wěn)定性核素,放射性核素,同位素,同質(zhì)異能素,原子的能量狀態(tài),,,基態(tài),激發(fā)態(tài),元素（element）的基本單位是原子，原子

4、由原子核和核外電子構(gòu)成。,原子核內(nèi)有不同數(shù)目的質(zhì)子(proton，P)和中子(neutron，N) ，統(tǒng)稱為核子(nucleon)。,原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)目和中子數(shù)目之和為原子核的質(zhì)量數(shù)，用“A”表示，因此，整個原子核內(nèi)中子數(shù)目N=A－Z。,,ground state,excited state,質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)相同，能量狀態(tài)相同的一類原子的集合稱為核素(nuclide)。,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同，即在元素周期表中處于同一位置，但中子數(shù)不同的核素互

5、稱為某元素的同位素(isotope)。,質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)均相同，但能量狀態(tài)不同的核素稱為同質(zhì)異能素(isomer) 。,處于穩(wěn)定狀態(tài)的核素稱為穩(wěn)定性核素(stable nuclide)。,當原子核內(nèi)部處于不穩(wěn)定狀態(tài)，產(chǎn)生了能級的變化，轉(zhuǎn)化為另一種核素。這種自發(fā)的核內(nèi)結(jié)構(gòu)或能量的變化過程稱為核衰變(nuclear decay)，變化過程中釋放的具有一定能量的粒子稱為放射線(radiation)。釋出放射線的核素稱為放射性核素(radio-n

6、uclide)。,二、核衰變方式,α 衰變(alpha decay),β- 衰變(alpha decay),原子核內(nèi)要釋放2個質(zhì)子和2個中子組成的,稱之為“α”粒子。,主要發(fā)生在中子相對過多的核素。中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子，釋放負電子，稱為 β¯粒子。,β+ 衰變(alpha decay),主要發(fā)生在中子數(shù)相對不足的核素，核內(nèi)由質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子，釋放正電子，稱為 β+粒子。,電子俘獲(electron capture，EC),對于中子數(shù)相

7、對較少某些核素，原子核從核外內(nèi)層的電子殼層俘獲一個電子，使核內(nèi)的一個質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子，同時釋放一個中微子，隨后較外層的電子躍入內(nèi)層軌道填補空穴。由于外層能級高于內(nèi)層能級，因此，多余能量以電磁輻射(即特征X射線)形式釋放。或者該能量傳遞給另一殼層電子，使之脫離軌道逸出，稱為俄歇電子(auger electron)。,γ躍遷與內(nèi)轉(zhuǎn)換現(xiàn)象,,經(jīng)過α或β衰變的核素，在衰變的過程中可能導致原子核處于高能的激發(fā)態(tài)，核內(nèi)多余能量以電磁輻射形式釋放后返回

8、基態(tài)，該過程稱為γ躍遷。,三、放射性核素衰變規(guī)律及其度量,指數(shù)衰變規(guī)律,半衰期,放射性活度、放射性比活度與放射性濃度,四、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用,帶電粒子與物質(zhì)的相互作用,電離與激發(fā)作用,,電離密度(ionization density): 單位路徑上形成的離子對數(shù)目。,,如果帶電粒子使照射物質(zhì)軌道電子從內(nèi)層躍遷至外層，整個原子處于能量較高的激發(fā)態(tài)，此過程稱為激發(fā)(excitation)作用。,散射與吸收,,,帶電粒子受到物質(zhì)原子核庫

9、倉電場作用而發(fā)生方向偏折和能量的改變，稱為散射(scattering)，只改變運動方向而能量不變者稱為彈性散射(elastic scattering)。,如果射線通過物質(zhì)時，由于各種作用的機制，導致帶電粒子的動能全部喪失而不復存在的過程稱為吸收(absorption)。,,帶電粒子被吸收以前所行經(jīng)的直線距離則成為射程(range),X、γ射線與物質(zhì)的相互作用,,光電效應：光子與介質(zhì)原子的軌道電子碰撞，把能量全部交給軌道電子，使之脫離原子

10、，光子消失，這一作用能夠過程稱為光電效應(photoelectric effect)。脫離軌道的電子稱為光電子(photoelectric electron)。,,康普頓效應：能量較高的光子與核外電子碰撞，將一部分能量傳遞給電子，使之脫離原子軌道成為高速運行的電子，而光子本身能量降低，運行方向發(fā)生改變，成為康普頓效應(Compton effect)。,,電子對生成：當光子能量大于1.022MeV時，在物質(zhì)原子核電場作用下轉(zhuǎn)化為一個正電子

11、和一個負電子，稱為電子對生成(electron pair production)。,,對于γ射線和原子序數(shù)高的吸收物質(zhì)，以光電效應為主；對于中能γ射線和原子序數(shù)高的吸收物質(zhì)，康普頓效應占優(yōu)勢；對于高能γ射線和原子序數(shù)高的吸收物質(zhì)，電子對效應占優(yōu)勢。,輻射劑量及單位,X射線或γ射線在單位質(zhì)量(dm)的空氣中，與原子相互作用釋放出來的次級電子完全被阻止時，所產(chǎn)生的同一符號離子的總電荷(dQ): X=dQ/dm，照射量僅適用于能量在10keV

