第05章 核医学影像诊断

《第05章 核医学影像诊断》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第05章 核医学影像诊断（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第五章核医学影像诊断现代核医学影像诊断的最基本过程是利用放射性测量仪探测积聚在体内特定组织器官 的放射性药物发射出的放射线，一个由计算机处理、可以产生断层图像的测量仪即为发射型 计算机断层显像仪，简称ECT（emission computed tomography）。和放射科的透射型计算机 断层显像仪（简称CT）的影像截然不同，核医学影像是一个由活体产生的功能性图像，根 据引入的放射性药物的性质，还可以是一个生化的、甚至是分子的图像，由此也决定了核医 学必定是一个复杂而又充满生命力的学科。第一节显像仪器和检查方法一、显像仪器（一）单光子发射计算机断层显像仪（single photon emis

2、sion computed tomography,SPECT）SPECT由下列单元组成.不同类型的准直器（使探头只接受体内对应位置上发射的丫射 线）.一块碘化钠晶体（吸收丫射线、产生可见光）.数十个光电倍增管（将可见光转化为 光电子并放大为含位置与能量信号的电脉冲）.电子线路（放大、传输和保存电脉冲，分 析、校正每个射线的位置、能量信号）.采集控制（决定探测射线的时间、间隔和方式） .图像处理（图像重建、衰减校正和感兴趣区内计数分析）.显示装置（干片机、网络打 印机）.检查床。其中晶体、光电倍增管和部分电子线路等组成探头。现在，SPECT的探 头数目已从单个增加到23个，视野从小圆形发展到矩形

3、大视野，测量能力从单纯测量单 光子放射性核素药物发展到能测正电子核素18F （早期用超高能准直成像法，目前主要用符 合探测成像法）和X线（带有定位CT），后者称之为多功能SPECT。多功能SPECT兼有 CT和PET功能，将解剖图像同机融合入功能图像，但其符合探测效率和分辨率低于PET 方法，大于1.5cm的肿瘤病灶检出率约92%，而大于2cm的肿瘤病灶未见一例假阴性，肺 部诊断效率优于腹部和颈部。（二）正电子发射计算机断层显像仪（positron emission computed tomography，PET）PET由数百个模块状探测器组成的多环型探测仪，专用于测量正电子放射性核素，效率

4、高、速度快、图像质量好。探测器相当于SPECT的探头，由一块切割成甲X8矩阵的晶体、 一个或多个光电倍增管及其电子线路、屏蔽材料组成，每组数十个探测器按360排列、产 生8环，n组探测器产生nx8个环、nx8x2-1个断层数。碘化钠晶体的PET性能略差，目前 主要用于1审探测，但因其成本较低、易被临床接受而称之cPET（clinical PET）。错酸铋（BGO） 晶体PET可测量各种正电子放射性核素药物，能作定量分析，故称dPET（dedicated PET）。 现在，PET已发展成全身型、带有多排螺旋CT的CT- PET，并有性能更优的硅酸镥（LSO） 晶体PET和多达720个探测器、57

5、6mm轴向视野的PET出现。临床上约70%以上的PET显像用于肿瘤，其次用于难治性癫痫术前定位、早老性痴呆 诊断和心肌存活性判断等。（三）CT-PETCT-PET是核医学影像在肿瘤疾病诊断上最具革命意义的创新，它将PET对恶性病灶探 测灵敏度高、特异性强的特点与CT精确解剖定位的优势联合在一起，实现了高质量的同机 图像融合，对肿瘤进行早期、正确的生物学行为分析和高精度的定位，进一步提高了肿块定 性、肿瘤分期、疗效分析的准确性。在卵巢、子宫内膜和头颈部等普通PET不易解决的癌 症诊断上有了满意的结果，可改变治疗计划达31%75%。CT- PET不仅灵敏度更高，可以 尽可能将肿瘤及其转移灶设计在照

