仪器药物示踪201509.ppt

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counter,Functional meter,Camera,ECT,Scintillation detector,Electronic circuitry,Recording device,Scalar,Count rate meter Imaging device,Basic configuration,核医学常用仪器,Principium of detector,Classification,核医学常用仪器,脏器显像仪器,camera,SPECT,PET,PET/CT,SPECT/CT,脏器功能测量仪器,甲功仪，心功仪，肾功仪，多探头脏器功能测定仪等,计数测量仪器,测量仪，,测量仪，活度计，个人剂量监测仪，表面污染及场所剂量监测仪等,Main type,核医学常用仪器,井型晶体闪烁计数器,闪烁扫描机,1975,1976,1957,1950,1951,照相机,PET,SPECT,1998,2000,SPECT/CT,PET/CT,2010,PET/MRI,闪烁扫描机,PET/MRI,核医学常用仪器,Main type,核医学显像仪器与,X,线显像仪器的区别,Main type,核医学常用仪器,Scanner,Mechanical,remove,H,it point to,record,Static imaging,Low,resolving,power,核医学常用仪器,Main type,Camera,Once obtained,planar imaging of static or dynamic.,核医学常用仪器,Main type,扫描机,照相机,成像方式,逐点扫描,一次成像,成像速度,慢,快,分辨率,低,高,静态显像,可以,可以,动态显像,不可以,可以,全身显像,不可以,可以,断层显像,不可以,不可以,核医学常用仪器,Main type,Tomography device,ECT,：,Emission Computed Tomography,发射式计算机断层,SPECT:Single Photon ECT,单光子发射式计算机断层,(,单探头和多探头),PET:Positron Emission Tomography,正电子发射计算机断层,核医学常用仪器,Main type,One-head SPECT,核医学常用仪器,Main type,Two-head SPECT,Tomography,Whole body imaging,核医学常用仪器,Main type,Tri-head SPECT,核医学常用仪器,Main type,SPECT Imaging,核医学常用仪器,Main type,PET,核医学常用仪器,Main type,PET,核医学常用仪器,双探头符合线路,SPECT,Main type,核医学常用仪器,Comparison of ECT and CT,MRI,ECT,主要反映脏器或组织的功能、血流与代谢，同时也反映其形态，但分辨率较,CT,，,MRI,差,CT,MRI,主要反映解剖学形态变化，分辨率较好，有时也反映其功能变化，但仍然建立在形态基础之上,ECT,显像时不同脏器显像需不同药物，同一脏器不同目的显像，也要用不同药物,CT,MRI,检查时，任何脏器较单纯，均只有普通平扫和增强,Main type,核医学常用仪器,Main type,Nuclear Imaging,没有一种影像技术能够解决临床所有问题,Fluorescence,MR Imaging,US Imaging,核医学常用仪器,Main type,图像融合技术,图像融合是将不同的医学影像或同一类型的医学影像，采用不同方法获得的图像进行空间匹配或迭合，使两个或多个图像数据集融合到一幅图像上。,PET/CT,融合图像,PET,图像,CT,图像,核医学常用仪器,Main type,图像融合技术,PET,影像（功能）,CT,影像（形态）,一体化的机架系统,一体化的检查床,一体化的操作工作站系统,核医学常用仪器,SPECT/CT,SPECT,和,CT,两种成熟技术相结合形,成的一种新的核医学显像仪器,实现了,SPECT,功能代谢影像与,CT,解,剖形态学影像的同机融合,一次显像检查可分别获得,SPECT,图,像、,CT,图像及,SPECT/CT,融合图像,可以采用,X,线,CT,图像对,SPECT,图像,进行衰减校正,Main type,核医学常用仪器,Main type,PET/CT,由PET和多排螺旋CT组合而成,同一个机架内有PET探测器、CT探测器和X线球管,共用同一个扫描床、图像采集和图像处理工作站,可以采用X线CT图像对PET图像进行衰减校正,核医学常用仪器,Main type,PET/CT,核医学常用仪器,Main type,PET/MRI,核医学常用仪器,Main