第一章    核醫學總論

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核醫學的定義和內容】【核醫學的診療原理和特點】【放射性藥物、放射性測劑和常用核醫學儀器

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第一節    核醫學的定義和內容

X射線的臨床應用已有近一百年的歷史,放射學(Radiology)早已成為一門獨立的學科,它包括放射診斷學(Diagnostic Radiology)和放射治療學(Therapeutic Radiology)。近年來放射線(包括γ光子、β粒子和中子流等)的臨床應用發展迅速,其中應用封閉型放射性同位素(如60鈷)發射的γ光子和加速器產生的中子流等對疾病進行輻射治療,無論在治療原理、治療方法和治療病種等方面都與X射線治療類似,故這方面的內容已列入放射治療學。應用開放型放射性同位素發射的放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,即核醫學(Nuclear Medicine)。在醫院內由核醫學科專門實施這方面的工作。

關於放射線對生物的輻射效應、放射損傷的診斷與治療、輻射安全防護等則完全屬於另一範疇,研究這一範疇的科學稱為放射醫學(Radiation Medicine)。當然對於實施和應用核醫學的人們來講,了解放射醫學的基本知識也是十分必要的。

核醫學包括診斷和治療兩個部分,其中診斷的內容豐富多樣,是核醫學的主體。診斷方法按放射性同位素是否引入受檢者體內分為體內檢查法(In vivo Method)和體外檢查法(In vitro Method)。體內檢查法根據最後是否成像又分為顯像和非顯像兩類方法。利用放射性同位素實現臟器和病變顯像的方法稱作放射性同位素顯像(Radionuclide Imaging),這種顯像有別於單純形態結構的顯像,是一種獨特的功能顯像,為核醫學的重要特色之一。核醫學的上述內容可以簡單歸納如下:

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第二節    核醫學的診療原理和特點

一、體內檢查法的診斷原理和特點

放射性同位素或其標記物與一般天然元素或其化合物一樣,在被引入體內之後,根據其化學及生物學特性有其一定的生物學行為:或是被某一臟器的某種細胞攝取和聚集、或是經由某一臟器的某種細胞清除和排出、或是參與某一代謝過程、或是簡單地在某一生物區積存,等等。由於它發射能穿透組織的放射線,用放射性探測器可以很容易地在體表定量探測到它的所在,從而把上述種種過程定量地顯示出來。經過大量試驗,用統計學方法求出正常規律、正常值、變異範圍和某些疾病的異常特點,乃可根據這些規律和特點對這些疾病進行診斷。

1. 放射性同位素顯像的原理、種類和特點

放射性同位素顯像是一種以臟器內、外或臟器與病變之間的放射性濃度差別為基礎的臟器或病變顯像方法。其基本條件是:a. 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濃度差達到一定程度;b. 利用核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. 顯像劑在臟器或病變中選擇性聚集的機轉

用於臟器或病變顯像的放射性同位素和放射性標記物稱為顯像劑 (Imaging Agent),它們能夠選擇性聚集在特定臟器或病變中的機轉主要有以下幾種:

(1)細胞選擇性攝取

  1. 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細胞選擇性攝取而使甲狀腺腎和上腺皮質顯影。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(圖1-1)。

  2. 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(圖1-2)。放射性碘標劑的玫瑰紅(一種染料)和放射劑鎝標記的乙醯苯胺亞氨酸衍生物由肝細胞攝取,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被攔截在脾竇內,可使脾臟顯影。

  3. 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(T1)和放射性鎝標記的異氰類化合物的正一價部分等而使心肌顯影(圖1-3)。脂溶性零價小分子物質,如放射性鎝標記的六甲丙烯胺B.gif (882 bytes)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C.gif (130 bytes)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(圖1-4),骨外鈣化病灶和沉積C.gif (130 bytes)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(﹥7μm)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埵茖洈芶蒱v(圖1-5)。

(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,從而可使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@.gif (122 bytes)胍能與腎上腺素能受體結合,因此可以使富含腎上腺素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(Radioimmunoimaging;RII)。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(圖1-6)。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

將適當的顯像劑引入某一通道或當顯像劑通過某一通道時,可以使這些通道顯影。例如靜脈注射可以通過肺微血管並且不被肺泡上皮細胞吸收的任何放射性同位素或放射性標記物,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(圖1-7)。顯像劑隨血流從二級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。如果靜脈注入的顯像劑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和出血部位得以顯示(圖1-8)。

