核物理仪器药物省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

核医学核医学总论吕中伟吕中伟第1页问答题？问答题？核医学？核医学？放射性核素显像？放射性核素显像？物理半衰期？物理半衰期？放射性活度？放射性活度？电离？电离？淹没辐射？淹没辐射？ 13122236471第2页核物理基础核物理基础（复习）（复习） 13122236471第3页基本概念基本概念原原 子子（质子（质子（质子（质子+中子中子中子中子+电子）电子）电子）电子）组成元素最基本单位组成元素最基本单位组成元素最基本单位组成元素最基本单位原子核原子核 原子核由质子和中子组成原子核由质子和中子组成原子核由质子和中子组成原子核由质子和中子组成第4页基本概念（基本概念（1）：）：XX元素符号元素符号元素符号元素符号A A 原子质量数；原子质量数；原子质量数；原子质量数；ZZ质子数；质子数；质子数；质子数；NN中子数中子数中子数中子数元素元素第5页基本概念（基本概念（2）：）：核核 素素 每种元素有若干核素每种元素有若干核素 稳定性核素稳定性核素 放射性核素放射性核素同位素同位素同质异能素同质异能素 元素元素第6页同同 位位 素素第7页核衰变方式核衰变方式（放射性衰变）（放射性衰变）衰变衰变 衰变（衰变（-）电子俘获电子俘获（EC）。）。衰变衰变：激发态原子，经过放出激发态原子，经过放出光子而回到光子而回到基态这个过程称基态这个过程称辐射辐射（诊疗）。（诊疗）。第8页核医学仪器核医学仪器 13122236471第9页第一节第一节 放射性探测仪器基本结放射性探测仪器基本结构及其工作原理构及其工作原理第10页1.放射性探测器基本结构放射性探测器基本结构射线探测器射线探测器闪烁探测器闪烁探测器闪烁体闪烁体光电倍增管光电倍增管前置放大器前置放大器脉冲分析与统计装置脉冲分析与统计装置第11页2.基本原理基本原理射线与物质相互作用为基础射线与物质相互作用为基础 电离作用电离作用 荧光现象荧光现象 感光作用感光作用 第12页基本原理基本原理探测到射线能量探测到射线能量-电能、光能（测电能、光能（测定放射性核素活性、能量和分布定放射性核素活性、能量和分布反应射线能量和活度反应射线能量和活度第13页第14页电离探测器电离探测器第15页闪烁探测器闪烁探测器第16页射线探测仪器射线探测仪器闪烁体闪烁体闪烁体闪烁体(Scintillator)光导光导光导光导(Light guide)光电倍增管光电倍增管光电倍增管光电倍增管PMPM(Photomultiplier)相关电路和外围屏蔽固态固态固态固态无机无机无机无机晶体晶体晶体晶体NaIZnSCsI有机有机有机有机晶体晶体晶体晶体塑料塑料液体液体液体液体溶溶剂剂闪烁剂闪烁剂闪烁剂闪烁剂烷基苯类烷基苯类醚类醚类吸收能量吸收能量发射特征光谱光子发射特征光谱光子发光效率高发光效率高第二闪烁剂第二闪烁剂第17页第二节第二节放射性计数类型仪器放射性计数类型仪器第18页闪烁计数器闪烁计数器第19页第20页液体闪烁计数器液体闪烁计数器第21页放射性活度计放射性活度计第22页污染监测仪污染监测仪第23页个人计量仪个人计量仪第24页多功效射线测量仪多功效射线测量仪第25页第三节第三节脏器功效监测仪器脏器功效监测仪器第26页甲状腺功效测定仪甲状腺功效测定仪第27页肾功效仪肾功效仪第28页第四节第四节脏器显像仪器脏器显像仪器第29页一、r摄影机r摄影机主要由闪烁探头、电子线路、显示统计装置及数据处理系统组成r摄影机采取整块大面积NaI晶体，经过光电倍增管阵列来测量入射r射线，并经过电子线路计算出r射线坐标和能量，然后在计算机荧光屏上显示出来。第30页SPECT：Single photon emission computerized tomography单光子发射型计算机断层显象仪。PET：Positron emission tomography 正电子发射型计算机断层摄影仪。