放射診斷治療概要

1、青島男科醫(yī)院 www.q83871111.com 男科熱線：4006675120,放射診斷治療 與核醫(yī)學(xué),主講人：蔡建新,概述1,人類已進(jìn)入21世紀(jì)，經(jīng)濟(jì)將高度發(fā)展，人民生活水平進(jìn)一步提高，人民渴望有一個好的生活環(huán)境和健康的身體，所以需要提高醫(yī)療技術(shù)和水平，更新醫(yī)療設(shè)備，提高全民族的健康，使人民的平均壽命提高到新的水平。核科學(xué)與醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、放射學(xué)和劑量學(xué)等結(jié)合，產(chǎn)生了放射診斷學(xué)、放射治療學(xué)和核醫(yī)學(xué)等學(xué)科。,概述2,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)總是包

2、括四個方面：預(yù)防醫(yī)學(xué)、診斷醫(yī)學(xué)、治療醫(yī)學(xué)和康復(fù)醫(yī)學(xué)。核科學(xué)可用于預(yù)防、診斷和治療，已成為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中不可缺少的部份。例如：預(yù)防領(lǐng)域需開展普查，如乳腺癌普查、骨密度普查、X光定期檢查等；診斷領(lǐng)域，現(xiàn)代化醫(yī)院中的高當(dāng)設(shè)備都和核科學(xué)有關(guān)，如XCT、ECT、MRI和PET等；治療領(lǐng)域，現(xiàn)代癌癥有70％需要放射性治療，還有X刀、γ刀、質(zhì)子刀和BNCT等都是目前最先進(jìn)的治療設(shè)備。,第一節(jié) 放射診斷學(xué),6.1.1 概述放射診斷學(xué)是一門利用X射線

3、診斷疾病的學(xué)科。從1895年德國科學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)X射線至今，X射線的診斷和治療仍然是非常重要的手段之一。,6.1.2 X射線透視與攝影技術(shù),1. X射線透視：利用X射線的穿透性和熒光作用進(jìn)行透視檢查，X線穿過受檢組織或臟器將它們投影到熒光屏上，供醫(yī)生觀察和診斷。2. X線攝影：利用X線的穿透性和感光性，將受檢組織或臟器顯象在膠片上，稱為X線照相。,多功能X線攝影系統(tǒng)1,多功能X線攝影系統(tǒng)2,6.1.3 X線造影和影像增強(qiáng)技術(shù),1

4、、X線造影技術(shù)：用造影劑注入到受檢臟器，以增加它們與周圍組織的對比度，提高影像分辨率。2、X線影像增強(qiáng)技術(shù)：用增感屏或X線影像增強(qiáng)器使圖像提高亮度和清晰度。,移動式血管造影系統(tǒng),移動式血管造影系統(tǒng)診斷圖,6.1.4 醫(yī)用X線電視技術(shù),醫(yī)用X線機(jī)和閉路電視系統(tǒng)配合使用的醫(yī)用電視系統(tǒng)。,6.1.5 數(shù)字化X線技術(shù),采用數(shù)字化技術(shù)可得到數(shù)字圖像，便于計算機(jī)連網(wǎng)，數(shù)字傳輸，數(shù)字化圖像的清晰度高。現(xiàn)在有數(shù)字化X光機(jī)，數(shù)字減影血管造影儀，計算

5、機(jī)斷層XCT等。,數(shù)字化醫(yī)用X射線診療裝置,第二節(jié) X射線計算機(jī)斷層(XCT),6.2.1 XCT發(fā)展概況 1、概述：1972年英國EMI公司的Hounsfield研制成世界上第一臺XCT機(jī)。CT（Computed Tomography）是計算機(jī)斷層的縮寫?？朔薠光機(jī)平面圖像在深度方向的重疊，可以得到人體臟器的斷層（即一薄層）圖像，許多斷層像可以重建成三維的立體像。,6.2.1 XCT發(fā)展概況(續(xù)）,2、現(xiàn)代XCT的基本情況

6、 XCT已經(jīng)經(jīng)歷了五代，第六代CT正在研究。單束掃描、窄角束掃描、廣角束掃描、反扇束掃描、動態(tài)空間掃描和電子束掃描。,3、XCT的發(fā)展方向 掃描方式、檢測器數(shù)量和掃描時間。,XCT機(jī)(Elscint)圖片,GE公司的XCT,,XCT (Elscint)機(jī)診斷圖,6.2.2 XCT對X射線的測量(1),1、 X射線的五個物理量：波長、頻率、能量、強(qiáng)度和劑量。一個光子的能量,6.2.2 XCT對X射線的測量(2),2、