放射性標記的二乙三胺五醋酸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,最後由腦凸面蛛網膜顆粒吸收回血,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。放射性氣體和放射性氣溶膠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

顯像按影像顯示方式的不同分為以下幾類:

(1)靜態顯像與動態顯像

  1. 靜態顯像(Static Imaging) 當顯像劑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(Acquisition)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。根據臟器整體和局部放射性的高低可對臟器的整體功能(Global Function)和局部功能(Regional Function)作出判斷,並可發現臟器內有無病損存在。根據一定的生理數學模型,從各個局部的放射性濃度還可計算出一些定量參數,如局部腦血流量、局部葡萄糖代謝率等。局部參數值的大小用不同的灰度或顏色成像,即為參數影像(Parameter Image)或稱功能影像(Functional Image),是定量研究臟器局部功能和局部代謝的極好方法。

  2. 動態顯像(Dynamic Imaging) 顯像劑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1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,便成為能夠反映上述各種變化過程的動態影像。利用計算機“感興趣區”(Region of Interest; ROI)技術可以提取每幀影像中同一個感興趣區域內的放射性數據,生成時間–放射性曲線 (Time-Activity Curve),進而計算出動態過程的各種定量參數(圖1-9)。必要時還可計算出臟器影像中每一個像素(Pixel)的定量參數而獲得參數影像。這種參數影像不僅可用於觀察臟器每個微小局部的功能變化和差別,並且避免了多幀分析和現場電影顯示的麻煩,集動態變化於一幀影像之上,一目了然,易於判斷(圖1-9, 圖 1-10)。

動態顯像與靜態顯像聯合進行,稱為多相顯像(Multiphase Imaging)。如靜脈注射骨骼顯像劑後先進行動態顯像獲得局部骨骼動脈灌注和血池影像,延遲三小時再進行顯像得到反映骨鹽代謝的靜態影像,稱為骨骼三相顯像。

(2)局部顯像與全身顯像

  1. 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。

  2. 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。常用於全身骨骼顯像、全身骨髓顯像、探尋腫瘤或炎性病灶,有重要的臨床價值。

(3)平面顯像與斷層顯像

  1. 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,稱為平面顯像,所得影像稱為平面影像。平面影像實由放射性探測器投射方向上臟器各處放射性從前到後疊加所構成,疊加的結果可能掩蓋臟器內局部的放射性分布異常,因此對較小的,尤其是較深在的病變不易發現。常以多體位顯像來克服這種不足,即分別從受檢者的前方、後方、側方或斜方顯像,達到充分暴露臟器內放射性分布異常的目的。以上各種顯像分別稱為前位、後位、側位和斜位顯像。

  1. 斷層顯像(Section Imaging或Tomography)

用特殊的放射性顯像裝置可以像X射線CT(以下稱XCT)一樣,在體表連續或間斷採集多體位平面影像數據,再由電腦重建(Reconstruction)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(圖1-11)。斷層影像在一定程度上避免了放射性的重疊,能比較正確地顯示臟器內放射性分布的真實情況,有助於發現深在結構的放射性分布輕微異常,檢出較小的病變,並可進行較為精確的定量分析,是研究臟器局部血流量和代謝率必不可少的方法。

(4)陽性顯像和陰性顯像

  1. 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,如腦(病灶)顯像、心肌梗塞灶顯像、肝血池顯像、骨骼顯像和特異性結合顯像等。這種顯像較易於發現異常病灶。

  2. 陰性顯像(Negative Imaging) 又稱冷區顯像(Cold Spot Imaging)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心肌灌注顯像、肝顯像、腎顯像等屬此類型。

  1. 放射性同位素顯像的特點

從以上的介紹不難看出放射性同位素顯像有以下幾個顯著特點:

  1. 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顯像劑的聚集量有關,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。

  2. 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。

  3. 放射性同位素顯像多因臟器或病變特異性聚集某一種顯像劑而顯影,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。

