核醫(yī)學(xué)顯像技術(shù)原理

1、,核醫(yī)學(xué)顯象技術(shù)原理,,主要內(nèi)容一、基本原理二、基本條件三、顯像劑(放射性藥物)選擇性聚集的機(jī)理四、各種放射性測量儀器簡介,一．基本原理,臟器和組織顯像的基本原理是放射性核素的示蹤作用： 不同的顯像劑(放射性藥物）在體內(nèi)有其特殊的分布和代謝規(guī)律，能夠選擇性聚集在特定臟器、組織或病變部位，使其與鄰近組織之間的放射性分布形成一定程度濃度差，而顯像劑中的放射性核素可發(fā)射出具有一定穿透力的γ射線，利用放射性測量儀器（γ相機(jī)、

2、SPECT、PET 、SPECT/CT、PET/CT等）可在體外被探測、記錄到這種放射性濃度差，從而在體外顯示出臟器、組織或病變部位的形態(tài)、位置、大小以及臟器功能變化。,二、基本條件,放射性濃度差要達(dá)到一定程度。核醫(yī)學(xué)顯像裝置能檢測到放射性濃度差，并以一定方式顯示成像。正常與異常組織間對放射性核素的攝取差異是核顯像的診斷基礎(chǔ)。,三、顯像劑(放射性藥物)選擇性聚集的機(jī)理,１．細(xì)胞選擇性攝?。玻禺愋越Y(jié)合３．化學(xué)吸附作用４．微

3、血管栓塞５．通道、灌注和生物分布,（一）細(xì)胞選擇攝取,,１）特殊需要物質(zhì)　　有些物質(zhì)是某些細(xì)胞完成某種功能所特需的，能被細(xì)胞選擇性攝取。 如碘離子,,18F標(biāo)記的脫氧葡萄糖與天然葡萄糖一樣可以作為能量物質(zhì)被心肌細(xì)胞和腦細(xì)胞攝取利用，故可以利用PET來觀察心肌及腦灰質(zhì)的能量代謝狀況。,,（２）特殊價(jià)態(tài)物質(zhì) 一些細(xì)胞可以選擇性攝取特殊化合價(jià)態(tài)的物質(zhì)。 鉈 201Tl+ 99mTc標(biāo)記的異腈類化合物

4、（３）代謝產(chǎn)物和異物 某些器官的某些細(xì)胞具有選擇性攝取代謝產(chǎn)物和異物的功能，使代謝產(chǎn)物、異物從體內(nèi)清除。鄰碘馬尿酸99mTc標(biāo)記植酸鈉膠體,（二）　特異性結(jié)合,,．受體—受體配體 結(jié)合 抗原—抗體 結(jié)合 可進(jìn)行特異性的顯影間位碘代芐胍可與腎上腺素能受體結(jié)合，可以使富含腎上腺素能受體的嗜鉻細(xì)胞瘤顯影,,腫瘤組織具有特異抗原，利用與之結(jié)合的特異抗體 可使腫瘤組織顯影，稱放射免疫顯像。

5、 肝癌AFP放射免疫顯像,,（三）　化學(xué)吸附作用骨骼組織中的羥基磷灰石晶體可高度吸附磷酸類化合物。99mTc標(biāo)記的磷酸鹽MDP可用于全身骨骼顯影，99mTc標(biāo)記的焦磷酸鹽PYP可用于急性心肌梗塞灶的顯影。,（四）　微血管栓塞,,99mTc標(biāo)記聚合人血清白蛋(MAA)，經(jīng)靜脈注入后栓塞在肺毛細(xì)血管床從而使肺顯影,,（五）通道、灌注和生物分布,當(dāng)顯像劑通過某一通道時(shí)，可以使通道顯影。肘靜脈快速(彈丸式)注入放射性藥物，使腔

6、靜脈、右心房、右心室、肺血管床、左心房、左心室、主動脈的管腔、房、室腔陸續(xù)顯影。然后可獲得器官的動脈灌注影像。顯像劑存留在血循環(huán)中，可獲得大血管、心房、心室和各器官的血池影像。,四、各種放射性測量儀器簡介,顯像用的核醫(yī)學(xué)儀器-γ照相機(jī)-單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層（SPECT）-正光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層（PET）-掃描機(jī)（scanner）,γ相機(jī)是一種快速顯像設(shè)備，它不僅能提供靜態(tài)圖像，而且可提供動態(tài)圖像，了解血流和代謝過程，是診斷腫瘤

7、和循環(huán)系統(tǒng)疾病的重要設(shè)備。 γ相機(jī)主要由探頭、電子線路和顯示系統(tǒng)三部分組成。,,γ相機(jī),,,,相機(jī)準(zhǔn)直器（Collimator）閃爍探測器（NaI晶體）光電倍增管(PMT) 位置電路數(shù)據(jù)分析計(jì)算機(jī),探頭周圍鉛屏蔽,NaI 晶體,光電倍增管,準(zhǔn)直器固定結(jié)構(gòu),準(zhǔn)直器孔,,,,,,相機(jī)準(zhǔn)直器,準(zhǔn)直器位于晶體之前，是探頭中首先和γ射線相接觸的部分。準(zhǔn)直器的性能在很大成度上決定了探頭的性能。準(zhǔn)直器能夠限制散射光子,允許特

8、定方向γ光子和晶體發(fā)生作用。,,,閃爍探測器,一種鉈激活碘化鈉[NaI(Tl)]探測晶體普遍用于γ相機(jī)中。在核醫(yī)學(xué)中，這種晶體對于放射性核發(fā)射的γ射線能量有最佳的探測效率。探測晶體一般為圓形或矩形。典型的尺度為30-50 cm。 由于光電效應(yīng)和與晶體內(nèi)碘化物的離子的康普頓散射，γ光子與探測器互相作用。這種相互作用導(dǎo)致電子釋放而繼續(xù)與晶體的網(wǎng)格相互作用產(chǎn)生光。這種過程稱為閃爍。,閃爍晶體: 與γ 射線作用產(chǎn)生熒光.,,要求:對

9、γ 射線應(yīng)有較高的俘獲率與入射光子相互作用后的發(fā)光效率高, 但發(fā)光持續(xù)時(shí)間短.(3)具有良好的光學(xué)特性,對熒光的傳播透明,折射小.,,,每7到10個(gè)光子入射到光電陰極上，就會產(chǎn)生一個(gè)電子。從陰極來的電子聚焦到倍增管電極上被吸收后會放出更多的電子（一般是6到10個(gè)）。這些電子再聚焦到下一個(gè)倍增管電極上，這個(gè)過程在倍增管電極陣列上不斷重復(fù)。,,,,光電倍增管,位置電路和數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī),,位置邏輯電路緊跟在光電倍增管陣列后面并在求和矩

10、陣電路(SMC)中接收來自倍增管的電流脈沖。這使得位置電路能夠決定閃爍事件在探測晶體的何處發(fā)生。 最后，一臺數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)處理進(jìn)來的投影數(shù)據(jù)，使它成為一張可讀的反映病人體內(nèi)三維活性分布的圖像。計(jì)算機(jī)可能使用各種方法來重建圖像，比如濾波反投影算法或迭代重建。,單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像(SPECT),,,SPECT與γ相機(jī)的比較：目前醫(yī)院中用的最多SPECT稱為旋轉(zhuǎn)γ相機(jī)型的ECT，這種SPECT是γ相機(jī)探頭加上旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和圖像重建軟件，