12、-3MeV范圍內(nèi)的X射線和γ射線照射空氣。,,待積劑量(committed dose)指放射性核素進入體內(nèi)的劑量積分估算，根據(jù)待積劑量的概念還可以推倒出待積吸收劑量、待積當量劑量和待積有效劑量等。,,待積當量劑量（committed equivalent dose, HT（τ））指單次攝入的放射性物質(zhì)在其后的τ年內(nèi)對所關(guān)心的器官或組織所造成的總劑量累積值。,,待積有效劑量(committed effective dose，E(τ))如果

13、單次攝入R類放射性核素對人體器官或組織（T）造成的待積當量劑量HT（τ）乘以相應的權(quán)重因子WT，隨后對所涉及的器官或組織（T）求積。,,HT（τ）為積分至τ時間時組織（T）的待積當量劑量；WT為組織T的組織權(quán)重因數(shù)。,常用電離輻射量間相互關(guān)系,第二章 核醫(yī)學中的放射衛(wèi)生防護,Radiation need not be feared, but it must be respected.

14、 Morgan,,一、天然本底輻射,天然本底輻射,,宇宙輻射,地球輻射,,初級宇宙射線,次級宇宙射線,,鈾系,錒系,釷系,其它天然放射性核素,本底當量時間,表示在臨床核醫(yī)學防護工作中，病人所受的輻射劑量的大小可以用相當于在多長時間內(nèi)所受天然本底輻射的劑量。

15、,二、放射生物學(radiation biology)作用機理,,相對生物效應(relative biology effect, RBE)=標準射線產(chǎn)生生物效能的劑量/所試輻射產(chǎn)生相同生物效能的劑量，通常情況下，RBE與LET呈正相關(guān)關(guān)系 。,,間接作用(indirect effect)指射線的能量直接沉積于生物體中的水分子，而不是生物分子，輻射沉積的能量引起水分子發(fā)生輻射分解，進而產(chǎn)生自由基等活性基團，這些自由基等活性基團可誘發(fā)生物分

16、子損傷，它是通過水的輻射降解產(chǎn)物間接作用于生物分子引起損傷的。,,外照射(external irradiation)是指來自被輻照機體之外的照射如x線和鈷源γ射線等。 內(nèi)照射(internal irradiation)是指放射性物質(zhì)通過不同途徑進入人體沉積于組織或器官內(nèi)在人體內(nèi)產(chǎn)生的照射。,,封閉源是將放射性物質(zhì)固定在全封閉狀態(tài)得到電離輻射源。,非封閉源是指能夠向周圍環(huán)境播散放射性核素的電離輻射源。,,確定性效應(det

17、erministic effects)：受照射生物機體產(chǎn)生效應的嚴重程度在閾值以上隨劑量的增加而增加，存在劑量閾值。通常為0.1-0.2Gy。,自由基(free radical)是指能夠獨立存在、具有一個或多個未配對電子的原子、分子、離子或原子團。如,等。,較分子氧的化學性質(zhì)更為活潑的氧衍生物或其代謝產(chǎn)物統(tǒng)稱為活性氧(reactive oxygen species)。如,等。,概括說大部分含氧自由基是活性氧，但活性氧不一定都是自由基。,

18、,破壞細胞膜，使膜脂質(zhì)過氧化，引起膜結(jié)構(gòu)的破壞； 使細胞蛋白質(zhì)氧化、脫氫，造成蛋白質(zhì)的失活、結(jié)構(gòu)改變、化學鏈 的斷裂，或使蛋白質(zhì)交聯(lián)和聚合，從而影響蛋白質(zhì)的正常功能； 使糖鏈的斷裂和失活； 引起核酸的損傷，造成細胞死亡。,,生物體內(nèi)的還原劑和抗氧化酶系統(tǒng)對自由基和ROS的清除作用； 亞致死性損傷(sublethal damage, SLD)：細胞內(nèi)只有部分關(guān)鍵性靶點受到電離輻射事件的破環(huán)，只要給以足夠時間，細胞可以對這些損

19、傷進行修復，這種修復稱為亞致死性損傷修復(sublethal damage recovery or repair, SLDR); 潛在致死性損傷(potentially lethal damage, PLD):這種致死效應是潛在性的，在不進行干預的情況下可導致細胞死亡。如果改變受照細胞所處的狀態(tài)，如延遲接種或置于不利于分裂的環(huán)境中，即可促進細胞恢復，免于死亡。這種恢復或修復，稱為潛在致死性損傷修復(potentially leth

