核子醫學概論

核子醫學的定義和內容
一、核子醫學的定義
1. 近年來核射線 (包括γ光子、β粒子和中子流等) 的臨床應用發展迅速，應用非密封型放射性同

位素發射的核射線對疾病進行診斷和內照射治療，在應用原理、方法、條件設備和防護管理等方面都有特點，已形成一門新學科，即核子醫學 (Nuclear Medicine)。在醫院內由核子醫學科專門實施這方面的工作包括各種核技術在醫學基礎理論方面的應用研究，如實驗放射性示蹤技術、體外放射性配體結合分析、放射自顯影、活化分析和穩定性核素示蹤技術等。

2. 核子醫學有時也被用作為同位素和核射線在醫學上的應用及其理論研究的總稱。

3. 關於核射線對生物的輻射效應、放射損傷的診斷與治療、放射衛生防護等也屬於廣義的核子醫學範圍。

二、核子醫學的內容

      核子醫學

      診斷治療

      體內檢查法 體外檢查法

      放射性核素顯像 非顯像檢查法

核子醫學的診療原理和特點

 一、 體內檢查法的診斷原理和特點
        1. 顯像檢查法的原理

放射性同位素顯像的原理、種類和特點具有能夠選擇性聚集在特定臟器或病變的放射性同位素或放射性標記物，使該臟器或病變與鄰近組織之間的放射性度差達到一定程度。利用核子醫學顯像裝置探測到這種放射性濃度差，並根據需要以一定的方式將它們顯

示成像，即是臟器或病變的影像。

A. 放射性同位素在臟器或病變中選擇性聚集的機制

1) 細胞選擇性攝取：

            i. 特殊需要物質：有些物質是某些細胞完成某種功能所特需的，因而能被選擇性地攝取。例如放射性碘和放射性碘標記的膽固醇與天然碘和膽固醇一樣，作為合成甲狀腺激素和腎上腺皮質激素的必要的特殊原料，可以分別被甲狀腺上皮細胞和腎上腺皮質顯影。放射性標記的葡萄糖與天然葡萄糖一樣可以作為能源物質被腦細胞和心肌細胞攝取，聚集量明顯高於其它組織，故可使腦灰質和心肌顯影。

            ii.代謝產物和異物：特定臟器的特定細胞具有選擇性攝取代謝產物和異物的功能，以完成把它們從血液中清除出去的任務。例如放射性碘標記的鄰碘馬尿酸類似代謝產物馬尿酸，由腎小管上皮細胞攝取，再隨尿液排出，因而可以使腎臟和尿路顯影。放射性鎝標記的HIDA或 DISIDA 可由肝細胞攝取，再隨膽汁排出，因而可使肝和膽道顯影。血液中的放射性膠體微粒由網狀內皮細胞吞噬，使肝、脾和骨髓顯影。皮下的放射性膠體微粒則是被組織內的吞噬細胞吞噬後匯集到淋巴結，淋巴系得以顯影。血液中的放射性標記的熱變性紅細胞將被攔截在脾竇內，可使脾臟顯影。

           iii. 特殊價態物質：一些細胞可以選擇性攝取特殊價態物質。例如心肌細胞可以比鄰近組織更多地攝取與鉀離子(K⁺)類似的正一價物質，如鉈(Tl⁺)和放射性鎝標記物的異類化合物的正一價部分等而使心肌顯影。脂溶性零價小分子物質，如放射性鎝標記的 HMPAO 可通過血腦屏障進入腦細胞而使腦灰質顯影。

2) 化學吸附作用：

骨骼的基本結構－羥基磷灰石晶體具有高度吸附放射性鎝標記的磷酸化合物的功能，故可使全身骨骼清晰顯影，骨外鈣化病灶和沉積羥基磷灰石的心肌梗塞病灶等亦可顯影。

3) 微血管栓塞：

靜脈注射大於毛細血管直徑( >7 μm)的放射性顆粒，當它們隨血流灌注到肺微血管床時將暫時栓塞在那裏而使肺顯影。

4) 特異性結合：

放射性標記的受體配體只與該受體結合，放射性標記的抗體只與相應的抗原結合，從而可受體和含有特殊抗原的組織顯影，這種影像具有高度的特異性。例如放射性碘標記的間位碘代能與腎上腺素能受體結合，因此可以使富含腎上腺素能受體的嗜鉻細胞瘤及其轉移灶等顯影，有高度的特異性。後者稱為放射免疫顯像。由於腫瘤組織常含有特異抗原，因此這種顯像是特異性診斷腫瘤的理想方法。放射性標記的白細胞和纖維蛋白原亦因能分別特異性地聚集在炎症病灶和血栓部位而使它們顯影。