7、 X射線與人體的相互作用不變散射：光子與電子碰撞只改變進(jìn)行方向而能量不變?？灯疹D散射：光子與自由電子或原子中束縛得不太緊的電子碰撞，將一部份能量傳遞給電子，使之脫出原子成為反沖電子，光子則因損失能量成為能量更小的光子，且改變運動方向。光電吸收：光電作用導(dǎo)致X射線光子及其能量在作用處被吸收。,6.2.2 XCT對X射線的測量(3),3、 X射線的衰減X射線穿過人體后，強(qiáng)度成指數(shù)衰減，如下式所示： 其中μ是組織的線性

8、衰減系數(shù)，W是組織的厚度。,6.2.3 XCT建像原理和方法,建像方程如下：,6.2.4 XCT掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),XCT掃描系統(tǒng)主要由采樣系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)兩大部分組成。 采樣系統(tǒng)：X射線管，探測器 圖像處理系統(tǒng)：核心是計算機(jī)，外設(shè)，圖象顯示器和軟件,采樣系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng),采樣系統(tǒng) 圖像處理系統(tǒng),6.2.4 XCT掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(1),1．XCT的采樣系統(tǒng) XCT的采樣系統(tǒng)包括掃描機(jī)架、X射線發(fā)生器、準(zhǔn)

9、直器、探測器、A/D、計算機(jī)接口和冷卻系統(tǒng)等。,6.2.4 XCT掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(2),2．XCT的圖像處理系統(tǒng) 圖像處理系統(tǒng)的核心是一臺計算機(jī)，另外還有硬盤、軟盤、打印機(jī)、磁帶機(jī)、D/A、圖像顯示器、照相機(jī)和系統(tǒng)軟件等。,6.2.4 XCT掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(3),3、CT數(shù),第三節(jié) 放射治療學(xué),6.3.1概述(1),1、腫瘤放射治療學(xué)的歷史1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線1942年原子反應(yīng)堆問世，制造出多種人工放射性同位素50

10、年代Co60治療機(jī)出現(xiàn)60年代醫(yī)用電子感應(yīng)加速器、醫(yī)用電子直線加速器應(yīng)用于臨床70年代開始對中子、質(zhì)子、負(fù)π介子和重離子等的應(yīng)用進(jìn)行研究，出現(xiàn)X-刀和γ-刀 80年代后對惡性腫瘤的70％進(jìn)行放射療,6.3.1 概述(2),2、放射治療的原理 放射治療學(xué)是利用核射線（X、γ、β和中子流等）對疾病進(jìn)行輻射治療的學(xué)科。 放射治療的基本原理是當(dāng)射線達(dá)到一定劑量時，射線照射對病變細(xì)胞有抑制和殺傷作用。 射線通過直接效應(yīng)和

11、間接效應(yīng)置癌細(xì)胞于死地。,6.3.1概述(3),3、世界各國腫瘤發(fā)病情況據(jù)1989年統(tǒng)計，全世界40億人口中每年有600萬人得癌癥。在我國上海、江蘇、浙江、福建等地，腫瘤已列為第一位；北京、天津等地列為第二位。在美國，肺癌占第一位，大腸癌占第二位；我國胃癌占第一位，肺癌占第二位。食管癌在世界有三個高發(fā)區(qū)，中亞里海沿岸、南部非洲地區(qū)和我國華北地區(qū)。我國華南以鼻咽癌較常見，東北胃癌占首位，西南地區(qū)肺癌占首位。經(jīng)過各種治療，各種癌癥的

12、平均5年生存率已達(dá)48％。,6.3.1概述(4),3、放射治療用的放射源有三大類：(1)放射性同位素發(fā)射出的α、β、γ線(2)X射線治療機(jī)和各類加速器產(chǎn)生的不同能量的X射線(3)各類加速器產(chǎn)生的電子束、質(zhì)子束、中子束、負(fù)π介子和重離子束等第一類放射源用作體外照射、腔內(nèi)照射或組織間照射，也可用口服或靜脈注射將放射性核素注入人體，進(jìn)行內(nèi)用同位素治療。第二、三類放射源只能用于體外照射。,6.3.1概述(5),4、腫瘤放射治療的方法和

13、療效放射治療的方法有三種：貼敷法、腔內(nèi)照射法和體外照射法。據(jù)有關(guān)報道：如子宮癌手術(shù)前放射治療的治愈率可從70％提高到90％；膀胱癌手術(shù)前放射治療的治愈率可提高10％以上；肺癌手術(shù)后放射治療5年生存率從0提高到20％。單獨放射治療惡性腫瘤5年治愈率可達(dá)50%,6.3.2 放射治療設(shè)備,1. X射線治療機(jī)為獲得X射線必須有二個條件： (1) 要有足夠數(shù)量高速運動的電子 (2) 要有一個能夠接受高速電子撞擊而產(chǎn)生X射線的靶。,6.