20、al damage recovery or repair, PLDR)。,3) 相同劑量分次照射 ：單次照射損傷高于分次照射。,4) 照射面積和部位：照射條件相同時，輻射生物效應與照射 面積呈正相關(guān)。腹部＞盆腔＞頭頸部＞胸部和四肢。,,隨個體發(fā)育趨向成熟而逐漸降低，胚胎、幼體、成體的輻射敏感性依次降低。,表2 組織權(quán)重因數(shù)(WT),氧效應：組織或溶液中氧濃度升高后，再給予射線照射可使輻射損傷程度加重，這種現(xiàn)象稱氧效應(oxy

21、gen effects)。,細胞分裂周期與輻射敏感性密切相關(guān)。,造血系統(tǒng)的組成和特點,氧增強比（oxygen enhancement ratio, OER）,精原干細胞,,精原細胞,,初級精母細胞,,精子,次級精母細胞,,精細胞,,卵原細胞(胚胎期),,卵母細胞(靜止),,未成熟的卵泡,,接近成熟的卵泡,,成熟的卵泡,,成熟的雌性,輻射對生殖細胞的損傷，在雄性中最危險的精原干細胞，在雌性中最危險的是未成熟的卵泡。,男性暫時不育劑量的閾值

22、，睪丸單次照射的吸收劑量為0.15Gy,在遷延照射條件下，劑量率為0.4Gy/a；永久性不育劑量的閾值為3.5—6Gy，劑量率的閾值為2Gy/a。,在急性照射條件下，女性永久性不育劑量的閾值為2.5—6Gy；在遷延照射條件下，永久性不育劑量率的閾值為0.2Gy/a。輻射造成女性不育時，伴有與絕經(jīng)期相似的明顯的激素水平改變。,三、電離輻射防護的原則和措施,,,電離輻射防護標準的主要內(nèi)容,輻射防護的目的：,防止有害的確定性效應的發(fā)生，并將隨

23、機性效應的發(fā)生率降低到可接受的水平。,輻射防護的基本原則：,輻射實踐的正當化；,輻射防護的最優(yōu)化 ；,個人劑量限值。,基本標準的劑量限值與豁免,工作人員一年接受的輻射累積劑量限值,,輻射場所的分級和防護要求,把職業(yè)照射工作場所分為控制區(qū)、監(jiān)督區(qū)和非限制區(qū)，放射源分為封閉源和非封閉源。,控制區(qū) 在其中連續(xù)工作的人員一年內(nèi)受到照射劑量可能超過年限值十分之三的區(qū)域。,監(jiān)督區(qū) 在其中連續(xù)工作的人員一年內(nèi)受到照射劑量一般不超過年限值十分之

24、三的區(qū)域。,非限制區(qū) 在其中連續(xù)工作的人員一年內(nèi)受到照射劑量一般不超過年限值十分之一的區(qū)域。,,放射源的防護,第三章 放射性測量,一、放射性測量儀器,放射性儀器的主要測量原理是建立在射線與物質(zhì)相互作用的基礎(chǔ)上，將核射線轉(zhuǎn)化為電能。,分類：,氣體電離探測器(gas ionization detector),閃爍探測器(scintillation detector),半導體探測器(semiconductor detector),固體

25、閃爍計數(shù)器(solid scintillation counter),固體閃爍計數(shù)器,,固體閃爍探測器,后續(xù)電子線路,計算機系統(tǒng),輔助結(jié)構(gòu),固體閃爍探測器(solid scintillation detector),將X和γ射線轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，探測效率高，適用范圍廣，即可探測射線強度，又能測定射線的能量。,結(jié)構(gòu)：,1. 閃爍體,分為無機晶體[NaI(Tl)、有機晶體(蒽、芪)和塑料有機晶體(TP和POPOP)。射線激發(fā)為熒光信號。,2.

26、光收集系統(tǒng),包括反射層、光學耦合劑和光導。收集并傳遞熒光信號。,3. 光電倍增管,將熒光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌⑦M行放大。,4. 前置放大器,對電信號進行放大。,后續(xù)分析電路,1. 主放大器,放大、脈沖整形和倒相。,2. 脈沖高度分析器(pulse height analyzer),有選擇地讓需要記錄的脈沖通過，使之進入計算機進行分析和記錄。起到鑒別核素和降低本底的目的。,基本電路是甄別器(discriminator)，預置閾值稱為甄別閾(d

27、iscriminator threshold),脈沖高度分析器主要由上下兩路甄別器和一個反符合線路組成，上下甄別器之間差異稱為道寬(channel width)。 微分測量(differential measurement)和積分測量(integral measurement)。 多道脈沖高度分析器(multichannel analyzer)道數(shù)越多分辨率越高。,計算機系統(tǒng)、輔助結(jié)構(gòu)和電源,液體閃爍計數(shù)

28、器(liquid scintillation counter),將α和低能β射線轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，由于兩者射程短，需將樣品加入到閃爍體中。,結(jié)構(gòu)：,1. 液體閃爍體,液體閃爍體由溶劑和溶于溶劑中的有機閃爍劑組成，樣品以固體或溶媒的形式加入其中。溶劑分子起到傳遞能量的作用，進而傳給閃爍劑，其中原子被激發(fā)，退激時發(fā)出熒光。,2. 光電倍增管,必須和閃爍液的發(fā)射光譜匹配，用Cs-K-Sb，同時需用低噪聲的光地倍增管。,3. 光電倍增管,后續(xù)分析電

