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1、第二章 放射性药品及显像原理,孙俊杰 李龙,第一节 放射性药品及质量控制 第二节 核医学显像的基本原理和方法 第三节 核医学显像诊断效能评价 第四节 放射性药物的研究进展,第一节 放射性药品及质量控制,一、放射性药品的定义 放射性药品（Radioactive drugs）：用于临床诊断或者治疗的放射性核素制剂或其标记药品。 用于显像-显像剂。 获得国家药品监管部门批准的放射性药物称为放射性药品。,二、放射性药品的分类,用途,治疗,诊断,功能测定,体外分析,体内诊断,显像,单光子,正电子,体内治疗,体外治疗,第一节 放射性药品及质量控制,（一）体内诊断用放射性药品,引入体内后，可被核医学探测仪器
2、在体外探测到，从而适用于显像和功能测定的一类放射性药品。,第一节 放射性药品及质量控制,诊断用放射性药品的要求,放射性核素应有适当的物理半衰期T1/2 适当的有效半衰期Te 发射单一、X射线，能量适中(80200kev) 高的靶/非靶（T/NT）比，靶器官中积聚快，血液中清除快 良好的稳定性（化学稳定性，辐射稳定性，标记稳定性，体内稳定性） 其他：物理性状、PH、无菌、无热源、无毒性，放射性核素纯度，放射化学纯度。,第一节 放射性药品及质量控制,正电子放射性药品,由医用小型回旋加速器(baby cyclotron)生产。 多为超短半衰期同位素，通常由医院内的小型回旋加速器即时生产，就地使用。
3、常用正电子核素均为组成机体内的固有元素，在研究人体组织细胞的生理、生化、代谢、受体等诸方面均显示出独特的优势。 氟18F脱氧葡萄糖（18F-fluorodeoxyglcose， 18F-FDG）是目前临床应用最为广泛的正电子放射性药品。,第一节 放射性药品及质量控制,（二）体内治疗用放射性药品,1、具有很强的电离辐射作用和生物效应，同时只具有很弱的穿透能力，常用发射射线的核素，近期发展和EC的核素。 2、有很高的靶/非靶（T/NT）特性，靶器官浓聚快。,第一节 放射性药品及质量控制,（三）体外分析用放射性药品,用于体外放射分析(in vitro radioassay) 如放射免疫分析（radi
4、oimmunoassay，RIA）、免疫放射分析（immunoradiometric assay, IRMA）、放射受体分析（radioreceptor assay, RRA）等中应用的放射性药品。临床习惯将其称之为放射性试剂（radioactive reagent）。,第一节 放射性药品及质量控制,放射性核素 生产,放射性药物,质量控制,临床应用,标记,第一节 放射性药品及质量控制,三、放射性核素的来源,核反应堆（nuclear reactor） 核裂变产物(nuclear fission) 放射性核素发生器(radionuclide generator) 回旋加速器(cyclotron),
5、第一节 放射性药品及质量控制,（一）核反应堆照射生产,以铀-235（235U）和钋-239（239Pu）为核燃料，利用其衰变过程中产生的中子轰击靶物，产生核反应，再经过一定的化学纯化处理，即可得所需放射性核素。 如：3H、14C、32P、51Cr、99Mo、113Sn、125I、131I、133Xe、153Sm、 198Au、203Hg等,第一节 放射性药品及质量控制,反应堆,第一节 放射性药品及质量控制,（二）核裂变产物分离提取,核燃料235U和239Pu发生核裂变后可产生400多种裂变产物，但有实际应用价值的仅有十余种。对核医学诊断和治疗有意义的裂变核素有：90Sr、 99Mo、131I和
