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核医学仪器 与 放射性药物. 仁济医院 · 核医学科. 核医学仪器. 核医学仪器. 放射性药物. 核医学检查. 核医学仪器. 种类. 放 射 性 药 物. 核 医 学 仪 器. 能量. 射 线. 活度. 时间变化. 空间分布. 射线探测的基本原理. 电离作用 射线 物质(电离) 电信号 例如:电离室、盖 - 革计数管 荧光现象 射线 闪烁物质 荧光 电信号 例如:闪烁计数仪、 γ - camera 等 感光作用 射线 感光乳胶 显影、定影 例如:放射自显影技术. - PowerPoint PPT Presentation
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核医学仪器 与 放射性药物
仁济医院 · 核医学科
核医学仪器
核医学仪器核医学检查
放射性药物
核医学仪器
放
射
性
药
物射 线
种类能量
活度时间变化
空间分布
核
医
学
仪
器
射线探测的基本原理• 电离作用 射线 物质(电离) 电信号 例如:电离室、盖 - 革计数管• 荧光现象 射线 闪烁物质 荧光 电信号
例如:闪烁计数仪、 γ - camera 等• 感光作用 射线 感光乳胶 显影、定影 例如:放射自显影技术
基本结构
• 射线探测器 能量转换,射线能
• 电子测量仪器 - 计算机系统 记录、分析电脉冲信号
电脉冲信号
核医学仪器的基本结构
探 头 前置放大器 主放大器 甄别器 定标电路
稳压直流高压电源
稳压直流低压电源
数字显示器
闪烁体 光电倍增管 前置放大器入射γ-ray
闪烁探测器 ( 探头 ) 基本结构
电信号
闪烁体: β– ray ,液体闪烁体 γ– ray , NaI ( Tl ) β+ ray , BGO 、 LSO 、 GSO 、 Na ( Tl )
常用核医学仪器
• 体外测定用
• 体内诊断用
功能测定
核素显像
体外测定核医学仪器• 井型 γ- 计数器 单管或全自动放免仪: 125I ( γ-ray ) 体外放射分析法测定血液、尿液、分泌 物和其他体液中微量物质(激素、肿瘤 标志物、药物浓度等) 单道或多道放射性活度计: 99mTc etc.
• 液体闪烁计数器 3H 、 14C (低能 β- ray ) 实验研究(物资代谢、遗传工程等) 体外放射分析
体外测定核医学仪器
放射免疫分析仪
活度计
体内诊断用核医学仪器• 功能测定 甲功仪:甲状腺吸碘功能测定 肾图仪:肾小管分泌与排泄功能测定 心功仪:心室收缩与舒张功能测定
• 核素显像 γ-camera : 99mTc 等单光子核素,平面显像 SPECT : 99mTc 等单光子核素,平面 / 断层显像 PET & PET/CT : 18F 等正电子核素,断层显像
功能测定核医学仪器
甲功仪
甲状腺吸碘功能测定
显像仪器—— γ-camera
探头及支架
计算机影像处理系统
γ-camera—— 结构
γ-camera—— 临床应用• 影像采集 局部静态像:预置计数采集( 500-1000Kcounts/ 帧)
预置时间采集( 30-60sec/ 帧) 全身静态像:预置采集速度( 10-15cm/min ) 局部动态像:预置采集频率( 1 帧 /1-2sec ,连续采
集)• 影像处理 空间平滑、时间平滑、 ROI 分析……
• 影像显示、拍片或打印、阅片和结果报告
显像仪器—— SPECT (Single Photon Emission CT)
Projection scan
Reconstruction (FBP 、 ML-EM)
Tomogram(Trans 、 Cor 、 Sag)
显像仪器—— PET (Positron Emission CT)
Projection scan
Reconstruction (FBP 、 ML-EM)
Tomogram(Trans 、 Cor 、 Sag)
PET (Positron Emission CT)
Projection scan
Reconstruction (FBP 、 ML-EM)
Tomogram(Trans 、 Cor 、 Sag)
最新进展—— PET/CTCT PET/CTPET
代谢 解剖 融合
放射性药品
放射性药品?• 概念: 含有放射性核素供医学诊断和治疗的一类特殊药品• 构成: 放射性核素;放射性核素+标记化合物• 分类: 使用目的—— 诊断用、 治疗用 使用方法—— 体内用、 体外用 理化性质和结构——离子型、胶体型、络合物型 放射性核素——长半衰期、短半衰期、超短半衰期
诊断用体内放射性药品• 用途:显像诊断(显像剂);功能测定• 药物的基本要求: 无菌、无热源、化学毒性小• 放射性药物的特殊要求: 射线种类—— γ- 射线 射线能量—— 适中( 80-200keV ) 物理半衰期—— <10 小时
显像剂• 放射性核素 单光子核素: 99mTc (IT, 140KeV, 6.02h), 123I (EC, 159KeV, 13.2h), 201Tl (EC, 69-80KeV, 73h), …etc. 正电子核素: 18F (β+, 0.635MeV, 110min), 15O (β+, 1.7MeV, 2.1min), …etc.