14、3.2 放射治療設(shè)備(1),X射線治療機(jī)有以下幾種：接觸治療機(jī)，治療皮膚癌，管電壓10－60千伏；表層治療機(jī)，治療淺層，管電壓60－140千伏；中層治療機(jī)，治療皮下中層組織，管電壓140－180千伏；深部治療機(jī)，治療組織深部的病灶，管電壓180－250千伏。,X射線治療機(jī)（WEIDA),Energy: 6MeV(X-ray)Dose Date : 2GY/minField size:2X2~35X35cm,6.3.

15、2 放射治療設(shè)備(2),2.  CO60治療機(jī)γ射線，能量1.17Mev，1.33Mev，穿透力強(qiáng)，深部治療比200千伏的X射線大15％。皮下反應(yīng)輕，骨骼和軟組織吸收劑量相等，旁向散射小，經(jīng)濟(jì)可靠，結(jié)構(gòu)簡單。,Co60治療機(jī)（HMD-I）型,6.3.2 放射治療設(shè)備(3),3、后裝治療儀 后裝治療儀是一種遠(yuǎn)距離控制小射線源（鈷60，銫137等）的治療裝置。4、快中子治療儀 中子源14MeV D

16、-T中子發(fā)生器5、負(fù)π介子治療儀,6.3.3 醫(yī)用加速器,1．概述放射治療是癌癥治療的主要手段。最早用于治療癌癥的是X射線，50年代出現(xiàn)了遠(yuǎn)距離鈷60治療機(jī)，進(jìn)入60年代后，醫(yī)用加速器技術(shù)應(yīng)運而生。由于醫(yī)用加速器能產(chǎn)生電子、X、γ等射線，射線定向性好，能量高，穿透性強(qiáng)，并且可以控制，利用率又高，故各種加速器的不斷出現(xiàn)很快在醫(yī)學(xué)上得到重視和利用。,6.3.3 醫(yī)用加速器（1）,加速器用于醫(yī)學(xué)在本世紀(jì)30年代就開始了，那時美國就有了

17、用于醫(yī)學(xué)的回旋加速器。40年代出現(xiàn)了醫(yī)用電子感應(yīng)加速器、電子同步加速器和質(zhì)子同步加速器。1952年電子直線加速器在英國首次用于醫(yī)療。進(jìn)入60年代醫(yī)用電子直線加速器開始應(yīng)用，由于它是一種能產(chǎn)生X射線和電子射線的先進(jìn)設(shè)備，所產(chǎn)生的高能射線能以電離輻射的形式作用于細(xì)胞，殺傷不同種類的腫瘤細(xì)胞，所以被廣泛用于臨床治療腫瘤。,6.3.3 醫(yī)用加速器（2）,2、電子直線加速器 醫(yī)用電子直線加速器是醫(yī)療器械領(lǐng)域設(shè)計制造復(fù)雜、技術(shù)含量最高的

18、高科技 產(chǎn)品，也是目前治療腫瘤的主流設(shè)備。下面是國產(chǎn)XHA600C醫(yī)用電子直線加速器,XHA 600C醫(yī)用電子直線加速器,6.3.3 醫(yī)用加速器（3）,3、電子回旋加速器,6.3.4 立體定向放射治療,一、 概述 1949年瑞典神經(jīng)科學(xué)家Leksell首先提出了放射外科學(xué)理論，設(shè)想利用立體定向技術(shù)，使用大劑量的高能量射線束（X、?、質(zhì)子、中子等）一次性摧毀靶點的病變組織。此后近二十年有許多科學(xué)家進(jìn)行了研究和實驗，于1

19、068年建造了世界上第一臺? 刀，并于1972年－1974年成功地做了二十多例腦動靜脈畸形和癌癥手術(shù)。從此?刀開始用于治療各種神經(jīng)外科和癌癥疾病。,6.3.4 立體定向放射治療(1),二、?－刀 ?－刀和X－刀并非通常意義上的有利刃、有把柄、能切割的金屬刀。稱其為“刀”是因為它能象手術(shù)刀那樣切除腫瘤，冠以“X”或“?”是因為原動力來自X射線和?射線，所以也是一種放射治療。,6.3.4 立體定向放射治療(2),1．?－刀的基本原