因此,放射性同位素顯像可以概括為一種有較高特異性的功能性顯像,除顯示形態結構外,它主要是提供有關臟器和病變的功能信息。與以顯示形態結構為主的XCT、磁共振顯像(MRI)和超音波檢查相比較,這一特點十分突出,也十分重要,是本法的優點。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XCT、MRI和超聲檢查。因此,根據臨床需要,適當聯合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記錄放射性同位素或放射性標記物在臟器或組織中被攝取、聚集和排出的情況,以時間–放射性曲線等形式顯示(圖1-12)。由於探測器是在體表根據臟器和組織的正常解剖位置定位,這種定位與受檢者臟器和組織的實際位置不一定吻合,有時差異很大。定位的不確定性,影響測量結果的可靠性,是非顯像檢查法的重要缺點。因此在有條件進行顯像的單位,非顯像檢查法已逐漸很少運用。但由於它具有價廉和方便的優點,作為初篩檢查也有一定臨床價值,仍可作為顯像方法的一種補充。

二、體外檢查方法的診斷原理

體外檢查方法主要是體外放射配體結合分析,是一種利用放射性標記的配體為示蹤劑,以競爭結合反應為基礎,在試管內完成的微量生物活性物質檢測技術。最有代表性且應用最廣泛的是放射免疫分析。它的原理是:利用放射性標記的被測物和血液或尿液內的被測物共同與限量的被測物抗體競爭結合,用放射性探測器測得標記被測物被結合的量,根據它與血、尿內被測物的量呈一定的反比關係,可以計算出被測物的量。本法有很高的靈敏度和特異性,已廣泛用於臨床診斷和醫學研究,也是核醫學有特色的重要內容之一,將在第二章詳細介紹。

三、放射性同位素治療原理

放射性同位素治療屬於內照射治療,其治療原理是通過高度選擇性聚集在病變部位的放射性同位素或放射性標記物所發射出的射程很短的β粒子,對病變進行集中照射,產生足夠的游離輻射生物學效應,達到抑制或破壞病變組織的目的, 而鄰近的正常組織和全身輻射吸收劑量很低。放射性核素治療的疾病不多,但療效較好,有方法簡便、副作用小等優點,有較高的實用價值。

 

第三節 放射性藥物、放射性試劑和常用核醫學儀器

核醫學的必備物質條件是放射性藥物,放射性試劑和核醫學儀器。

一、放射性藥物類(Radiopharmaceuticals)

凡需引入體內的放射性同位素和放射性標記物稱作放射性藥物,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。

  1. 診斷用放射性藥物

診斷用放射性藥物用於顯像者,稱顯像劑 (Imaging Agent) , 用於非顯像檢查的稱示蹤劑 (Tracer)。這一類藥物種類繁多,除各自應具有特殊的化學性質、生物學行為和符合無菌、無熱源、化學毒性小等安全要求外,其發射的射線種類、能量和半衰期還必須適當。

核射線中只有γ光子適用於體內檢查法,因其穿透力較強,引入體內後能在體表探測到;同時它在體內的電離密度較低,引起的游離輻射損傷較小。γ光子的能量以100 ~300keV為宜,能量太低,組織吸收過多,影響體表測量;能量過高,在放射性探測器中的電離密度太低,影響測量效率,且防護亦較困難。γ光子的物理半衰期 (T1/2) 以能滿足檢查所需的時間為度,一般以10小時左右為宜。超短T1/2的放射性同位素不便應用,只能用於少數瞬間即可完成檢查,如81m氪(T1/2為13秒)用於肺通氣顯像;或別無他擇,如人體最重要的天然組成元素碳、氮、氧的可用放射性同位素只有T1/2很短的11碳、13氮、15氧(表1-1)。T1/2太長使受檢者接受不必要的輻射劑量,廢物和污染也較難處理,故應儘量不用。但當別無選擇時也只能用之,如有的放射性藥物只能由放射性碘標記,理想的放射性碘是123碘,但因價格和供應問題,現在多只能用131碘,而它的T1/2為8.04天,並不理想。自1964年 99m鎝問世,用於它是純γ光子發射體,能量為141keV,T1/2為6.02小時,且能標記多種化合物,幾乎可用於所有臟器顯像,因此成為目前最理想和最常用的放射性同位素。99m鎝是由99鉬衰變而來。99鉬組裝成便於使用的99 99m鎝發生器(99Mo99mTc Generator)或稱9999m鎝母牛,只要用生理鹽水淋洗既可得到99m鎝(圖1-13)。99鉬的T1/2為2.76天,只要購得含有足夠量99鉬的 9999m鎝發生器,就可以在一週內每天淋洗出足夠量的99m鎝供臨床使用,十分方便。