29、路,1. 符合線路,2. 相加線路,3. 線性門控電路,4. 主放大器,5. 脈沖高度分析器,計算機系統(tǒng)、輔助結(jié)構(gòu)和電源,二、γ射線的測量,1. 絕對測量,絕對測量是不借助中間手段直接測量放射性活度的方法，常用4π立體角法、固定立體角法、符合法和量熱法，主要用于標準源測量。,2. 相對測量,相對測量一般用所測計數(shù)率的多少來反映放射性活度的大小，或者借助參考樣品測定儀器的探測效率，將計數(shù)率轉(zhuǎn)化為放射性活度，是生物醫(yī)學中普遍采用的測量方法。

30、,γ射線的測量,1. 較低能量的γ射線能譜,2. 能量大于1.022MeV的γ射線,γ射線的計數(shù)測量,1. 固體閃爍計數(shù)器的本底,2. 微分測量和積分測量,3. 微分測量道的選擇,4. 樣品的衰變率,5. 漏計,,,分辨時間,幾何條件,三、液體閃爍測量技術(shù),閃爍液,溶劑的作用為溶解閃爍劑和待測放射性樣品，同時起能量傳遞作用。常用的主要是烷基苯類，包括甲苯、二甲苯、對二甲苯等。,閃爍劑是發(fā)光物質(zhì)，接受溶劑分子傳遞的能量，在很短的時間內(nèi)發(fā)生

31、激發(fā)和退激，釋放出熒光光子。有TP、PPO、PBD、b-PBD和BBOT等，其中最常用的是PPO和b-PBD。,第二閃爍劑主要用POPOP、DM-POPOP及Bis-MSB。使用濃度為第一閃爍劑的1/10-1/50。,助溶劑和添加劑,溶劑純化和配伍禁忌,閃爍液和樣品測量瓶,四、顯像儀器,γ照相機,顯像儀器,,閃爍掃描儀,ECT,γ照相機,,SPECT,PET,準直器,,晶體,,光電倍增管,,脈沖幅度分析器,,顯示系統(tǒng),1. 準直器(co

32、llimator),保證γ照相機的分辨率和定位準確。,準直器,,,針孔型,多孔型,,平行孔型,,發(fā)散型,,會聚型,,斜孔型,2. 晶體(crystal),射線進入晶體產(chǎn)生熒光信號,3. 光電倍增管(photomultiplier tube),吸收熒光信號，轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘栞敵?。由這些輸出信號的綜合和加權(quán)，最終形成顯像圖。在顯像圖中的定位取決于每一個光電倍增管感受到的信號的多少和強度。所以光電倍增管的數(shù)量多少與定位的準確性有關(guān)。數(shù)量多可增大

33、顯像的空間分辨率，增加定位的準確性。,4. 脈沖高度分析器(pulse amplitude analyzer),在γ照相機上通過調(diào)節(jié)脈沖高度分析器的閾值和測量道的窗寬，選擇性地記錄目標脈沖信號用作顯像而排除本底及其他干擾信號。,5. 顯示系統(tǒng),有電子學線路和計算機構(gòu)成γ照相機的信號分析和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，現(xiàn)代新型的γ照相機在每一個光電倍增管的底部設(shè)置信號處理線路，這樣就可減少信號的失真，提高準確度和空間分辨率。,SPECT,單探頭SPECT

34、相當于用大視野γ照相機的探頭通過可旋轉(zhuǎn)的機架圍繞探頭的中心，繞病人進行旋轉(zhuǎn)，每隔一定角度采集圖像(多平面顯像)，通常以每隔3o或6o采集一幀平面顯像，360o采集64幀圖像。然后通過計算機處理、重建成斷層顯像。,圖像重建方法采用濾波反投射技術(shù)(filtered backprojection, FBP)。,SPECT的基本操作過程：,A. 影像的獲取，包括獲取時間、劑量；圖像大??；角度；探頭移動方式等。,B. 影像的重組，包括標定靶器官、

35、選取橫切面影像、衰減矯正、選取冠切、矢切、斜切等圖像。,3-D圖像的效果：所呈現(xiàn)的圖像明暗醒目。,正電子斷層成像,1. 湮滅輻射(annihilation radiation),β+粒子通過物質(zhì)時，其動能完全消失后，可與物質(zhì)中的自由電子相結(jié)合而轉(zhuǎn)化為一對發(fā)射方向相反、能量分別為0.511MeV的γ光子。,,,,-,+,,,0.511MeV,0.511MeV,2. 正電子發(fā)射斷層顯像的原理,用成相反方向(互成180o)排列的兩個探頭探測γ