6、射野的中心，而且特异性更强，能有效地将肿瘤组织与正 常组织区分开来，从而在有效治疗肿瘤的同时，减少了对正常组织的破坏，对适型放疗和生 物调强放疗有明显的临床应用价值。CT- PET利用CT的断层图像对PET图像进行衰减校正， 进一步缩短了显像时间，提高了 PET图像的质量。二、检查方法（一）数据采集SPECT采集方法有局部静态平面显像；局部动态平面显像；局部静态断层显像； 全身静态平面显像（俗称全身扫描）；门电路控制动态显像；局部双核素采集；符 合探测。PET检查方法有2维或3维局部动态或静态断层、门控断层，全身PET能将多个 断层自动依次连接一起并作校正、产生一个全身的静态断层图像。核医学影

7、像中极为重要的 采集、校正和处理方法介绍如下：1. 符合探测是正电子核素测量的基础。一个正电子核素在组织中湮没后产生一对方向 相反的两个Y光子，利用180配置的两个探头、在同一时刻（1015ns）内可以在直线方向 上分别接受这两个光子，在该时刻内直线以外或其它探头接受到的光子，或在该直线方向上 不同时刻接受到的光子都被认为与该正电子核素无关，这种时间甄别、电子准直的测量方式 即为符合探测。上述PET在同一环内两个相对探测器的符合为直接符合，邻近环间相对探 测器的符合为交叉符合，3维采集就是多层面的交叉符合，能提高测量灵敏度。在实际的测 量中，毫无时间与空间关系的两个光子可落在符合时间窗内形成随

8、机符合、增加了图像噪声， 来源于同一正电子的两个光子可在散射、偏离后再发生符合（即散射符合）从而影响了图像 的位置精度，这些都不是真符合，应分别通过控制注射剂量和改进软硬件加以消除。2. 衰减校正光子到达探头前在组织中的行径路程越长，能量消耗越大而有可能被衰减 掉，因此需要进行衰减校正，这对符合探测的图像有重要意义，能改善局部不均匀、高密度 结构畸变和边缘效应，使图像容易判读、定位更加准确，并可供正确计算SUV （标准摄取 值）。但值得注意的是，体内金属植入物部位经衰减校正后会产生假阳性结果。衰减校正的 方法是用正电子核素68Ge（错）、单光子核素137CS（铯）或X线作为透射源，在符合探测前

9、或后 对人体进行透射采集，多功能SPECT和CT-PET均用CT的X线来校正。3. 图像融合是将核医学灵敏度特异性强但分辨率低、解剖结构不清的功能性图像，与 分辨率高、解剖结构清晰但灵敏度特异性低的解剖图像进行空间配准和叠加，可获得两种图 像的互补信息，有利于判断阳性病灶的来源、性质、解剖关系，鉴别生理性摄取，对诊断、 分期，制订治疗方案和随访特别有用。多功能SPECT和CT-PET得到的同机融合图像，在 空间配准上正确性最高。但在腹部和盆腔，由于其中器官的蠕动、器官内容物的不稳定性， 难以保证两种显像过程中器官没有位移。因此，对于包括胃肠道、膀胱等器官融合图像的解 释应当特别慎重。（二）数据

10、分析核医学影像的判断有单纯肉眼定性分析，建立不同感兴趣区进行计数比值（T/NT）和 时间-计数曲线（TAC）等半定量分析。通过感兴趣区获得的重要观察指标有：1. 滞留指数（RI） 反映病灶放射性摄取的变化，对判断良恶性或多药耐药有用。RI= （延迟相计数比值一早期相计数比值）X100% /早期相计数比值2. 标准摄取比值（SUV）是PET常用的半定量分析指标，反映肿瘤摄取放射性的程度。 SUV=S兴趣区平均活度（Bq） /注射剂量（Bq） /体重（g）3. 局部葡萄糖代谢率（LMR） 是FDG PET检查的定量分析指标，检查期间需要连续 动脉采血，计算方法也复杂。由于核医学影像反映功能、生化，

11、每种放射性药物又有一定的生理性分布，因此，应结 合病史和诊疗过程进行综合性分析。（三）显像注意事项除下述各种放射性药物使用前应注意的特殊事项外，还应.避免影响射线探测，不穿 金属纽扣的内衣，显像前去除金属佩带物。免受尿液放射性干扰，全身或下腹部显像前， 应排空膀胱，并注意勿使尿液沾染内裤或皮肤。.肠道有放射性分布的检查，在全身或下 腹部显像前，应先服缓泻药排尽大便。（四）FDG检查的影响因素1. 病灶因素 .小于0.5cm的病变，通常不能被专用PET识别；小于1.2cm的病灶， 符合线路ECT多难于显示。.位于肾集合系统、膀胱、肝、脑皮层及其邻近的病灶易受高 本底放射性的干扰，如前列腺癌、原发