20、理和概況 ?－刀是將多個放射源靜止性照射到一點上，使該點的劑量很大，從而到達(dá)治療的目的。 1968年第一臺?－刀在瑞典問世，用179個鈷60源；1974年第二代?－刀用201個鈷60源，照射直徑達(dá)4－30mm；八十年代發(fā)展了第三代?－刀，用多個等劑量,6.3.4 立體定向放射治療(3),中心，更換各種準(zhǔn)直器頭盔，應(yīng)用范圍擴(kuò)大到顱內(nèi)腫瘤和血管畸形。1984年后?－刀受到世界各國關(guān)注和推廣，在英國和阿根廷安裝了第三臺和第四

21、臺?－刀。1987年在美國安裝了北美第一臺?－刀，每個鈷源達(dá)30居里，適用于治療面積更大、位置更深的病變。1992年美國已有10臺?－刀，日本有8臺。近年來，我國已引進(jìn)5臺。,6.3.4 立體定向放射治療(4),2、?－刀的組成 ?－刀由六部分組成，它們是： 放射系統(tǒng)；校準(zhǔn)系統(tǒng)（頭盔）；手術(shù)臺；控制臺；液壓系統(tǒng)和 計算機(jī)治療計劃系統(tǒng)。,6.3.4 立體定向放射治療(5),3、?－刀的特點① 無手術(shù)治療，病人無痛

22、苦；② 手術(shù)精確，誤差?。?#177;0.1mm）；③ 簡便省時,每次治療只需3-小時；④ 新一代?－刀配合CT、MRI和DSA及計算機(jī)，使治療過程自動化和程序化。,6.3.4 立體定向放射治療(6),4、?－刀的臨床應(yīng)用  伽瑪?shù)丁刀治療適應(yīng)癥：1.所有的腦內(nèi)良、惡性腫瘤：腦膜瘤、垂體瘤、   腦轉(zhuǎn)移瘤、松果體瘤、三叉神經(jīng)瘤、聽神經(jīng)   瘤、血管網(wǎng)織細(xì)胞瘤、脊索瘤、雪旺氏神經(jīng)鞘瘤、NPH癌等

23、2.癲癇；3.腦血管畸形、腦血管瘤；4.五官腫瘤：鼻咽癌、顱咽管瘤、鼻血管纖維瘤、 內(nèi)耳腫瘤、眼球后腫瘤；5.功能性腦神經(jīng)疾病： 三叉神經(jīng)痛、頑固性  頭痛、帕金森氏病。,奧沃伽瑪?shù)?6.3.4 立體定向放射治療(7),三、 X－刀1、概述 以產(chǎn)生硬X射線的醫(yī)用直線加速器為放射源的立體定位定向裝置，稱為X－刀。其原理是通過Linac機(jī)架旋轉(zhuǎn)控制射線的輸出劑量，照射野的再次準(zhǔn)直和治療床的角度變化來使高輻射劑

24、量照射源集中在靶點，而靶區(qū)周圍X射線劑量很小，取得與?－刀相同的治療效果。,6.3.4 立體定向放射治療(8),2、X－刀的特點和評價⑴ 無痛手術(shù)，病人痛苦極?、?設(shè)備簡單，只需對標(biāo)準(zhǔn)直線加速器稍加修改，就非常接近?－刀⑶ 操作簡單，技術(shù)容易掌握⑷ 造價比?－刀低，容易推廣⑸ 對環(huán)境污染小⑹ 可對多種癌（肝、腎、肺及骨癌等）進(jìn)行立體放射治療。,6.3.4 立體定向放射治療(10),評價：預(yù)測X－刀將成為未來立體放射治療的

25、主要設(shè)備，比?－刀更易推廣。在美國X－刀治療中心有80多個，而?－刀治療中心只有8個。3、X－刀的臨床應(yīng)用 我國從1991年研制第一臺X刀，兩年中就完成了160多病例。,X-刀(STAR系列),6.3.5 硼中子俘獲癌癥治療,1、 概述BNCT（Borton Neutron Capture Therapy）中文含義是硼中子俘獲治療，是目前世界最先進(jìn)的癌癥治療方法之一。到目前為止，世界上用反應(yīng)堆中子源的（rBNCT）治療機(jī)