113m銦的T1/2為100分鐘,只發射γ光子,可標記多種化合物,亦由發生器獲得,便於應用。但其γ光子能量為393keV,不適用於一般的γ照相機,可與掃瞄機配合進行臟器顯像。由於短半衰期放射性同位素的應用,受檢者一次接受的輻射吸收劑量一般皆遠低於一次X線照相或造影,放射性廢物的處理也大大簡化,污染環境的可能性大為減小。

2. 治療用放射性藥物

利用放射性藥物治療疾病主要依賴於其發射的射線在病變組織中產生的游離輻射生物學效應。以半衰期較長的β粒子為宜。β粒子在組織中電離密度大,在局部組織中所產生的生物學效應一般比相同物理當量的X線和γ光子大得多;同時由於它在組織內具有一定的射程,能保證有一定的作用範圍,而對稍遠的正常組織不造成明顯損傷。現在用於治療的較理想的放射性同位素是32磷,它是純β粒子發射體,β粒子的能量為1711 keV,在組織中的平均射程為4mmT1/2為14.28天。131碘發射兩種β粒子,能量分別為336607 keVT1/2為8.04天,也同時發射能量為364 keV的γ光子,此γ光子既無明顯治療作用,又增加防護上的困難,因此,131碘並不是內照射治療的理想同位素,但目前它還是唯一能夠有效治療甲狀腺有關疾病的放射性同位素,所以還十分常用。

α粒子和能量太弱的β粒子的有效照射範圍太小,同時難以控制α粒子可能造成的局部過度損傷,故不宜採用。

二、放射性試劑(Radioactive Reagent)

放射性試劑指不需引入人體的放射性同位素和放射性標記物。為便於測量和防護,以發射能量較低的γ光子為宜,T1/2較長便於一次購貨供較長時間使用。目前最常用的是125碘,其γ光子的能量35.5keVT1/260.2天。偶爾也有用3氫的,由於其發射的β粒子能量極低,需特殊的放射性探測儀器測量。

三、核醫學儀器

核醫學診療工作中需用的各種放射性探測儀器,稱為核醫學儀器。為了不同的目的,需用各種不同類型的核醫學儀器,但其基本部件大多是γ閃爍探測器 (γScintillation Detector),由它對體內和樣品中的放射性進行探測,形成脈衝信號,輸送給電子測量裝置和/或電腦進行計數和運算處理,最後作出符合需要的顯示。

1-1 用於臨床診療的放射性核素表

用途

元素名稱

核素符號

半衰期

主要光γ子能量(keV)

主要帶電粒子及其能量(keV)

  

   診

   斷

   ︵

   體

   內

   法

   ︶

Carbon

11C

20.38min

β+湮沒輻射

β+916

Nitrogen

13N

9.96min

β+湮沒輻射

β+1190

Oxygen

15O

122s

β+湮沒輻射

β+1723

Fluorine

18F

109.8min

β+湮沒輻射

β+635

Chromium

51Cr

27.7d

320

Gallium

67Ga

78.3h

93,185,300

Krypton

81mKr

13s

190

Technetium

99mTc

6.02

141

Indium

111In

2.83d

171,245

131mIn

100min

393

Iodine

123I

13.0h

159

131I

8.04

364,637

β336,607

D.gif (131 bytes)Xenon

133Xe

5.25d

81

β346

Thallium

201Tl

74h

167

 

 

Hydrogen

3H

12.33y

β18.6

Iodine

125I

60.2d

35.5

   治

   療

Phosphorus

32P

14.28d

β1711

Iodine

131I

8.04d

364,637

β336,607

  1. γ閃爍探測器的工作原理

γ閃爍探測器由碘化鈉﹝NaI(T1)﹞晶體,光電倍增管和前置放大器組成(圖1-14)。一個γ光子入射碘化鈉晶體,能使一個晶體分子激發而產生閃爍螢光(Scintillation) ,此螢光射到光電倍增管陰極,通過光電轉換產生光電子,所產生的光電子數量與入射螢光光子的數量成正比。由於在光電倍增管中有一個由穩壓定電源維持著的各聯極間及最後一個聯極與陽極間的電位差,光電子在電場作用下加速射達下一個聯極時,產生3~6倍的次級電子,這種電子倍增過程依次在聯極中發展下去,在到達陽極前要通過8~14個聯極,到最後一個聯極時,電子數可增加105~108倍,這樣大量的電子流最後射到陽極立即產生一個電位降,隨即陽極電壓又恢復到原有水平,這就形成一個瞬間負電壓脈衝,脈衝經前置放大器放大即可輸送到電子測量儀器和/或計算機進行處理和顯示。可見,一個γ光子入射晶體產生一個閃爍事件,一個閃爍事件發生一個脈衝,因此記錄這些脈衝數就是記錄入射探測儀器的γ光子數量。

