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  核医学是采用核技术来诊断、治疗和研究疾病的一门新兴学科。它是核技术、电子技术、计算机技术、化学、物理和生物学等现代科学技术与医学相结合的产物。核医学可分为两类,即临床核医学和基础核医学?或称实验核医学 。前者又与临床各科紧密结合并互相渗透。核医学按器官或系统又可分为心血管核医学、神经核医学、消化系统核医学、内分泌核医学、儿科核医学和治疗核医学等。70年代以来由于单光子发射计算机断层和正电子发射计算机断层技术的发展,以及放射性药物的创新和开发,使核医学显像技术取得突破性进展。它和CT、核磁共振、超声技术等相互补充、彼此印证,极大地提高了对疾病的诊断和研究水平,故核医学显像是近代临床医学影像诊断领域中一个十分活跃的分支和重要组成部分。
  早在1913年,海韦希就应用放射性元素作为化学及物理学的示踪剂。1923年他利用Pb在豆类植物进行生物示踪实验;1934年用氘水测全身含水量,第一次在人体应用稳定性核素;1935年他首次用P于生物示踪研究;同年,又创立了中子活化分析法,所以,在核医学界,海韦希被称为“基础核医学之父”,1943年获诺贝尔奖。布卢姆加特则有“临床核医学之父”之称,他在1924年将氡气注射到外周血管,然后从体外探测放射性到达远端某一器官或组织的时间,以观察其血流速度。核医学对病人安全、无创伤,它能以分子水平在体外定量地、动态地观察人体内部的生化代谢、生理功能和疾病引起的早期、细微、局部的变化,提供了其他医学新技术所不能替代的既简便、又准确的诊断方法。

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临床肿瘤核医学编辑本段回目录

核医学是利用放射性核素(同位素)发射出的射线来诊断、治疗疾病的一门学科。肿瘤核医学是核医学的主要组成部分。肿瘤核医学包括核素诊断和核素治疗。
利用放射性核素实现脏器和病变显像的方法称作放射性核素显像,这种显像是一种独特的功能依赖性显像,可早期发现及诊断疾病,可同时显示多个脏器与组织的影像。因各个脏器和病变聚集各种放射性显像剂机理不同而选择不同的显像剂。
肿瘤核医学根据显像原理不同可分为:1、非特异性肿瘤显像:根据显像结果又可分为:1)、非特异性阳性对比显像:利用放射性核素和核素标记物对肿瘤有亲和力而缺少特异性的一类药物显影,如99mTc-MDP骨显像、67Ga肿瘤显像、18F-FDG PET肿瘤显像等;2)、非特异性阴性对比显像:利用放射性核素药物对正常组织和肿瘤周围组织器官有亲和力,肿瘤部位出现相对无放射性药物的聚集而观察肿瘤,如99mTc-胶体肝脾显像、99mTcO4甲状腺显像等。2、特异性肿瘤显像:某些放射性药物能选择性的浓聚在特定的肿瘤中,如131I显像诊断分化型甲状腺癌及转移灶、131I-MIBG嗜铬细胞瘤显像、放免显像、受体显像等。
核素显像的基本条件是:1.能够选择性聚集在特定脏器或病变的各种放射性显像剂;能够探测脏器和病变中聚集的放射性并将之显示成像的核医学显像仪器。现在最常用的仪器为γ相机及SPECT(单光子发射计算机断层)。正电子发射计算机断层显像(PET)及PET/CT是核医学目前最先进的仪器,它是利用构成人体元素的放射性核素进行显像,能非创伤性检测人体脏器的生理病理功能、受体分布及变化、生化代谢状态及局部血流分布。
近年来,随着分子核医学的兴起,PET、PET-CT、多肽受体显像的迅速发展,前哨淋巴结等新技术的出现,使肿瘤核医学越来越得到临床的认可。
(二)肿瘤核素诊断
1、非特异性肿瘤显像
(1)、氟代脱氧匍萄糖(18F-FDG)正电子发射断层显像(PET)及PET/CT肿瘤显像:用正电子放射性核素标记药物即正电子放射性药物进行显像。最常用的显像剂是反应匍萄糖代谢的氟代脱氧匍萄糖(18F-FDG)。PET及PET/CT肿瘤显像还可用其他很多正电子放射性药物进行显像,如氨基酸代谢显像剂;磷脂代谢显像剂;核酸代谢显像剂;乏氧显像剂;受体显像剂;抗体显像剂;细胞凋亡显像剂;肿瘤血管显像剂;血流灌注显像;基因显像等