第31页r相机和SPECT原理：人体内放射性核素 人体 准直器 PMT 放大器（位置信号和能量信号）处理 显示（数、线、图）第32页闪烁探测器闪烁探测器第33页r摄影机第34页二、单光子发射型计算机断层扫描二、单光子发射型计算机断层扫描仪（仪（SPECT)SPECT是在一台高性能是在一台高性能r摄影机基础上增摄影机基础上增加了探头旋转和图像重建计算机软件，使加了探头旋转和图像重建计算机软件，使探头能围绕躯体旋转探头能围绕躯体旋转360或或180度，从多度，从多角度、多方位采集一系列平面投影像。角度、多方位采集一系列平面投影像。取得横断面、冠状面和矢状面断层影像。取得横断面、冠状面和矢状面断层影像。第35页单探头SPECT第36页双探头SPECT第37页三探头SPECT和双探头SPECT第38页三探头三探头SPECT第39页符合线路符合线路SPECT第40页SPECT 与 X线CT相同：图象重建，X线CT研制早期应用 是同位素而不是X射线。不一样：射线种类：X射线、r射线 射线入射方式：（透 射、发射）图象性质：解剖图象 功效图象（代谢、摄取）第41页SPECT/CT 含有含有r摄影机和摄影机和CT双重功效，一双重功效，一次显像可得到次显像可得到SPECT、CT及二者及二者融合图像融合图像。第42页SPECT/CT第43页SPECT数据采集1.单核素或多核素采集2.采集类型（1）静态采集（2）动态采集（3）门控采集（4）全身扫描采集（5）断层采集第44页SPECT图像处理图像处理滤波反投影法滤波反投影法迭代重建迭代重建第45页三、正电子发射型计算机断层三、正电子发射型计算机断层（PET及及PET/CT)也称也称“活体生化显像活体生化显像”PET是当前全部影像技术中最有前途影像是当前全部影像技术中最有前途影像技术之一，是核医学发展里程碑技术之一，是核医学发展里程碑。第46页PET（正电子发射计算机断层显像）正电子发射计算机断层显像）正电子和物质中正电子和物质中电子发生湮灭反应，电子发生湮灭反应，产生两个能量均为产生两个能量均为511keV光子，它光子，它们在一条直线上反方们在一条直线上反方向发射。向发射。第47页原理原理当两个光子同时被两个相对探头探测到时，被作为一个符合信号。此为电子准直。图中所表示为一卵巢癌患者发生肺转移图中所表示为一卵巢癌患者发生肺转移第48页PET采集计数类型采集计数类型1.单个计数单个计数2.真符合与随机符合真符合与随机符合3.散射符合散射符合第49页PET采集方式采集方式发射扫描发射扫描透射扫描透射扫描第50页PET图像重建图像重建滤波反投影法滤波反投影法有序子集最大期望值法有序子集最大期望值法第51页PET/CT及及PET/CT图像融合图像融合PET/CT是将正电子发射断层显是将正电子发射断层显像像PET和和CT组成一体化无创性组成一体化无创性影像检验设备。影像检验设备。第52页PET/CT第53页第54页专为小动物研究而设计，分辨率大大提升第55页第五节第五节 其它类型放射性探测仪器其它类型放射性探测仪器第56页骨密度仪骨密度仪第57页前列腺增生治疗器前列腺增生治疗器第58页第59页放射性药品放射性药品 13122236471第60页放射性药品定义：放射性药品定义：放射性药品为含有放射性核素供医学诊疗放射性药品为含有放射性核素供医学诊疗和治疗用一类特殊药品。和治疗用一类特殊药品。无机化合物：无机化合物：NaNa131131I I、3 3H H2 2O O、99m99mTcOTcO4 4有机化合物：有机化合物：99m99mTc-MIBITc-MIBI、1818FDGFDG131131I I、99m99mTc-Tc-树脂和陶瓷微球树脂和陶瓷微球生物活性物质：生物活性物质：131131I I、99m99mTc-Ag-Ag Tc-Ag-Ag 99m 99mTc-RBC-WBCTc-RBC-WBC、NDANDA、RNARNA第61页放射性药品特点放射性药品特点:应用化学量很小。无化学危害。应用化学量很小。无化学危害。含有放射性。含有放射性。r射线射线诊疗诊疗 B射线射线治疗治疗第62页体内放射性药品应用基本原理体内放射性药品应用基本原理:（显像原理）（显像原理）依据组织器官功效代谢特点依据组织器官功效代谢特点引导至器官引导至器官.组织组织（细胞、分子水平）（细胞、分子水平）（细胞、分子水平）（细胞、分子水平）_ 物理形态.