5) 通道、 灌注和生物區分布：

將適當的放射性同位素引入某一通道或當放射性同位素通過某一通道時，可以使這些通道顯影。例如由大靜脈注射放射性同位素，它們將依序通過腔靜脈、右心房、右心室、肺血床、左心房、左心室、升主動脈、主動脈弓而達到降主動脈，可使這些血管的管腔和心臟房、室腔陸續顯影，稱為放射性同位素心血管造影。放射性同位素隨血流從動脈向相應臟器血管床灌注也可獲得臟器的動脈灌注影像。如果靜脈注入的放射性同位素能夠存留在血循環中，則可獲大血管、心房、心室和各臟器的血池影像，並且使一些含血量明顯增高的病變如出血部位或含血量明顯減少的病變如靜脈血栓部位得以顯示。放射性標記的 DTPA 直接注入脊髓蛛網膜下腔後，將隨腦脊液擴散至整個脊髓蛛網膜下腔，然後進入各腦池，最後由腦凸面的蛛網膜顆粒吸收，這可使其通過的各個部位相繼顯影，若有腦脊液漏存在也將在相應部位出現異常影像。放射性氣體吸入呼吸道和相繼呼出則可使呼吸道顯影。

B. 顯像的方式和種類

1) 靜態顯像與動態顯像：

            i. 靜態顯像 (Static Imaging)：當放射性同位素在臟器內或病變處的濃度處於穩定狀態時進行顯像稱為靜態顯像。這種顯像允許採集足夠的放射性計數用以成像，故所得影像清晰而可靠，多用作觀察臟器和病變的位置、形態、大小和放射性分布。

            ii. 動態顯像 (Dynamic Imaging)：放射性同位素隨血流流經和灌注臟器、或被臟器不斷攝取和排泄、或在臟器內反覆充盈和射出等過程，造成臟器內的放射性在數量上或在位置上隨時間而變化。用放射性顯像裝置以一定的速度(如每秒一幀)連續採集該臟器的多幀影像，把它們系列化或以電影方式顯示，便為能夠反映上述各種變化過程的動態影像。

        2) 局部顯像與全身顯像：

    i. 局部顯像 (Regional Imaging)：指只顯示身體某一部位或某一臟器的影像，最為常用。
    ii. 全身顯像 (Whole Body Imaging)：利用γ照相機的放射性探測器沿體表作勻速移動，從頭至足依序採集全身各部位的放射性，將它們顯示為全身影像。常用於全身骨骼顯影、探尋腫瘤或炎性灶。

3) 平面顯像與斷層顯像：
    i. 平面顯像 (Planar Imaging)：將放射性顯像裝置的放射性探測器置於體表的一定位置採集某臟器的放射性影像，所得影像稱平面影像，可從受檢者的前方、後方、側方或斜方顯像。

   ii. 斷層顯像 (Tomography)：用特殊的放射性顯像裝置可以像X光線CT一樣，在體表連續或間斷採集多體位平面影像數據，再由計算機重建成為各種斷層影像，如橫斷層影像 (Transaxial Image) 、冠狀斷層影像 (Coronal Image) 和矢狀斷層影像 (Sagittal Image) 等。

4) 陽性顯像與陰性顯像：
    i. 陽性顯像(Positive Imaging)，又稱熱區顯像(Hot Spot Imaging)：指在靜態影像上主要以放射性比正常增高為異常的顯像，如心肌梗塞病灶顯像、骨骼顯像和特異性結合顯像等。
   ii. 陰性顯像(Negative Imaging)，又稱冷區顯像(Cold Spot Imaging)：指在靜態影像上主要以放射性比正常減低為異常的顯像，臨床上的常規顯像如局部腦血流顯像、心肌灌注顯像、肝顯像、腎皮質顯像等屬此類型。

C. 放射性同位素顯像的特點

放射性同位素顯像是以臟器和病變內、外放射性差別和臟器內局部放射性差別為基礎的顯像方法，而臟器和病變內放射性的高低直接與放射性同位素的聚集量有關，聚集量的多少又取決於血流量、細胞功能、細胞數量、代謝率和排泄引流等因素，因此，放射性影像不僅顯示臟器和病變的位置、形態、大小等解剖結構，更重要的是同時提供有關臟器和病變的血流、功能、代謝和引流等方面的信息。眾所周知，血流、功能和代謝異常，常是疾病的早期變化，出現在形態結構發生改變之前。因此放射性同位素顯像有助於疾病的早期診斷，並廣泛應用於臟器代謝和功能狀態的研究。
    放射性同位素顯像具有多種動態顯像方式，使臟器和病變的血流和功能情況得以動態而定量地顯示，給出很多功能參數，與靜態顯像相配合常能提供疾病更為早期的表現。
    放射性同位素顯像多因臟器或病變特異性聚集某一種放射性同位素而顯影，因此影像常具有較高的特異性，可顯示諸如受體、腫瘤、炎症、異位甲狀腺、腎上腺外嗜鉻細胞瘤等的影像，而這些組織單靠形態學檢查常常是難以確定，甚至是根本不可能顯示。
    但本法受引入放射性活度的限制，成像的信息量不是很充分，使影像的清晰度較差，影響對細微結構的精確顯示，在這方面不如CT和MRI檢查。因此，根據臨床需要，適當聯合應用功能性顯像和形態學顯像將可獲得最為全面而必要的信息，以對疾病作出既早期又全面的診斷和定位，有助於進行及時而準確的治療。

        2. 非顯像檢查法的原理

     非顯像檢查法是利用較為簡便的放射性探測器在體表探測和紀錄放放射性同位素或放射性標記物在臟器和組織中被攝取、聚集和排出的情況，如以時間－放射性曲線等形式顯示腎功能或以放射碘攝取率顯示甲狀腺功能。

二、體外檢查方法的診斷原理