12、性肝癌、肾癌。.一些低代谢或低分级的恶性肿瘤 可呈假阴性，如肺类癌、细支气管肺泡癌、软组织肉瘤。也E特异性摄取：良性疾患见于活 动期结核、脓肿、急性炎症、淋巴结反应性增生、息肉、慢性甲状腺炎、慢性上额窦炎、牙 龈炎、急慢性胰腺炎、炎性假瘤、脂肪坏死、隐球菌性肉芽肿、肺结节病、组织浆细胞病、 Graves病、癫痫发作期，个别腺瘤如甲状腺瘤、平滑肌瘤、垂体瘤等可假阳性。2. 治疗因素 .经有效治疗的病灶放射性摄取可减少。.G-CSF药物使用后5天内， 骨髓反应性增生可致放射性摄取增高。.放疗损伤、活检穿刺部位、手术疤痕、截肢残端 等，有非特异性摄取。3. 个体因素.血糖增高时肿瘤放射性摄取减少，降

13、低显像图质量，影响恶性病变的检 出。注射前、后如未安静休息，可致活动或紧张的肌肉、喉部、大脑等条索状或局部异常 增强。.肠道准备不充分，肠内容物放射性的干扰。4. 仪器因素未作衰减校正或衰减校正过度。第二节放射性药物一、单光子放射性核素单光子放射性核素在8 -衰变后、回复基态时释放单个、单方向的Y光子，可由反应堆、 加速器或发生器生产。其放射性药物用SPECT进行显像。二、正电子放射性核素正电子放射性核素在8 +衰变中释放正电子，后者在组织中发生湮没辐射、产生一对能 量均为511keV但辐射方向呈180的两个Y光子，因此又称为双光子放射性核素。正电子放射性核素uC、】3N、】5O、】8F主要由

14、医用回旋加速器生产，62Cu、68Ga、82Rb、 122I由发生器产生。除半衰期相对较长的18F放射性药物可用带符合电路或带超高能准直器 的SPECT检查外，其它均需用PET来检查。三、放射性药物起示踪作用的上述放射性核素，标记在可被细胞摄取或能滞留在组织腔隙中、起导向作 用的化合物或生化物上，即构成放射性药物，具有亲和某种组织细胞的放射性核素也可直接 被用作放射性药物。单光子放射性药物和18F-FDG半衰期较长，可由厂家或放射性药房制备后运送到医院使 用。iiC、13N、15O的半衰期极短，需要使用部门配备医用回旋加速器当场生产，再用自动 化学合成和快速质检装置制备成放射性药物。最常用的放

15、射性药物主要是半衰期为6h、发射单光子Y射线的99mTc （锝）和半衰期仅 110min、发射正电子8 +射线的18F （氟）标记化合物，如骨显像药物99m锝-亚甲基二膦酸盐 （mTc-MDP）和肿瘤显像药18氟-脱氧葡萄糖（18F-FDG简称FDG）。目前已商品化或已报 道用于人体的放射性药物见表5-1和表5-2。表5-1.常用肿瘤诊断放射性药物种类 名称 半衰期主要射线能量 来源标记化合物举例单光子核素99mTc 锝 6.02h140keV99Mo-99Tcm 发生器99mTc-MDP、99mTc-MIBI、201Tl 铊 73.2hY 135keV、 167keV加速器99mTc-RBC201TlClmIn 铟 67.4hX80keVY 173keV、 247keV加速器111In-OCT67Ga 镓 78.3hY 93 keV、185 keV、加速器67Ga-Cit123I 碘 13.2h131I 碘 8.04d300 keV、393keVY 159keV8 -606keV、334keV,加速器Na123I、123I MIBG核反应堆Na131I、131I-MIBG、正电子核素Y 364、 637keV11C 碳 20.3min8 +0.97MeV加速器131I-抗体11C-胆碱、11C-醋酸盐湮没辐射Y 511KeV13N 氮 10.0min P +1