26、已經(jīng)達(dá)到二期臨床水平，但基于加速器的BNCT世界上還沒有，許多發(fā)達(dá)國家都在研制中。,6.3.5 硼中子俘獲癌癥治療(1),在所有目前可以列舉的放射治療方法中，BNCT具有其它放療所不具備的突出優(yōu)點。主要表現(xiàn)在：中子的穿透性比質(zhì)子和重離子好，容易實現(xiàn)深部癌癥治療；BNCT用的是低能中子，與快中子治療相比，低能中子對人體正常細(xì)胞的傷害要小得多；發(fā)揮治療作用的α粒子和7Li重離子具有局域性好的特點；藥物的選擇性提高了BNCT治療癌癥方面的優(yōu)

27、勢；對無原發(fā)腫塊的癌癥有潛在的治療能力等。,6.3.5 硼中子俘獲癌癥治療(2),2．BNCT的基本原理將含10B元素的BNCT藥物注射到人體中，藥物對腫瘤的選擇性越高約好，每克腫瘤組織達(dá)到30μg的10B；由加速器產(chǎn)生的中子源經(jīng)慢化后變?yōu)?eV－1keV范圍內(nèi)的超熱中子,照射到病變組織,與10B發(fā)生俘獲反應(yīng),反應(yīng)方程如下: 10B + 1n → 4α(1.78MeV)+ 7Li(1.01MeV) (4%)

28、 → 4α(1.47MeV)+ 7Li(0.84MeV) + γ(0.48MeV) (96%) 產(chǎn)生的4α粒子和 7Li核的射程都很短,分別為5μm和8μm, 它們能有效地殺死癌細(xì)胞,而對周圍正常細(xì)胞損傷很小。,6.3.5 硼中子俘獲癌癥治療(3),3．BNCT中子源一個理想的BNCT中子源應(yīng)具備下列性質(zhì):源的主要成分是1eV到10keV的中子；源在病人輻照區(qū)的通量大于或等于109量級也即在一個小時內(nèi)可將總量約101

29、2的中子注入病灶；源的快中子成分足夠低；源的γ射線成分足夠低；源的方向性足夠好。,6.3.5 硼中子俘獲癌癥治療(4),目前能夠最大程度接近這些要求的中子源只有反應(yīng)堆中子源，但世界上正全力開拓小型加速器中子源及輔助設(shè)備，從90年代初開始，已吸引了幾十個研究組在開展研究工作。 加速器產(chǎn)生中子的方法一般用7Li (p,n)、9Be(p,n)或9Be(d,n)，高能質(zhì)子或氘核（能量大于2.4MeV轟擊Li靶或Be靶，產(chǎn)生能量大于

30、700keV的中子，再經(jīng)慢化裝置變成超熱中子。 4、劑量計算,第四節(jié) 核醫(yī)學(xué)概論,核科學(xué)用于經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，為生產(chǎn)力的發(fā)展、社會的進(jìn)步和人類和平的偉大事業(yè)作貢獻(xiàn)。同時，科學(xué)技術(shù)，包括核物理、核探測、核輻射、核材料、核化學(xué)和核醫(yī)藥等都已廣泛應(yīng)核科學(xué)技術(shù)也不斷地為人類健康，提高人民的生活水平服務(wù)。除了放射診斷和放射治療，在本世紀(jì)30年代開創(chuàng)的臨床核醫(yī)學(xué)就是一門核科學(xué)技術(shù)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的新興學(xué)科。幾十年來核醫(yī)學(xué)已得到相當(dāng)大的發(fā)展，在醫(yī)院中放

31、射科和核醫(yī)學(xué)科都已成為現(xiàn)代化醫(yī)院中的重要部門。,6.4.1 引言,1．什么是核醫(yī)學(xué) 核醫(yī)學(xué)是一門利用開放型放射性核素診斷和治療疾病的學(xué)科。,6.4.1 引言(1),2．核醫(yī)學(xué)的分類,6.4.1 引言(2),3．核醫(yī)學(xué)的相關(guān)學(xué)科放射診斷學(xué)（diagnostic radiology）是利用X射線診斷疾病的學(xué)科；放射治療學(xué)（therapeutic radiology）是利用核射線（X、γ、β一和中子流等）對疾病進(jìn)行輻射治療的學(xué)

32、科；放射醫(yī)學(xué)（radiation medicine）是研究和應(yīng)用核射線對生物的輻射效應(yīng)、放射損傷的診斷治療和放射衛(wèi)生防護(hù)的學(xué)科；醫(yī)學(xué)影象學(xué)（medical imaging）是專門研究醫(yī)學(xué)圖象處理的學(xué)科，包括二維和三維的圖象重建等。,6.4.1 引言(3),4．核醫(yī)學(xué)的特點（1）高靈敏度，目前已可測量300種以上的活體，可探測到10-9­­—10-15克。（2）無創(chuàng)傷性（3）反映體內(nèi)的生化和生理過程（4）