化学结构.生物活性 放射性放射性 _ 诊疗诊疗 治疗治疗仪器体外测量仪器体外测量 杀伤周围组织杀伤周围组织第63页第64页第一节第一节放射性核素起源放射性核素起源1.核反应堆生产核反应堆生产2.发生器获取发生器获取3.加速器生产加速器生产第65页第66页核反应堆结构示意图核反应堆结构示意图第67页99Mo-99mTc发生器发生器第68页盘旋加速器盘旋加速器第69页第五节第五节体内诊疗用放射性药品体内诊疗用放射性药品第70页一、一、体内诊疗放射性药品基本要求体内诊疗放射性药品基本要求1、物理半衰期、物理半衰期2、衰变方式、衰变方式3、光子能量、光子能量4、生物学特征、生物学特征第71页二、惯用二、惯用SPECT显像药品机理显像药品机理1、化学吸附作用、化学吸附作用2、特殊价态物质、特殊价态物质3、微血管栓塞、微血管栓塞4、容积分布、容积分布5、特殊底物、特殊底物第72页1.1.化学吸附：化学吸附：99m99mTc-MDPTc-MDP骨骼显像，心梗骨骼显像，心梗2 2.特殊价态物质：特殊价态物质：201201TITI+心肌显像。心肌显像。3.3.微血管栓塞和拦截微血管栓塞和拦截：MAAMAA肺血流灌注肺血流灌注4.4.容积分布容积分布通道、灌注和生物分布区：核素心血管造影；通道、灌注和生物分布区：核素心血管造影；胃肠显影，脑池显影、呼吸道、深静脉显影。胃肠显影，脑池显影、呼吸道、深静脉显影。5.5.排泄和去除排泄和去除：OO131131IHIH、DTPADTPA肾显像肾显像 肝脾显像等。肝脾显像等。二、二、SPECT显像药品机理显像药品机理第73页第74页放射性药品体内定位机理放射性药品体内定位机理6.特异性底物：特异性底物：同位素化合物：同位素化合物：131131I I、3 3HH2 2OO、1414CC等。等。代谢性陷入：代谢性陷入：1818FDGFDG。神经介质或受体结合：肾上腺素受体神经介质或受体结合：肾上腺素受体 131I-MIBG D2 131I-MIBG D2受体受体 11C-NMSP 11C-NMSP抗原抗体特异结合：抗原抗体特异结合：RIIRII、RITRIT。#-#-WBC WBC、RBCRBC、DNADNA、RNARNA。第75页第76页第六节第六节 治疗用放射性药品治疗用放射性药品Na131INa131I溶液溶液89SrCl89SrCl、153Sm-EDTMP153Sm-EDTMP和和186Re-HEDP186Re-HEDP32p-32p-磷酸钠盐磷酸钠盐间位间位131I-131I-碘代苄胍（碘代苄胍（131I-MIBG)131I-MIBG)第77页 体内用理想核素基本性能体内用理想核素基本性能_ 诊诊 断断 治治 疗疗-物理物理物理物理 r r射线射线射线射线T T 1/21/2(1-10h)(1-10h)BB-射线射线射线射线性质性质性质性质 能量能量能量能量(100-300Kev(100-300Kev）足够能量足够能量足够能量足够能量-化学化学化学化学 稳定性好稳定性好稳定性好稳定性好性质性质性质性质 适溶解度适溶解度适溶解度适溶解度 PH PH等等等等 -生物学生物学生物学生物学 定位程度高定位程度高定位程度高定位程度高 适当适当适当适当Te Te 定位程度高定位程度高定位程度高定位程度高TeTe长长长长 性质性质性质性质 多数要求多数要求多数要求多数要求TbTb要短要短要短要短 未定位部位未定位部位未定位部位未定位部位TbTb短短短短-无菌无菌无菌无菌,无热源无热源无热源无热源第78页第79页核医学诊疗概论核医学诊疗概论 13122236471第80页放射性核素显像基本原理放射性核素显像基本原理 正电子显像基本原理正电子显像基本原理 显像剂聚集机制显像剂聚集机制一、细胞选择性摄取一、细胞选择性摄取 1、特需物质、特需物质 2、特价物质、特价物质 3、代谢产物和异物、代谢产物和异物二、特异性结合二、特异性结合三、化学吸附和离子交换三、化学吸附和离子交换四、微血管栓塞四、微血管栓塞五、通道、灌注和生物区分布五、通道、灌注和生物区分布第81页放射性核素显像类型放射性核素显像类型1、静态显像和动态显像、静态显像和动态显像2、平面显像和断层显像、平面显像和断层显像3、局部显像和全身显像、局部显像和全身显像4、早期显像和延迟显像、早期显像和延迟显像5、阳性显像和阴性显像、阳性显像和阴性显像6、静息显像和负荷显像、静息显像和负荷显像7、图像融合、图像融合第82页1.