36、光子，當光子與探測器相互作用，產(chǎn)生熒光光子并形成一個電脈沖，脈沖幅度分析器選擇能量輻射511keV的電脈沖送入電子學線路，電子學線路把呈相反方向并在5-15ns內(nèi)發(fā)生的兩個電脈沖信號送入顯像系統(tǒng)，計算機系統(tǒng)以此閃爍數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，生成圖像。,3. 正電子發(fā)射核素的SPECT顯像,采用符合線路技術(shù),利用電子準直技術(shù),無需鉛準直器,具有一機兩用功能,其晶體部分仍采用NaI(Tl),4. 正電子發(fā)射核素的PET顯像,,PET的結(jié)構(gòu):,晶體、電子準

37、直、符合線路和飛行時間技術(shù)，計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，圖像顯示、斷層床等。,可應用與靜態(tài)和動態(tài)斷層顯像，并能進行定量分析。,探頭多采用鍺酸鉍(BGO)晶體，此外還有硅酸镥(LSO)、硅酸釓(GSO)晶體。,PET和SPECT的不同點:,1.空間分辨率高；,2.采用電子準直的復合計數(shù)，靈敏度、分辨率和探測效率均高于SPECT;,3.應用的放射性核素多為人體重要組分的化學元素，參與機體代謝，和人體生理狀況；,4. PET容易進行衰減校正和進行定量

38、分析。,功能測定儀,1. 甲狀腺功能測定儀,2. 腎圖儀,第四章 放射性藥物,一、概念、分類和特點,放射性藥物是指含有放射性核素、能夠用于醫(yī)學診斷和治療的一類特殊制劑。,放射性藥物的分類,放射性藥物的特點,具有放射性,不穩(wěn)定性,化學質(zhì)量小,存在ARL,放射性藥物的特殊要求,放射性核素的選擇,1. 治療用放射性核素,2. 被標記物無毒副作用，無致敏性，純度高，有靶向性， 能夠被核素標記。,3. 標記方法簡單、快速，無需純化。,

39、4. 在一定時間內(nèi)較為穩(wěn)定。,放射性藥物的作用機制,代謝途徑,臟器攝取,離子交換,彌散和分布,細胞吞噬,特異結(jié)合,二、放射性藥物的制備,放射性藥物的制備途徑,放射性核素的產(chǎn)生,配體的合成,,,,,標記,放射性核素的來源,反應堆生產(chǎn),品種多、產(chǎn)量大、操作簡單。但產(chǎn)品富中子，伴有β-衰變，不利于制備診斷用藥物，并且子核和母核分離較為困難。,加速器生產(chǎn),大部分為貧中子核素。通常發(fā)生β+衰變或電子俘獲，有利于核醫(yī)學顯像。,核素發(fā)生器,主要有9

40、9Mo-99mTc、188W-188Re、113Sn-113mIn發(fā)生器等。,生產(chǎn)簡便，成本低廉，但洗脫效率低，洗脫曲線峰較寬，峰位靠后導致洗脫體積較大，放射性濃度低。,洗脫液的質(zhì)量控制：,1. 99Mo含量測定 99Mo<0.1%;,2. Al含量測定 Al<10μg/ml;,3. 載體含量 99mTc增長到最大值的時間為22.8h，因此，一般洗淋時間間隔為24h;,4. 放化純度>98%;,標記技術(shù),99m

41、Tc的標記,基本原理,99mTc通常是+7價，在溶液中最穩(wěn)定，利用還原劑和電解還原的方法將+7價的99mTc還原成+5價或更低的價態(tài)，低價態(tài)的99mTc不穩(wěn)定，容易和反應體系中的化合物發(fā)生結(jié)合或絡(luò)合，從而達到標記化合物的目的。,方法,常用的還原劑有氯化亞錫、氟化亞錫、枸櫞酸亞錫、亞鐵抗壞血酸(維生素C)等。,1. 直接標記法：將99mTcO4_還原后直接標記于配體上，還原劑的劑量和溶液中的PH值對其標記具有重要作用。,2. 配體交換法

42、 用99mTc首先標記絡(luò)合能力較弱的配體，再將其與最后標記的配體進行反應，從而得到最終的標記物。通常是在某些需較高PH值的反應中進行。,配體與99mTc的絡(luò)合能力的強弱： 1) 對于不同原子的配體，S>N>O>X(鹵族元素); 2) 多齒配體>雙齒配體>單齒配體； 3) 99mT與配體的絡(luò)合能力隨配體濃度和酸度等條件不同而變化。,

43、3. 間接標記法 是指通過雙功能螯合劑將99mTc標記到蛋白或多肽分子上。雙功能螯合劑的一端連接蛋白或肽類，另一端連接99mTc。常用的雙功能螯合劑：DTPA，金屬硫蛋白，二甲基縮氨基硫脲等。,放射性碘的標記,容易測量；,標記物穩(wěn)定；,半衰期適中，易于商品化和貯存；,廢物容易處理；,靈敏度高。,基本要求,待標記物要有易被碘原子結(jié)合或取代的基團，主要是酪氨酸，部位在苯環(huán)上羥基的兩個鄰位。,必須先把125I- 氧化成為125I2。,氯胺-