  1. 活度計(Radioactivity Calibrator)

將盛有放射性藥物或試劑的小瓶或注射器直接放入活度計,可直接準確讀出貝克(Bq)或居里(Ci)數。活度計是核醫學工作中最基本的量器,關係到診療用藥量的準確性。

  1. γ照相機 (γCamera)

γ照相機是核醫學科最基本和很重要的顯像儀器。由直徑300~600mm的γ閃爍探測器、探測器支架、電腦操縱運算台和顯示器等部件組成(圖1-15)。體內放射性由γ閃爍探測器探測到,形成定位脈衝信號由計算機採集和處理,最後以不同的灰度或顏色和不同的方式顯示出臟器和病變的影像。若附有特殊裝置可以進行全身顯像。

  1. 單光子電腦斷層攝影(Single Photon Emission Computed Tomography; SPECT)

有多種類型,最常用者為旋轉型γ照相機 (圖1-16),由γ閃爍探測器圍繞軀體作180°或360°自動旋轉,對體內的γ光子進行多角度的探測,眾多的訊息由電腦採集,利用特殊軟體和快速陣列處理機重建成各種斷層影像。當探測器不旋轉時,該機亦可作一般γ照相機使用,也可進行全身顯像,因此是一機三體,是性能最為全面的核醫學顯像儀器,機名中的 單光子 即是γ光子,發射(Emission)指γ光子是由體內發射出來,以區別於X線是從體外穿透(Transmission)人體而達接受器,故XCT屬穿透型CT(TCT) ,核素CT屬發射型CT (ETC)。

  1. 正子電腦斷層攝影 (Photon Emission Computed Tomography ; PET)

PET是專為探測體內正發射體互毀輻射時同時產生的方向相反的兩個γ光子而設計的顯像儀器。數十個直至上百個小γ閃爍探測器環形排列,在軀體四周同時進行探測,其他部件基本同SPECT(圖1-17)。PET是進行心、腦代謝顯像不可缺少的設備,但因價格昂貴,正發射體及其標記物價格也高,故較難推廣應用。

  1. 掃描機(Scanner)

是舊式的核醫學顯像儀器,由γ閃爍探測器,探測器移動架、電子線路和打印或其他顯示裝置組成(圖1-18)。γ閃爍探測器在體表做逐行等速移動,探測體內各點的放射性,由電子線路採集並輸送到打印裝置作同步逐點顯示,最後形成臟器的影像,稱掃描圖。這種顯像方法叫掃描(Scanning)。掃描圖由於信息量少,質量遠不如γ照相機所獲得的影像。掃描成像很慢,不能進行變化很快的動態顯像。故用掃描機進行放射性同位素顯像難以顯示功能顯像的特點,價值有限,已被γ照相機取代。

  1. 非顯像核醫學儀器

常用的有甲狀腺功能測定儀、 腎圖儀、γ心功能儀和局部腦血流測定儀。皆由一個或多個γ閃爍探測器、探測器支架、電子測量裝置、電腦、記錄顯示裝置組成(圖1-19)。用探測器對準甲狀腺、兩側腎臟、左、右心室和腦各部位探測它們的放射性、由電子測量裝置或計算機採集,最後以計數率或時間-放射性曲線的方式顯示,給出功能參數。

  1. 樣品測量儀器

常用的是井型γ計數器(Well TypeγCounter) 和液體閃爍計數器 (Liquid Scintillation Counter),由γ閃爍探測器/液體閃爍探測器,電子線路、計算機、樣品傳送裝置和計數打印裝置等部件組成,手動或自動逐個探測每個樣品中的放射性,定量記錄和打印顯示計數和各種運算結果(圖1-20)。

  1. 防護用沾染監測儀和劑量儀

沾染監測儀用於探測皮膚、衣物和環境有無放射性沾染。劑量儀用於測量工作場所的照射量,讀數常以mR/h和μR/S表示。

 

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