type,micro-PET,micro-PET/CT,micro-SPECT/CT,micro-PET,/SPECT,/CT,核医学常用仪器,Main type,Function determinating device,Single,detector,Double,detector,Multiple detector,SPECT,核医学常用仪器,Main type,Sample counter,Relative measure,Scintillation Counter,Scintillation Counter,cpm or cps,核医学常用仪器,Main type,Sample counter,Absolute measure,Radionuclide dose calibrator,(Activity meter),Bq or mCi,核医学常用仪器,Main type,Radioactive protection device,Personal dosage meter,Surface contamination monitor,Radiation field dosage monitor,放射性药物,定义,Definition,主要特点,Main features,核素来源,Source of radionuclide,药物制备,Preparation,质量控制,Quality control,临床分类,C,lassification,Definition,放射性药物,放射性药物,（,radiopharmaceuticals,）是指含有放射性核素，符合药典要求，能直接用于临床诊断、治疗和科学研究的放射性核素及其标记化合物。,与放射性药物有所不同，,放射性药品,（,radio-pharmaceutical preparations,）是经过国家药品监督管理部门批准，具有批准文号、质量标准、规格标准和使用说明书，允许市场流通与销售的一种商品。,Definition,放射性药物,放射性药物一般由,放射性核素,和,药物,两部分组成。放射性药物分子中，药物部分的生物学性质，决定了放射性药物在体内的分布，但其化学量通常都极小，一般不显示其药理作用，也不出现量效关系；其放射性核素部分则主要是起示踪和治疗作用。,对用于显像的放射性核素及其标记化合物习惯上又称为,显像剂,（,imaging agent,）或,示踪剂,（,tracer,），而体外放射分析用试剂盒的放射性核素标记化合物不属于放射性药物，而是归类于,试剂,。,Main features,放射性药物,放射性药物具有放射性，能不断衰变释放射线，因此在其制备、贮存、应用和运输过程均需严格按照放射性物质管理规定，采取有效的防护措施；,放射性药物的生理、生化特性取决于被标记物的固有特性，可被相应的靶器官选择性摄取和浓聚；,放射性药物的治疗作用基础不同于普通药物，普通药物是依靠药物的药理作用发挥治疗作用，而放射性药物的化学量极微，主要是利用放射性核素发出的射线引起的生物效应达到治疗作用，因而核医学诊断和治疗可以在正常生理状况下进行；,Main features,放射性药物,放射性药物的计量单位与普通药物不同，以放射性活度为计量单位；,放射性药物有特定的物理半衰期和有效使用期，每次使用时均需进行衰变校正；,放射性药物在贮存过程中可能发生放射性核素脱标记，致使其放射化学纯度和比活性发生改变。某些被标记物对射线较敏感，可能产生辐射自分解，从而影响放射性药物的生理、生化特性；,放射性药物和一般药物一样，必须符合药典的基本要求，如无菌、无致热源、化学毒性小等。,Source of radionuclide,放射性药物,Nuclear reactor,核,反应堆,Cyclotron,回旋加速器,Radionuclide generator,放射性核素发生器,Source of radionuclide,放射性药物,Nuclear reactor,IBM,医用回旋加速器,6,3,Li(n,),3,1,H,(t,1/2,12.35a),14,7,N(n,p),14,6,C,(t,1/2,5730a),50,24,Cr(n,),51,24,Cr,(t,1/2,27.8d),Source of radionuclide,放射性药物,Cyclotron,10,5,B(d,n),11,6,C,+,20.39 min,10,5,B(,n),13,7,N,+,9.96 min,14,7,N(d,n),15,8,O,+,122s,15,8,O(,d),18,9,F,+,109.7 min,111,48,Cd,(p,n),111,49,In,EC,2.8h,121,50,Sb(,2n),123,53,I,EC,13.2h,Source of radionuclide,放射性药物,Cyclotron,GE Minitrace,Source of radionuclide,放射性药物,Radionuclide generator,9,saline,Lead shield,Vacuum bottle,Adsorb