44、T法,方法簡便，標記率高，重復性好，試劑易得。,影響因素：,反應溶液的pH值、反應體積、溫度時間等。,乳過氧化物酶法(LPO),固相氧化法,聯(lián)接標記法,三、常用放射性藥物的介紹,含锝99mTc的放射性藥物,高锝[99mTc]酸鈉,主要用于甲狀腺、腦、唾液腺、異位胃粘膜顯像和制備含[99mTc]放射性藥品。,锝[99mTc]亞甲基二膦酸鹽(99mTc-MDP),主要用于全身和局部骨顯像，診斷骨關(guān)節(jié)疾病和原發(fā)、轉(zhuǎn)移性骨腫瘤。,锝[99m

45、Tc]依菲替寧注射液(99mTc-MDP),主要用于肝膽系統(tǒng)顯像，診斷肝外膽管阻塞、膽囊炎和膽管炎等膽道系統(tǒng)疾病。,锝[99mTc]植酸鹽注射液(99mTc-Phy),主要用于肝臟占位或破壞性疾病以及肝缺血性疾病，肝功能明顯低下時，脾和骨髓濃聚增加。,锝[99mTc]依沙美肟注射液(99mTc-HMPAO),主要用于腦血流灌注顯像，診斷腦血管疾病，腦外傷、癲癇、癡呆癥、腦死亡以及腦功能和正常腦生理活動。,锝[99mTc]司它比注射

46、液(99mTc-MIBI),主要用于心肌顯像。,腎臟顯像,包括锝[99mTc]雙半胱氨酸注射液(99mTc-EC)、锝[99mTc]巰替肽注射液(99mTc-MAG3)、锝[99mTc]噴替酸鹽注射液(99mTc-DTPA)等。,碘、鉻、碳標記的放射性藥物,碘[131I]化鈉膠囊(131I-Cap),用于甲狀腺吸碘功能測定,鄰碘[131I]馬尿酸鈉(131I-Hipp),用于腎功能測定,鉻[131I] 酸鈉(51Cr-Hipp),用于

47、測定紅細胞壽命、血小板壽命、紅細胞容量及血容量，也可用于脾顯像,尿素[14C] 膠囊(14C-Urea),用于診斷幽門螺旋桿菌,鎵、鉈標記的放射性藥物,枸櫞酸鎵[67Ga] (67Ga -Citate),用于腫瘤和炎癥的定位診斷和鑒別診斷。,氯化亞鉈[201Tl] (201TlCl),用于心肌顯像，對心肌梗塞、冠心病的診斷、預后及隨訪觀察有較大價值。,正電子發(fā)射半衰期核素的放射性藥物,氟[18F]化鈉,骨顯像效果優(yōu)于99mTc-MDP

48、。,2-氟[18F]-2-脫氧葡萄糖([18F]-FDG),用于腦、心肌、腫瘤和炎癥顯像。,[13N]-氨注射液(13N-NH3),用于心肌血流灌注顯像。結(jié)合18F- FDG可評價局部心肌存活能力。,[11C]-雷可派,用于與多巴胺D2受體神經(jīng)系統(tǒng)的疾病顯像。,[11C]-甲硫氨酸,用于與氨基酸的攝取和蛋白質(zhì)合成有關(guān)的腫瘤顯像，特別是神經(jīng)膠質(zhì)瘤顯像。檢測腫瘤的治療效果優(yōu)于18F- FDG。,治療用放射性藥物,治療放射性藥物的主要特點：,

49、? 利用輻射作用殺傷細胞；? 具有較高的靶/非靶比值；? 根據(jù)病變部位和范圍懸著不同的放射性核素。,碘[131I]化鈉口服溶液(131I),用于治療甲狀腺機能亢進和甲狀腺癌轉(zhuǎn)移灶的治療。,碘[32P]酸鈉鹽口服溶液(32P),? 治療骨轉(zhuǎn)移癌；? 骨組織的過度增生；? 抑制血液疾病的細胞異常增生；? 治療各類皮膚病。,來昔決南釤(153Sm-EDTMP),用于治療轉(zhuǎn)移性骨癌。,氯化鍶(89Sr),用于治療轉(zhuǎn)移性骨癌。,锝[

50、99Tc]亞甲基二膦酸鹽(99Tc-MDP),用于治療類風濕性關(guān)節(jié)炎。,單抗放射性藥物,單抗放射性藥物,多肽放射性藥物,四、放射性藥物的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制,基本概念,1. 質(zhì)量保證：為達到質(zhì)量要求而采取的一系列標準化措施。,2. 質(zhì)量保證：對重要的質(zhì)量指標進行經(jīng)常性或定期性的檢測。,3. 放射性藥品生產(chǎn)和管理規(guī)范：為保證放射性藥品的生產(chǎn)和使用安全，盡量避免不良反應，所建立的綜合管理規(guī)范。,質(zhì)量控制內(nèi)容,理化檢測和生物學檢測,理化檢驗,形