33、同時反映組織或臟器的形態(tài)與功能（5）動態(tài)觀察,6.4.2 核醫(yī)學(xué)的發(fā)展史和現(xiàn)狀,1．初級階段（1935-1945）2．迅速發(fā)展階段（1945-1960）3．高速發(fā)展階段（1961-1974）4．現(xiàn)代核醫(yī)學(xué)階段（1974-現(xiàn)在）,6.4.3 我國核醫(yī)學(xué)的基本情況,開始于1956年，到80年代末已有600多家醫(yī)院有核醫(yī)學(xué)科，1000多家醫(yī)院有同位素室人才設(shè)備 ：伽瑪相機(jī)，SPECT和PET,6.4.4 核醫(yī)學(xué)的必備物質(zhì)條件

34、,核醫(yī)學(xué)的必備條件如下：放射性藥物放射性試劑核醫(yī)學(xué)儀器工作場所,6.4.4核醫(yī)學(xué)的必備物質(zhì)條件(1),1．放射性藥物凡需引入人體內(nèi)的放射性核素和放射性標(biāo)記物稱作放射性藥物（radiopharmaceuticals），按不同用途分為診斷用放射性藥物和治療用放射性藥物兩種。2．放射性試劑放射性試劑（radroactive reagent）指不需引入人體的放射性核素和放射性標(biāo)記物。,6.4.4核醫(yī)學(xué)的必備物質(zhì)條件(2),3．核醫(yī)

35、學(xué)儀器（1）顯像用的核醫(yī)學(xué)儀器①γ照相機(jī)②單光子發(fā)射計算機(jī)斷層（SPECT）③正電子發(fā)射計算機(jī)斷層（PET）④掃描機(jī)（scanner）（2）非顯像用的核醫(yī)學(xué)儀器常用的有甲狀腺功能測定儀、腎圖儀、γ心功能儀、局部腦血流測定儀和骨密度測量儀等。 （3）體外診斷用的核醫(yī)學(xué)儀器,6.4.4核醫(yī)學(xué)的必備物質(zhì)條件(3),4．工作場所 用于核醫(yī)學(xué)的工作場所必須符合輻射安全與防護(hù)的要求。對工作場所按三區(qū)制原則配置： 非活性區(qū)

36、 低活性區(qū) 高活性區(qū),6.4.5 核醫(yī)學(xué)與國際機(jī)構(gòu)(1),1．核醫(yī)學(xué)與國際原子能機(jī)構(gòu)IAEA IAEA認(rèn)為在人類健康方面，新的核技術(shù)和治療方面將起重要作用。 2．核醫(yī)學(xué)與國際癌癥研究機(jī)構(gòu)IARC 從放射治療開始，核醫(yī)學(xué)治療癌癥是非常重要的手段。研究癌癥是一個系統(tǒng)工程。據(jù)保守估計，每年，癌癥要奪去全世界630萬人的生命，被稱為人類健康的“第一殺手”。人類在與癌癥的抗?fàn)幹谐砷L，請看表6.4.1。,6.4.5

37、 核醫(yī)學(xué)與國際機(jī)構(gòu)(2),3．核醫(yī)學(xué)與世界衛(wèi)生組織WHO WHO認(rèn)為老年人的五大疾病是心血管病、癌癥、糖尿病、老年癡呆和骨質(zhì)疏松。核科學(xué)技術(shù)在解決心血管病、癌癥和骨質(zhì)疏松中起重要作用 4．核醫(yī)學(xué)與Internet 在Internet網(wǎng)上有許多核醫(yī)學(xué)資源可共享,第五節(jié) 核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備,本節(jié)討論另一種成像方法。X射線和超聲成像設(shè)備都是由外部向人體發(fā)射某種形式的能量，根據(jù)能量的衰減或反射情況來成像。核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備則

38、是向人體注射放射性核素示蹤劑，使帶有放射性核素的示蹤原子進(jìn)入人體內(nèi)要成像的臟器或組織，使它們變成射線源，然后通過測量放射性核素在人體內(nèi)的分布來成像。,6.5.1 概述,1．XCT和ECTX射線計算機(jī)斷層是屬于透射式計算機(jī)斷層（transmission computed tomography，簡稱TCT或XCT），放射性核素計算機(jī)斷層屬于發(fā)射型計算機(jī)斷層（emission computed tomography,簡稱ECT）。,6.5