• 标记化合物 包括: ECD, MIBI, MDP, DTPA, …etc.
放射性核素类显像剂
• 单光子核素: Na99mTcO4,
Na123I, 201TlCl, …etc.
• 正电子核素: H215O,
C15O2, 13NH3, …etc.
放射性核素 + 标记化合物• 单光子核素: 99mTc-ECD, 99mTc-MIBI, 99mTc-MDP, 99mTc-DTPA, 123I-IMP, 123I-BMIPP 123I-MIBG, …etc.
• 正电子核素: 18F-DG, 18F-L-6-fluorodopa, 11C-methionine, 11C-raclopride, …etc.
99mTc-DTPA (GFR) 与 99mTc-EC (ERPF) 肾动态显像
3min 5min
10min 20min
99mTc-DTPA (GFR)
3min 5min
10min 20min99mTc-EC (ERPF)
治疗用放射性药品• 体内治疗用 药品的基本要求:无菌、无热源、化学毒性小 放射性药品的特殊要求: 放出 β – 射线 的核素—— 32P 、 89Sr 、 90Y 、 131I
β – 射线——电离密度大 —— 生物效应 > X 、 γ- 射线 —— 组织中射程短,周围辐射损伤小• 体外治疗用——敷贴治疗
体外放射分析用诊断试剂
• 低能 γ- 射线核素—— 125I
• 不引入人体内• 放射性活度低• 不需特殊放射性防护
放射性药品的制备
• 放射性核素的制备 反应堆中子照射制备: 32P 、 3H 等 裂变产物中分离提取: 99Mo 、 131I 等 回旋加速器生产: 18F 、 67Ga 、 201Tl 等 放射性核素发生器: 99Mo-99mTc 发生器
原子核反应堆
回旋加速器回旋加速器
放射性核素发生器• 定义:一种从半衰期较长的母体核素中制备, 由母体核衰变产生的半衰期较短的子体 核素的装置。
99Mo 99mTc
T1/2 66h 6h
放射性药品的制备
• 放射性标记化合物制备 同位素交换法 化学合成法 核素单纯标记法 络合物形成法 生物合成法
放射性制剂特点
• 具有放射性• 生理、生化特性:被标记物• 特定物理半衰期和有效使用期• 以放射性活度为计量单位,以核衰变
速度为计量基础• 放射性核素的示踪作用和生物学效应• 放射性药物的脱标及辐射自分解
理化纯度的要求
1. 足够的放射性纯度:应 >99%
2. 合适的放化纯度: >95%
3. 高比放射性活度或浓度4. 理想的生物学特性5. 无毒性
理想的生物学特性
• 能迅速为靶器官摄取浓聚• 非靶器官摄取很少,有较高的靶 /非靶器官的比值
• 血液清除快,软组织本底低• 体内存在稳定,不参加代谢分解过程
放射性药品
诊断和治疗原理
体内放射性药品积聚原理• 放射性药品具有特定的生物学征和行为• 体内放射性药品要求: 靶( T)器官或组织积聚量高 非靶( NT )器官或组织积聚量少 血液清除快——T/NT 比较高• 器官、组织摄取放射性药品取决于: 正常器官组织的生理、生化特征 病变组织和细胞的病理生理特征 放射性药品的化学结构和代谢特征
体内放射性药品积聚原理
• 特异性底物 与体内某些天然底物化学结构相似,参与体内
特定的生化反应或特定的生物学过程,与靶器官具有特异的亲和力。
• 非特异性底物 体内没有与它们结构相似的天然底物,其在体
内的分布由与其结构有关的物理属性决定。
特异性底物
1 、合成代谢底物: Na123I , Na131I 等
2 、能量代谢底物: 123I-BMIPP , 18F-FDG
等
3 、酶抑制剂或酶底物: 131I-PNMT 等
4 、神经介质或受体结合: 123I-MIBG 等
5 、抗原抗体结合: 131I-CEA 单克隆抗体等
99mTc-TRODAT神经介质转运蛋白显像
非特异性底物
1 、通道、灌注和生物分布区:心血管造影
2 、弥散与外漏: 133Xe-肺通气显像
3 、特殊价态物质: 99mTc-MIBI 心肌显像
4 、化学吸附作用: 99mTc-MDP骨显像
5 、微血管栓塞和拦截: 99mTc-MAA肺血流显像
6 、排泄和清除: 123I-OIH 肾脏显像
99mTc-MDP 骨显像
放射性药品使用原则
• 限制使用范围和使用量 适应证、诊断方法选择、最小使用剂量• 减少额外照射和环境污染• 严格质量管理、确保安全性和有效性• 提高诊断设备和仪器的探测效率• 强化体外免疫分析的质量管理
小结要点• SPECT 、 PET 的中英文全称,各自在核
医学显像的价值。• 放射性药品的基本概念和特点。• 核医学显像和治疗用放射性药物的原理和
临床应用。• 放射性纯度、放射化学纯度等基本概念。