material,Cow?,Preparation,放射性药物,Basic request,理想的核物理性能,适宜的射线种类和能量,合适的物理半衰期,毒性小,理想的生物学性能,定位性能,排泄性能,Preparation,放射性药物,Labeling of radiopharmaceutical,同位素交换法,155,，,20min,OIH+Na,131,I,131,I-OIH,化学合成法,11,CO,2,H,11,CHO/R,11,COCl,11,C-Spiperone,生物合成法,35,S-L-,蛋氨酸（杂交瘤）,35,S-McAb,Preparation,放射性药物,Labeling of radiopharmaceutical,核素单纯标记法,金属络合法,通过络合剂的配位基团与金属离子（如,99m,Tc,、,67,Ga,、,111,In,、,201,Tl,等）形成螯合物，是目前临床上最常用的标记方法。,Preparation,放射性药物,Labeling of radiopharmaceutical,化学合成模块,Chemistry process control unit,CPCU,Quality control,放射性药物,物理学性质检测,颜色、透明度、颗粒度、比活度、放射性核纯度等,化学性质检测,离子强度、,pH,值、化学纯度、放射化学纯度等,生物学检测,无菌、无致热源、毒性鉴定及生物学分布,C,lassification,放射性药物,Diagnostic pharmaceuticals,诊断用放射性药物通过一定途径引入人体内，获得靶器官或组织的影像或功能参数，亦称为显像剂（,imaging agent,）或示踪剂（,tracer,）。,Therapeutic pharmaceuticals,治疗用放射性药物利用半衰期较长且发射电离能力较强的射线的放射性核素或其标记化合物高浓度浓集在病变组织而产生电离辐射生物效应，从而抑制或破坏病变组织，起到治疗作用。,放射性核素示踪技术,定义,Definition,示踪原理,Principium,基本类型,Common type,主要特点,Characteristics,Definition,示踪技术,放射性核素示踪技术,是以放射性核素或其标记化合物作为示踪剂（,tracer,），应用射线探测方法来检测它的行踪，以研究示踪物在生物体系（或外界环境）中的动态变化规律的一门技术。,放射性核素示踪技术是核医学领域中最重要的和最基本的核技术，同时又是放射性核素在医学和生物学中应用的方法学基础。,示踪技术,放射性核素动力学分析技术,示踪,+,动力学分析,体外放射分析技术,示踪,+,结合反应,放射自显影术,示踪,+,摄影术,放射性核素显像技术,示踪,+,显像技术,+,计算机技术,分子影像技术,示踪,+,基因技术,示踪,+,受体分析技术,示踪技术,L,andmark,in the history of radionuclide tracing technique,1952年，美国冷泉港卡内基遗传学实验室科学家Alfred Hershey和Martha Chase使用,35,S和,32,P双标记噬菌体感染实验,，,证明DNA是遗传信息的载体,。,1969,年获,诺贝尔奖,示踪技术,L,andmark,in the history of radionuclide tracing technique,Frederick Sanger,，,英国生物化学家,完成第一个蛋白质的全序列分析（,1955,）,1958,年获诺贝尔化学奖,将,放射性,示踪,技术,引入,RNA,和,DNA,的序列分析,，成功地,建立了,链末端终止法,，,完成了人线粒体,DNA,全,序列,分析（,1978,）,1980,年获诺贝尔化学奖,Principium,示踪技术,1.,标记物与非标记物的同一性,放射性核素及其标记化合物和相应的非标记化合物具有相同的化学及生物学性质。,125,I-MIBG,Principium,示踪技术,DTPA,双金属螯合物,酪氨酸的碘标记,Principium,示踪技术,2.,放射性核素可测量性,放射性核素及其标记化合物可发出各种不同的射线，且能够被放射性探测仪器所测定或被感光材料所记录。,示踪技术,Action:,放射性核素示踪剂在体内的生物学行为主要取决于被标记物，而其放射性核素只是在示踪剂的代谢转化过程中发出射线，起到示踪的作用。相同的核素标记在不同的化合物上，表现出来的体内代谢过程和生物学行为可完全不同，而不同的核素标记在相同的化合物上，其生物学行为不会发生改变。