51、狀,放射性核素的鑒別,放射性活度,pH值,放化純度,化學純度,放射性核純度,1. 能譜法,2. 半衰期法,五、正確使用、不良反應及其防治,正確使用總原則,1. 正當化判斷,2. 最優(yōu)化分析,3. 限制放射性劑量,兒童應用原則,1. <1y 為成人用量的20%~30%；,2. 1y~ 3y為成人用量的30%~50%；,3. 3y ~ 6y為成人用量的40%~70%；,4. 6y ~15y 為成人用量的60%~90%。,育齡婦女的應

52、用原則,不良反應及其防治,六、放射性藥品的管理,放射性藥物屬處方藥，按《放射性藥品管理辦法》和《中華人民共和國藥品管理法》進行管理，實行《放射性藥品使用許可證》制度。,一級許可證：使用市售體外放免試劑盒及直接使用的放射性藥品；,二級許可證：除可使用一級許可證藥物外，還可使用核素和核素發(fā)生器及配套藥盒自行制備放射性藥品；,三級許可證：除可使用二級許可證藥物外，還可自行研制放射性藥品；,第五章 體外放射分析技術(shù),標記分析技術(shù)是一組超

53、微量體外分析技術(shù)的總稱。它是利用某種特異性結(jié)合劑與被測物質(zhì)和標記物進行結(jié)合反應，從而對超微量物質(zhì)進行定量的分析技術(shù)。如標記物為放射性核素則稱為體外放射分析。,體外放射分析,,放射免疫分析(RIA),免疫放射分析(IRMA),受體放射分析(RBA),放射受體分析(RRA),一、放射免疫分析(RIA),原理,放射性標記抗原與非標記抗原(包括標準抗原或待測抗原)與有限量的特異性抗體發(fā)生可逆性競爭結(jié)合。,RIA的基本步驟,1. 加樣,2. 孵育

54、,3. 分離結(jié)合和游離部分,4. 測放射性,5. 數(shù)據(jù)處理,基本試劑,(一)特異性結(jié)合劑,特異性結(jié)合劑包括抗體、血漿結(jié)合球蛋白和受體,1. 抗體,抗體的制備是用適宜的純化的免疫原在動物身上人工免疫，分子量>5000的蛋白多肽類物質(zhì)具有較好的免疫原性。,抗血清質(zhì)量鑒定的檢測指標是滴度、親和力和特異性。,抗體應具備三個條件：高親和力、高特異性和高滴度。,2. 標記抗原,高比活度和高放化純度是保證分析靈敏度的前提；,半衰期不能太短，以保

55、證整個分析過程的完成；,不改變原有抗原的特性。,復合物和游離抗原的分離,抗原抗體在液相環(huán)境中反應：,1) 雙抗法,2) 聚乙二醇法,3) 葡萄球菌蛋白沉淀法,4) 活性炭吸附法,5) 微孔濾膜法,1) 吸附牢固而且抗體量足夠；,2) 不影響抗體的免疫活性；,3) 非特異性結(jié)合低；,4) 吸附材料理化性質(zhì)穩(wěn)定；,5) 吸附材料價廉易得。,抗體吸附于固體支持物上：,方法包括：1.試管固相法；2.微粒固相法；3.微球固相法。,RIA系統(tǒng)

56、的分析性能及實驗設(shè)計,精密度是指同一樣品重復測定的實測量的離散程度。離散程度越小，則能區(qū)別的樣品量差別越小，也就是分析系統(tǒng)的精密度越高。,靈敏度就是統(tǒng)計上能與零劑量相區(qū)別的最小值。,準確度是指樣品的測定值偏離真值的程度，由于實際樣品的真值是未知的，常用估計準確度的方法是測量實際樣品外加標準品的回收率。理論上回收率一般以90%-110%之間。,RIA的實驗設(shè)計,1. 盡可能提高靈敏度 先選定盡可能少又能滿足控制測量誤差要求的標記抗原用量

57、，然后選合適的抗體濃度，要求標準曲線起始段的斜率最高。,2. 提高精密度圖的使用范圍 應當在上述第一種方案的基礎(chǔ)上，適當增加抗體用量，使標準曲線下降不要太快，并在隨后的區(qū)段有較好的斜率。,放射免疫分析的數(shù)據(jù)處理,數(shù)據(jù)處理的基本步驟,選擇函數(shù)式,,對標準管的實測數(shù)據(jù)進行擬合,,求出函數(shù)式的各系數(shù),,代入待測樣品的實測數(shù)據(jù),,求含量,各種模型,Logit-Log 模型,四參數(shù)Logistic模型,四參數(shù)質(zhì)量作用定律模型,放射免疫分析的質(zhì)量