静态显像（静态显像（static imaging）当显像剂在脏器内）当显像剂在脏器内或病变处浓度到达平衡，处于相或病变处浓度到达平衡，处于相对稳定状态时进行显像。对稳定状态时进行显像。第83页甲状腺静态显像甲状腺静态显像第84页2.动态显像（动态显像（dynamic imaging）显像剂在脏器或病变处浓度伴随脏器功显像剂在脏器或病变处浓度伴随脏器功效动态改变过程，在数量上或位置上随时间效动态改变过程，在数量上或位置上随时间而不停改变。以系列化或以电影方式动态改而不停改变。以系列化或以电影方式动态改变过程。变过程。第85页动态显像3min5min10min20min第86页平面显像 vs.断层显像第87页局部显像 vs.全身显像第88页早期显像 vs.延迟显像第89页阳性显像 vs.阴性显像第90页静息显像和负荷显像静息显像和负荷显像1、静息显像、静息显像 在引入显像剂时或在图像采集在引入显像剂时或在图像采集时，受检者机体处于基础状态下显像。时，受检者机体处于基础状态下显像。2、负荷显像、负荷显像 在引入显像剂时或在图像采集在引入显像剂时或在图像采集时，受检者机体处于负荷状态下显像。时，受检者机体处于负荷状态下显像。第91页图像融合图像融合 在一样体位完成在一样体位完成SPECT或或PET和和CT显像后，进行图像配准，显像后，进行图像配准，将将SPECT或或PET图像与图像与CT图像融图像融合在一起，为图像融合。合在一起，为图像融合。第92页图像分析普通方法：图像分析普通方法：1、掌握成像原理，充分以生理学、病理掌握成像原理，充分以生理学、病理掌握成像原理，充分以生理学、病理掌握成像原理，充分以生理学、病理 学、解剖学、解剖学、解剖学、解剖学及各临床学科知识，对取得图像相关信息进行学及各临床学科知识，对取得图像相关信息进行学及各临床学科知识，对取得图像相关信息进行学及各临床学科知识，对取得图像相关信息进行分析。分析。分析。分析。2 2、放射性核素显像示放射性示踪剂在体内某一系放射性核素显像示放射性示踪剂在体内某一系放射性核素显像示放射性示踪剂在体内某一系放射性核素显像示放射性示踪剂在体内某一系统、器官、组织或病变部位中摄取、分布和代谢统、器官、组织或病变部位中摄取、分布和代谢统、器官、组织或病变部位中摄取、分布和代谢统、器官、组织或病变部位中摄取、分布和代谢过程过程过程过程。第93页1.1.不一样显像剂、不一样显像方式所揭示不一样显像剂、不一样显像方式所揭示图像内涵不一样。图像内涵不一样。2 2、图像质量影响原因及伪影识别、图像质量影响原因及伪影识别3 3、正确识别正常变异、生理性摄取与病变、正确识别正常变异、生理性摄取与病变4 4、融合图像中、融合图像中CTCT图像，综合分析。图像，综合分析。5 5、影像表现与定量分析相结合、影像表现与定量分析相结合6 6、图像分析与临床表现亲密结合、图像分析与临床表现亲密结合放射性核素显像影像分析放射性核素显像影像分析第94页1.同位素是一类元素，其原子核中同位素是一类元素，其原子核中 A原子量相同，质子数不一样原子量相同，质子数不一样 B质子数不一样，中子数相同质子数不一样，中子数相同 C质子数相同，中子数不一样质子数相同，中子数不一样 D质子数不一样，中子数也不一样质子数不一样，中子数也不一样 E质子数相同，中子数相同质子数相同，中子数相同C第95页2.一定量一定量99mTc经过经过3个半衰期后放射性个半衰期后放射性活度为原来活度为原来A1/3B1/4C1/8D1/16E1/32 C第96页3.甲状腺显像利用是甲状腺显像利用是A.射线射线B射线射线C射线射线D射线和射线和射线射线E射线和射线和射线射线A第97页4.显像剂是经过微血管栓塞和拦截显像方法显像剂是经过微血管栓塞和拦截显像方法是是A肺通气显像肺通气显像B心血池显像心血池显像C肝胆显像肝胆显像D肺灌注显像肺灌注显像E骨显像骨显像D第98页第99页