39、.1 概述(1),2．核醫(yī)學(xué)影象設(shè)備的分類單光子系統(tǒng)。用這種系統(tǒng)造成平面投影圖像的設(shè)備稱為γ相機(jī)，產(chǎn)生斷層圖像的設(shè)備稱為單光子發(fā)射計算機(jī)斷層（Single Photon Emission Computed Tomography,簡稱SPECT）。正電子發(fā)射計算機(jī)斷層（Positron Emission Computed Tomography，簡稱PECT或PET）。,6.5.2 閃爍γ照相機(jī),1．γ照相機(jī)的基本原理γ照相機(jī)是一

40、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，是診斷腫瘤和循環(huán)系統(tǒng)疾病的重要設(shè)備。,6.5.2 閃爍γ照相機(jī)(1),γ相機(jī)的基本組成如圖6.5.1所示。當(dāng)受檢者注射放射性同位素標(biāo)記藥物后，放射性核素有選擇地濃聚在被檢臟器內(nèi)，該臟器就成了一個立體射線源，該射線源放射出的γ射線經(jīng)過準(zhǔn)直器射在NaI(TL)晶體上，立即產(chǎn)生閃爍光點。閃爍光點發(fā)出的微弱熒光被光導(dǎo)耦合至光電倍增管（PMT），輸出脈沖信號。這些脈沖

41、信號經(jīng)后面的電子線路處理形成能量和位置兩個通道的信號，位置信號確定顯示光點的位置，能量信號確定該光點的亮度。經(jīng)過一定時間的積累，便形成一幅閃爍圖像，并可用照相機(jī)拍攝下來，就完成了一次檢查。,6.5.2 閃爍γ照相機(jī)(2),6.5.2 閃爍γ照相機(jī)(3),2．γ相機(jī)的結(jié)構(gòu)和主要部件如圖6.5.1所示，γ相機(jī)主要由探頭、電子線路和顯示系統(tǒng)三部分組成。,6.5.2 閃爍γ照相機(jī)(4),（1）探頭 探頭是γ相機(jī)的核心部件，它包括準(zhǔn)直器

42、、閃爍晶體、光電倍增管、前置放大電路、光導(dǎo)和定位網(wǎng)絡(luò)電路等。圖6.5.2(a)是由19個光電倍增管構(gòu)成的閃爍γ相機(jī)探頭。,6.5.2 閃爍γ照相機(jī)(5),（2）電子線路部份如圖6.5.1所示，γ相機(jī)的電子線路部份主要由能量信號通道和位置信號通道兩部份組成。位置信號通道對X+，X-，Y+和Y-進(jìn)行處理得到X=（X+-X-）/Z和Y=（Y+-Y-）/Z的位置信號，這是閃爍光點的位置。（3）顯示系統(tǒng)顯示系統(tǒng)由示波器和照相機(jī)組成，照相機(jī)

43、可以對準(zhǔn)顯示熒光屏進(jìn)行攝影。目前γ相機(jī)的顯示系統(tǒng)都由微型計算機(jī)的顯示器實現(xiàn)。,6.5.2 閃爍γ照相機(jī)(6),3．γ相機(jī)成像原理γ相機(jī)把人體臟器內(nèi)的放射性核素的三維分布變成一張二維分布的圖像或照片.,閃爍γ照相機(jī),6.5.3 單光子發(fā)射計算機(jī)斷層(SPECT）,單光子發(fā)射計算機(jī)斷層是核素顯象技術(shù)中繼掃描機(jī)和γ相機(jī)問世后的又一次突破。1．SPECT與γ相機(jī)的比較目前醫(yī)院中用得最多的SPECT稱為旋轉(zhuǎn)γ相機(jī)型的ECT，這種SPECT

44、是γ相機(jī)探頭加上旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和圖像重建軟件，它包含了γ相機(jī)的功能，增加了斷層圖像獲取和圖像重建功能，而價格只比一般γ相機(jī)貴20％一30％。,6.5.3單光子發(fā)射計算機(jī)斷層(SPECT）(1),SPECT與γ相機(jī)相比有三個優(yōu)點：(1)SPECT可以得到真正的三維立體信息，即由許多二維斷層圖像重建而形成三維圖像，而γ相機(jī)只能得到二維重疊圖像。(2)SPECT提供了全定量的分析手段。γ相機(jī)測得的放射性強(qiáng)度是單位面積的迭加信息；SPECT可得到

45、單位體積的放射性濃度，能反映臟器深度方面的活性差異，這是開展定量分析的基本依據(jù)。(3)SPECT改變了臟器深度方面的空間分辨率，而一般γ相機(jī)對表淺部位容易探測，對臟器深部就很困難，深部信息重疊在一起，很難分辨。,6.5.3單光子發(fā)射計算機(jī)斷層(SPECT）(2),2．SPECT與XCT比較（1）XCT是透射式成像設(shè)備，射線源在人體外部；SPECT是發(fā)射式成像設(shè)備，射線源在人體內(nèi)部。（2）XCT的空間分辨率較高，可達(dá)到小于0.5mm