58、控制,質(zhì)量控制之目的,質(zhì)量控制就是對分析工作的誤差進行經(jīng)常性的檢查，遇有質(zhì)量異常則及時采取對策，以保證分析誤差控制在可接受的范圍內(nèi)。,放射免疫分析的質(zhì)量控制,,實驗室內(nèi)部質(zhì)控,實驗間質(zhì)控,實驗室內(nèi)部質(zhì)控的主要內(nèi)容,實驗誤差包括兩大類：隨機誤差和系統(tǒng)誤差。,實驗誤差監(jiān)控的主要內(nèi)容：,1、標準曲線的質(zhì)量；2、精密度；3、整批實驗的偏差；4、漂移；5、批間質(zhì)控。,二、免疫放射分析(IRMA),IRMA的基本原理,放射性核素標記在抗體上

59、，然后以過量標記抗體與抗原結(jié)合，多余的抗體通過一定手段除去，測定復合物的放射性，其活度與待測抗原的量呈正相關(guān)。,Ag + Ab*,,,Ab*+AgAb*,IRMA和RIA的主要區(qū)別：,1. 反應的機制不同：RIA是競爭性反應，IRMA是非競爭性反應，所以，IRMA的靈敏度高于RIA；,2. 反應試劑：RIA的主要反應試劑需三種，IRMA只有二種；而且標記的試劑不同：RIA標記抗原，IRMA標記抗體；,3. 分離方法：IRMA一般都需用單

60、克隆抗體作分離劑，所以其抗原需2個或2個以上抗原決定簇，RIA的抗原則只需一個抗原決定簇；,4. 待測抗原復合物的的反射性：在RIA中與待測抗原呈負相關(guān)，而在IRMA中與待測抗原濃度呈正相關(guān)；,5. 反應系統(tǒng)中非特異性結(jié)合在RIA中主要影響高劑量反應，在IRMA主要影響低劑量反應。,IRMA的基本方法：,1. 雙抗夾心法,3. 生物素-親和素系統(tǒng),2. 標記第三抗體法,數(shù)據(jù)處理,1. 平滑樣條函數(shù),2. 五參數(shù)Logistic模型,2.

61、 三參數(shù)質(zhì)量作用定律模型,第六章 示蹤技術(shù)及放射性核素顯像技術(shù),一、放射性核素示蹤技術(shù)的原理、類型和特點,概念,是利用放射性核素及其標記化合物作為示蹤劑來研究生物機體各種物質(zhì)的吸收、分布、排泄、轉(zhuǎn)移及轉(zhuǎn)化規(guī)律的一門科學。,基本原理,標記物與非標記物具有同一性,放射性物質(zhì)的可檢測性,主要類型,放射性核素示蹤技術(shù),,,,,體內(nèi)示蹤技術(shù),體外示蹤技術(shù),,,,,器官與組織顯像,功能測定,,體液和細胞容積測定,,代謝與轉(zhuǎn)化研究,,,,,體外放

62、射分析,,細胞參入實驗,放射自顯影,,活化分析,特點,靈敏度高，最低水平可達10-12~10-15mol；,檢測方便，不受其他非放射性雜質(zhì)的干擾；,合乎生理條件，應用放射性示蹤劑可使用少至生理劑量來研究物質(zhì)在整體中的變化規(guī)律，而且不改變原物質(zhì)；,能定位，可通過放射自顯影技術(shù)在組織器官內(nèi)進行定位及定量分布，與病理組織切片技術(shù)結(jié)合起來可進行細胞水平的定位，與電子顯微鏡技術(shù)結(jié)合起來可進行亞細胞的定位觀察。應用PET進行分子水平的顯像。,不足之

63、處,實驗條件要求較為嚴格；,技術(shù)人員需經(jīng)過專業(yè)培訓并具有一定輻射防護知識；,在示蹤過程中，示蹤劑必須保持穩(wěn)定；,二、放射性核素顯像技術(shù),原理,放射性核素或者所標記的化合物，能夠被靶臟器、靶組織選擇性的攝取形成高濃聚或充盈缺損，從而使其與周圍臟器組織形成放射性濃度差別；,采用核醫(yī)學顯像儀器探測到這種放射性濃度差別，從而獲得臟器或組織中放射性藥物分布狀態(tài)的靜態(tài)、動態(tài)或斷層影像。,顯像類型,靜態(tài)顯像,動態(tài)顯像,局部顯像,全身顯像,平面顯像,斷

64、層顯像,早期顯像,延遲顯像,陽性顯像,靜息顯像,負荷顯像,圖像分析法及要點,靜態(tài)圖像,2. 被檢器官的外形和大小是否正常，輪廓是否清晰完整，邊界是否清楚。,1. 注意被檢器官與解剖標志和鄰近器官之間的關(guān)系，確定器官有無移位和反位。,3. 以受檢器官的正常組織放射性分布為基準，比較判斷病變組織的放射性分布是否增高或降低、正?；蛉比纭?動態(tài)圖像,1. 顯像順序是否正常的代謝和功能狀態(tài)。,2. 時相變化即影像的出現(xiàn)或消失時間是否符合正常規(guī)律。