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实用临床核医学诊疗技术:放射性核素显像

【摘要】:1.2.2.3放射性核素显像其是显示放射性核素标记的放射性药物在体内的分布图,为功能代谢图像。

1.2 核医学的内容

核医学主要分为实验核医学和临床核医学两部分。

1.2.1 实验核医学

实验核医学(experimental nuclearmedicine)是以实验核技术研究生命现象的本质和物质代谢的变化,并侧重实验核技术的方法学探讨及其在基础医学、生物医学中的应用研究。

实验核技术主要包括核测量技术、标记技术、示踪技术、体外放射分析技术、活化分析技术和放射性自显影技术等。

实验核医学的特点是应用面广、灵敏度高、特异性强,用实验核技术探讨生命现象和疾病的过程可获得准确而客观的数据,有助于作综合分析和判断。例如,核素示踪技术的突出优点是可在生理条件下从分子水平动态地研究体内的物质代谢,细致地显示细胞内代谢的过程,与过去采用的一些非生理情况下从细胞水平静态的传统方法相比,所得数据无疑更有价值。

1.2.2 临床核医学

临床核医学(clinical nuclearmedicine)研究核素及核射线在临床诊断和治疗中的应用技术及其理论,具有安全、可靠、结构与功能结合以及可进行动态分析等特点。其内容如图1-1所示。

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图1-1 临床核医学的内容

1.2.2.1 治疗核医学 通过高度选择性聚集在病变部位的放射性核素或其标记物所发射出的射程很短的β粒子或α粒子,对病变进行集中照射,在局部产生足够的电离辐射生物学效应,达到抑制或破坏病变组织的目的,而邻近的正常组织和全身辐射吸收剂量很低。放射性核素治疗能在体内得到较高的靶/非靶比值,对病变组织有较强的杀伤作用,全身正常组织受到的辐射损伤小,有较高的实用价值,如131 I治疗甲状腺功能亢进、甲状腺癌转移灶,153 Sm-EDTMP、89 Sr治疗骨转移癌等。

放射性核素治疗的原理:放射性核素被引入体内后,定向地到达病变组织和器官,导致靶组织的形态和功能的改变,从而达到治疗疾病的目的。放射性核素到达靶组织,产生的辐射引起一系列生物学效应,是物理化学和生物学综合反应的过程,大致包括以下几个方面:①直接作用于生物大分子(如蛋白质物质),使其化学键断裂,造成分子结构和功能的改变,起到抑制或杀伤病变细胞的作用,DNA是对射线最敏感的物质,DNA的断裂和合成障碍可造成细胞的死亡;②射线还可引起水分子的电离和激发,形成各种活泼的自由基,如H+、OH等,其自由基的细胞毒性作用是内照射治疗的机制之一;③辐射也可引起病灶的神经、体液失调,生物膜和血管壁通透性改变,包括导致细胞内的信号传导的变化,进而影响细胞形态代谢及功能的改变。

1.2.2.2 非显像检查法 其是利用较为简便的放射性探测器在体表探测和记录核素或其标记物在脏器和组织中被摄取、聚集和排除的情况,以时间-放射性曲线等形式显示。如甲状腺摄131 I率的测定评价甲状腺功能,肾图评价分肾功能、诊断上尿路梗阻等均属此类。

1.2.2.3 放射性核素显像(radionuclide imaging) 其是显示放射性核素标记的放射性药物在体内的分布图,为功能代谢图像。将能够选择性聚集或流经特定脏器或病变的放射性药物引入机体内,使该脏器或病变与邻近组织之间的放射性浓度差达到一定程度,利用核医学显像仪器探测到这种放射性浓度差,并根据需要以一定的方式将它们显示成像,即放射性核素显像,如全身骨显像、肾动态显像、甲状腺显像、心肌灌注显像等。

放射性核素显像是现代医学影像的重要组成内容之一,其显像原理与X射线、B超、计算机断层摄影核磁共振等检查截然不同。它通过探测接收并记录引入体内靶组织或器官的放射性药物发射的γ射线,并以影像的方式显示出来,不仅可以显示脏器或病变的位置、形态、大小等解剖学结构,更重要的是可以同时提供有关脏器和病变的血流、功能、代谢,甚至是分子水平的化学信息,有助于疾病的早期诊断。

放射性核素显像为无创性检查,所用的放射性核素物理半衰期(physical half life,T1/2)短,显像剂化学量极微,患者所接受的辐射吸收剂量(absorbed dose)低,故发生毒副作用的概率极低。但本法受引入放射性活度及仪器分辨率的限制,其影像的清晰度不如CT、MR,可影响对细微结构的精确显示。近年来图像融合(fusion imaging)技术可将计算机断层扫描(computed tomography)、核磁共振成像术(nuclear magnetic resonance,MR)解剖结构影像与核医学SPECT和PET获得的功能代谢影像相叠加,有利于病变的精确定位和准确定性诊断。

1.2.2.4 核医学体外诊断 其是利用放射性核素标记的示踪剂在体外测定从人体内采取的血、尿、组织液等样品内超微量生物活性物质含量的方法。具有代表性是放射免疫分析法(radio immunoassay,RIA),RIA是将放射性核素检测的高灵敏性与免疫学反应的高特异性相结合而产生的超微量分析方法,其诞生使人类第一次能准确定量人体内含量极微的激素、酶、神经递质、配体、受体、药物,以及核酸、蛋白质等生物活性物质。之后根据RIA的原理演变出许多目前常用的超微量分析技术,如免疫放射分析、酶标记免疫分析、荧光免疫分析等。