6、133Xe等。,第一节 放射性药品及质量控制,（三）放射性核素发生器,用的长半衰期放射性核素（母核）衰变产生短半衰期放射性核素（子核）的装置，通过其衰变生成关系，达到衰变平衡，采用合适的分离方法将母核与子核分开，子核即为所用 的放射性核素。,第一节 放射性药品及质量控制,核医学常用的核素发生器： 67h 6.02h 99M0（钼） 99mTc（锝） 99Tc -140kev 115d 1.658h（99.5min） 113Sn（锡） 113mIn（铟） 113In -392kev 69.4d 16.9h 188W（钨） 188mRe（铼） 188Re -155kev,第一节 放射性药品及质量控
7、制,发生器,第一节 放射性药品及质量控制,（四）回旋加速器生产,回旋加速器能加速质子、氘核、氚核、粒子等带电粒子，这些被加速后带有巨大能量的粒子轰击各种靶核，可引起不同核反应，生成多种放射性核素。 医学中常用的回旋加速器生产的放射性核素有11C、13N、15O、18F、67Ga、111In、 123I、201Tl等。,第一节 放射性药品及质量控制,回旋加速器原理,第一节 放射性药品及质量控制,加速器,第一节 放射性药品及质量控制,四、放射性药品的制备,（一）化学合成法：使用含有放射性核素的合成原料，根据通常的化学合成原理，制备标记化合物。 （二）生物合成法：利用动、植物或微生物的代谢过程或生物
8、酶的活性作用，将放射性核素注入所标记物分子上去，生物合成法分为全生物合成和酶促合成两种，前者是利用生物代谢性过程完成合成，后者是利用某些特定的酶，促进放射性核素与被标记物反应，合成所需要的化合物。,第一节 放射性药品及质量控制,（三）同位素交换法：标记分子中的一个或多个原子被具有不同质量数的同种原子的放射性同位素置换，该标记化合物除了有同位素效应外，其理化、生物学特性是相同的。 （四）络合反应法：将中心原子与一定数目的负离子或中性分子直接结合，组成复杂络合物的方法。是制备放射性药品的常用方法，如99Tcm的放射性药品制备。 络合反应法合成的放射性药品，有些需加入双功能螯合剂，经螯合作用后生成复
9、杂的“放射性核素-螯合剂-被标记物”形式的螯化物。,第一节 放射性药品及质量控制,（五）正电子放射性药品的制备方法 ：由于11C、13N、15O、18F半衰期短，其制备时间应控制在3个半衰期内，故正电子放射性药品的制备基本全部在计算机控制的具有严密防护的自动合成装置和特制的化学合成模块中进行。常用于18F制备的方法有：亲核氟代标记法和亲电氟代标记法。 68Ga、82Rb、62Cu等正电子放射性药品的制备与99Tcm放射性药品相似，多采用配套的配体药盒。,第一节 放射性药品及质量控制,（六）其他制备方法： 1.热原子反冲标记法 2.加速离子标记法 3.辐射合成法,第一节 放射性药品及质量控制,五
10、、放射性药品的质量控制和质量检验,放射性药物为临床使用，应确保其安全性，放射性药物应进行物理化学检验和生物学检验，以确保安全。,QA： 质量保证 (quality assurance) QC： 质量控制 (quality control) QT： 质量检验(quality tests) GMP： 药品生产和管理规范 (good manufacturing practice ) GRP： 放射性药品生产和管理规范 (good radiopharmacy practice),第一节 放射性药品及质量控制,（一）物理化学检验,1药品性状 ：检测澄明度及颜色；有些胶体或颗粒状，其大小应符合要求。 2放
11、射性核纯度 ：指定放射性核素的活度占该药品总放射性活度的百分比，主要控制其他放射性核素产生的污染。 测定方法:能谱法、屏蔽法、半衰期法等。 3放射性活度 4pH值：特定pH值对于保证放射性药品的稳定性是重要的。,第一节 放射性药品及质量控制,5、放射化学纯度：指定化学形态的放射性活度占总放射性活度的百分比。放射化学杂质越多，放射纯度越低，将直接影响放射性药物的使用。 测定方法：纸层析法、薄板层析法、高效液相色谱法等。 6化学纯度： 指放射性药品中所需化学形态的含量占所有化学形态总量的百分比。化学杂质一般是在生产过程中带入的，某些过量的化学杂质可引起毒副反应或影响放射性药品的制备和使用。 测定方