,99m,TcO,4,-,、,99m,Tc-ECD,、,99m,Tc-MIBI,99m,Tc-DMSA,、,113m,In-DMSA,Principium,Common type,示踪技术,体内（,in vivo,）,物质吸收、分布及排泄,放射性核素稀释法,放射自显影技术,放射性核素功能测定,放射性核素显像技术,radionuclide tracing technique,体外（,in vitro,）,物质代谢与转化的示踪,细胞动力学分析,活化分析,体外放射分析,Characteristics,示踪技术,1灵敏度高,一般可达到,10,-14,10,-18,g,水平,mg=10,-3,ug=10,-6,ng=10,-9,pg=10,-12,2,方法简便、准确性好,简化实验程序，提高实验结果的可靠程度,3,合乎生理条件,非破坏性实验,反映的是被研究物质在生理剂量和原有生理状态下的代谢和变化,4,定性、定量与定位研究相结合,5,缺点与局限性,专用的实验条件,;,专业训练的技术人员,;,放射性生物效应,放射性核素显像技术,定义,Definition,示踪原理,Principium,显像类型,Common type,分析要点,Image analysis,主要特点,Characteristics,Definition,显像技术,放射性核素脏器和组织显像是根据放射性核素示踪原理，利用放射性核素或其标记化合物在体内代谢分布的特殊规律，在体外获得脏器和组织功能结构影像的一种核技术。,放射性核素显像的显像原理是建立在器官组织血流、代谢等功能变化的基础之上，是一种,功能结构影像,。,Principium,不同的放射性药物（显像剂）在体内有其特殊的分布和代谢规律，能够选择性聚集在特定脏器、组织或病变部位，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,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、组织或病变部位的形态、位置、大小以及脏器功能变化。,显像技术,Uptake mechanism,显像技术,1,合成代谢,131,I,，,131,I-6-IC,2细胞吞噬,99m,Tc-SC,3循环通路,99m,Tc-DTPA,，,99m,Tc-RBC,4选择性浓聚,99m,Tc-PYP,5选择性排泄,99m,Tc-EC,，,99m,Tc-MAG,3,，,99m,Tc-HIDA,6通透弥散,133,Xe,，,99m,TcO,4,7离子交换和化学吸附,99m,Tc-MDP,8特异性结合,RII,，,RRI,Classification,显像技术,Static&dynamic imaging,Static imaging,Classification,显像技术,D,ynamic,imaging,感兴趣区（,region of interest,，,ROI,）技术,Classification,显像技术,Regional,&,whole body imaging,Whole body,imaging,Regional,imaging,Classification,显像技术,Planar,&,tomographic imaging,Planar,imaging,Tomographic,imaging,Classification,显像技术,Classification,显像技术,Early,&,delay imaging,Early artery,perfusion imaging,Blood pool,imaging,5min,Delayed bone imaging,3hr,多相显像（,multiphase imaging,）,Classification,显像技术,Positive,&,negative imaging,Colloid imaging,131,I-AFP RII,Classification,显像技术,Rest,&,stress imaging,Myocardial Perfusion,Imaging,Rest,Stress,Rest,Stress,Stress methods,-exercise,-pharmaceuticals,Image analysis,显像技术,1,正常图像,图像质量,，正常变异,2异常图像,静态图像,位置、形态、大小和放射性分布,动态图像 显像顺序、时相变化,断层图像 连续二个以上层面，二个以上断面,3,常见的伪影成因,被检者体位移动,；组织,吸收衰减,；异物；,核素污染；,制剂不当,；光电倍增管性能不佳,4,密切结合临床,Characteristics,显像技术,1,可同时提供脏器组织的功能和结构变化，有助于疾病的早期诊断。,2可用于定量分析,3,具有较高的特异性,4,安全、无创,，符合生理条件,5不足之处,：,对组织结构的解剖学分辨率不及其他影像学方法,任何脏器的显像均需使用显像剂,，增加难度和成本,Characteristics,显像技术,ECT,与,CT,、,MRI,的区别,Patient 1,Patient 2,MRI ECT MRI ECT,CT,、,MRI,：主要观察解剖及形态变化，解剖分辨率高,ECT,：主要反映脏器或组织功能、血流及代谢变化，解剖分辨率较低,Characteristics,显像技术,Characteristics,显像技术,1+12,华中科技大学同济医学院附属协和医院,