46、，所以圖像清晰；SPECT的圖像分辨率只有4mm左右，圖像清晰度不如XCT。 （3）XCT的射線源是X射線；SPECT的射線源是γ射線。,6.5.3單光子發(fā)射計算機(jī)斷層(SPECT）(3),（4）XCT測得的圖像反映的是臟器形態(tài)；而SPECT測得的圖像可反映臟器的結(jié)構(gòu)和功能。（5）在圖像重建方面，SPECT和XCT一般都采用濾波反投影的重建方法。 （6）SPECT的價格一般比XCT便宜，約為XCT的1/3，為核磁共振（MRI）的

47、1/5。,6.5.3單光子發(fā)射計算機(jī)斷層(SPECT）(4),3．SPECT的基本原理ECT(這里主要指SPECT)是利用放射性同位素作為示蹤劑，將這種示蹤劑注入人體內(nèi)，使該示蹤劑濃聚在被測臟器上，從而使該臟器成為Y射線源，在體外用繞人體旋轉(zhuǎn)的探測器記錄臟器組織中放射性的分布，探測器旋轉(zhuǎn)一個角度可得到一組數(shù)據(jù)，旋轉(zhuǎn)一周可得到若干組數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以建立一系列斷層平面圖像。計算機(jī)則以橫截面的方式重建成像。,GE雙探頭SPECT,以色

48、列變角度SPECT,6.5.4正電子發(fā)射計算機(jī)斷層（PET）,ECT的另一大類是正電子發(fā)射型計算機(jī)斷層（Positron Emission Computed Tomography，簡稱PECT或PET）。SPECT探測器接收來自體內(nèi)的示蹤核素發(fā)出的γ射線，而PECT探測器接收體內(nèi)正負(fù)電子湮沒輻射所產(chǎn)生的一對511keVγ光子，在物理上兩者無明顯區(qū)別，但方法上有很大不同。,GE公司PET,第六節(jié) 核醫(yī)學(xué)的臨床應(yīng)用,6．6．1 概述核

49、醫(yī)學(xué)的臨床應(yīng)用主要分診斷和治療兩方面。核醫(yī)學(xué)診斷又分為體內(nèi)檢查法和體外檢查法。,6.6.2 放射免疫分析,放射免疫分析，簡稱放免分析RIA，這是一種新的體外樣品測量技術(shù)。,6.6.3 放射性核素顯像,1．原理放射性核素或其標(biāo)記物被引入人體后，被某一臟器攝取和濃聚，使該臟器發(fā)射穿透組織的核射線，在體外用探測器進(jìn)行定量探測，并定位定量地顯示出臟器的圖像。,6.6.3 放射性核素顯像(1),2．顯像的基本條件有兩條：①具有能夠選擇

50、性聚集在特定臟器、組織和病變的放射性核素或放射性標(biāo)記物，使該臟器、組織或病變與鄰近組織之間的放射性濃度差達(dá)到一定程度；②利用核醫(yī)學(xué)顯像裝置探測到這種放射性濃度差，根據(jù)需要以一定的方式將它們顯示成像，即是臟器、組織或病變的影像。,6.6.3 放射性核素顯像(2),3．顯像方式①靜態(tài)顯像與動態(tài)顯像②局部顯像和全身顯像③平面顯像與斷層顯像④陽性顯像與陰性顯像,6.6.4 放射性非顯像檢查法,測量時間—放射性曲線形式顯示，如圖6.

51、6.2為腎區(qū)的時間—放射性曲線。另一種是直接探測腫瘤和淋巴引流區(qū)的放射性計數(shù)。,6.6.5 核醫(yī)學(xué)診斷應(yīng)用領(lǐng)域,（1）神經(jīng)系統(tǒng)（2）心血管系統(tǒng)（3）消化系統(tǒng)（4）呼吸系統(tǒng)（5）秘尿生殖系統(tǒng)（6）骨骼系統(tǒng)（7）內(nèi)分泌系統(tǒng)（8）腫瘤和感染,6.6.6 放射性核素治療（治療核醫(yī)學(xué)）,放射性核素是將開放型放射性核素或其標(biāo)記物引入體內(nèi)，利用核素發(fā)射出的β-粒子的電離輻射生物效應(yīng)，抑制或破壞病變組織，達(dá)到治療目的。由于合適的放射