12、法：滴定法、分光光度法、原子吸收等。,第一节 放射性药品及质量控制,（二）生物学检验,1无菌检验 2热原检验 3毒性检验 4生物分布试验,第一节 放射性药品及质量控制,（三）正电子放射性药品质量控制,正电子放射性核素的特点： （1）半衰期短，故制备必须迅速，一般采用自动化核素制备和药品合成系统。 （2）临用前多由医疗机构自行制备和合成。 （3）批量较少，一般每批仅为数剂。 因此，临床使用前不可能对每一批正电子类放射性药品进行全项检验，必须采取快速可行的质量检验方法。,第一节 放射性药品及质量控制,六、放射性药品的使用原则,1正当性判断 2放射性药品的选择 应选择所致辐射吸收剂量最小者。 3内照
13、射剂量和用药剂量的确定 必须低于国家有关法规的规定 4保护性措施 采取必要的保护措施。 5特殊人群的处理 对孕妇、哺乳期妇女、近期准备生育的妇女、婴幼儿应用放射性药品要慎重考虑。,第一节 放射性药品及质量控制,第二节 核医学显像的基本原理和方法,一、核医学显像的定义 二、核医学显像的基本原理 三、核医学显像的类型 四、核医学显像的基本方法 五、核医学显像的特点,一、核医学显像的定义,将放射性核素及其标记化合物引入体内，实现脏器、组织、病变的功能性显像方法，也称放射性核素显像。,第二节 核医学显像的基本原理和方法,二、核医学显像的基本原理,显像剂,第二节 核医学显像的基本原理和方法,（一）细胞选
14、择性摄取,1、特需物质 2、特价物质 3、代谢产物和异物,第二节 核医学显像的基本原理和方法,1、特需物质 细胞完成某种功能所需要的某种特需物质可被该细胞选择性摄取。用该元素的放射性核素或放射性核素标记特定的化合物引入机体，则可进行脏器或组织的显像。 如：131I - 甲状腺显像 131I-胆固醇-肾上腺皮质显像 18F-FDG-脑、心肌、肿瘤显像,第二节 核医学显像的基本原理和方法,正常甲状腺显像,第二节 核医学显像的基本原理和方法,2、特价物质 有些细胞选择性摄取特定化学价态物质。 心肌摄取正一价金属阳离子/正一价小分子化合物，201Tl、99Tcm-MIBI进行心肌显像。 99Tcm-H
15、MPAO，脂溶性、零电荷、小分子，可进入脑细胞，使脑组织显像,第二节 核医学显像的基本原理和方法,99Tcm-MIBI心肌断层显像,第二节 核医学显像的基本原理和方法,3、代谢产物和异物 特定脏器组织细胞具有选择性摄取并清除机体代谢产物和入侵异物的功能。 131I-玫瑰红、 99Tcm-亚氨二乙酸：肝细胞摄取，随胆汁排出-肝胆系统显像。 99Tcm-硫胶体：巨噬细胞系统吞噬-肝、脾、骨髓、淋巴系统显像。 131I-OIH：肾小管上皮细胞摄取，尿液排出-肾脏、尿道显像。,第二节 核医学显像的基本原理和方法,正常肝胆显像,第二节 核医学显像的基本原理和方法,（二）化学吸附和离子交换,羟基磷灰石表面
16、富含PO4-、Ca2+等阳性和阴性离子，可与血液和组织中相同的离子和化学性质类似的物质交换。 99Tcm-MDP-骨显像 99Tcm-PYP-心肌梗死灶显像,第二节 核医学显像的基本原理和方法,骨显像,第二节 核医学显像的基本原理和方法,（三）特异性结合,放射免疫显像（radio immuno imaging，RII） 放射受体显像（radio receptor imaging，RRA） 放射基因显像（radio gene imaging）,第二节 核医学显像的基本原理和方法,多巴胺神经受体显像,第二节 核医学显像的基本原理和方法,（四）微血管栓塞 静脉注射大于肺毛细血管直径 (7m) 的颗粒型放射性药品，如99Tcm-MAA 可随血流进入肺毛细血管床，并暂时性栓塞在肺部，而使肺显影。,第二节 核医学显像的基本原理和方法,（五）生物区通过和