18F-FDG PET及PET/CT肿瘤显像主要用于下列几个方面:体内肿块的良恶性鉴别;恶性肿瘤的分期,恶性程度评估;寻找恶性肿瘤的复发、转移灶;对治疗的反应,疗效监测;寻找肿瘤原发灶;观察肿瘤疗后有无残存活的肿瘤细胞等。
18F-FDG PET对各种肿瘤诊断的灵敏度、特异性各异,有人对一万多例肿瘤患者进行分析后发现,FDG-PET对恶性肿瘤诊断的灵敏度为84%-87%,特异性为88%-93%,准确性87%-90%。
PET/CT是将PET和CT装在同一机架上,有机的融合于一体。病人一次扫描可获得全身的功能图像和解剖图像及融合图像,CT能对PET图像进行衰减校正,缩短了采集时间;CT能提供解剖结构信息、定位诊断,与PET结合,提高了对恶性肿瘤诊断的特异性和准确性。
(2)、骨显像的异常影像及临床意义:骨局部放射性增高: 放射性较对侧和邻近骨组织增高的区域称"热区",可见于各种骨骼疾病。骨局部放射性减低: 减低区称"冷区",较为少见,可见于骨转移、骨囊肿、股骨头无菌性坏死等。超级影像: 肾脏不显影,骨显像剂聚集在骨组织明显增加,对恶性肿瘤患者,这种影像提示广泛转移的可能,也是骨代谢病表现之一。代谢性骨病骨显像特征: 骨影普遍增浓,头盖及下颌骨尤为明显;肋软骨呈串珠状;领带样胸骨影;肾脏影不清;假性骨折影像。
骨外局部放射性增高: 多见于结石、心包膜等软组织钙化和急性心梗。
(3)甲状腺显像及临床意义 正常影像所见:甲状腺位于颈前正中呈蝴蝶状,分左右两叶,居气管两侧,两叶的下1/3处由峡部相连。甲状腺内放射性分布均匀。
甲状腺结节的诊断与鉴别诊断:
热结节:结节部位放射性高于正常甲状腺组织,或仅结节显影而正常组织不显影,或结节显影而结节周围有不同程度的显影,癌的发生率极低。
温结节:结节部位放射性等于或接近正常甲状腺组织,癌的发生率大约5%。
冷(凉)结节:结节部位呈放射性缺损或放射性明显低于邻近甲状腺组织。癌的发生率大约20-35%。
(4)、肝胶体显像:当肝脏发生病变时,肝脏单核吞噬细胞的吞噬功能减低或丧失,在肝胶体显像图上表现为放射性减低区或缺损区。
(5)、67Ga肿瘤显像:67Ga在肿瘤部位的浓聚与病灶血供增加、血管渗透性增强、白细胞趋化、组织PH值降低、细胞增殖快和分化有关。在临床上主要用于淋巴瘤的辅助分期、早期疗效监测、疗后评价治疗反应、鉴别诊断肿块为疗后肿瘤残留或纤维化、寻找复发灶;肺部肿瘤良恶性的鉴别诊断、分期、寻找全身转移灶、对有胸水和肺不张者,确定肿瘤范围;恶性黑色素瘤的辅助分期、术后随访;恶性胸膜间皮瘤、肝癌的辅助诊断;骨骼病变的辅助定性;肿瘤与结节病辅助鉴别。
(6)、201Tl肿瘤显像:201Tl的生物特性类似钾离子,在存活的肿瘤细胞膜上Na +-K _ATP酶的主动转运下进入细胞,根据摄取量可判断其代谢程度,间接定性诊断肿瘤。临床报道可用于甲状腺肿瘤、乳腺癌、脑瘤、骨与软组织肿瘤等的诊断、恶性程度的评估、检测有无残留和复发。
(7)、99mTc-MIBI肿瘤显像:MIBI为亲脂分子,所带的正电子与带负电荷的线粒体内膜之间的电位差促使MIBI进入细胞,其中90%进入线粒体。故肿瘤摄取与亲脂性和电荷有关。MIBI在肿瘤储留与存在于细胞膜上的P糖蛋白有关,P糖蛋白能将MIBI主动清除出细胞。所以MIBI被清除的速率与多药耐药有关。临床报道可用于甲状腺肿瘤、乳腺癌、肺癌、骨与软组织肿瘤等的诊断、检测有无残留和复发、还可用于化疗疗效的监测。
(8)、99mTc-Tetrofosmin显像:显像机理与99mTc-MIBI显像相似。肿瘤摄取与病灶血供、细胞内线粒体水平、细胞活性有关。
(9)、五价锝二巯基丁二酸[99m Tc(V)- DMSA]肿瘤显像: 被肿瘤细胞浓聚的机理尚不清楚,可能与到达肿瘤细胞后产生水解反应,产生磷酸根样的锝酸根参与细胞磷酸代谢有关。临床应用于甲状腺髓样癌、软组织肿瘤等的诊断、检测有无残留和复发和转移。
(10)、99mTc-PPM显像:PPM是从多种博莱霉素的衍生物中筛选开发的一种新的抗肿瘤抗生素, 进入机体后主要定位于肿瘤细胞核与DNA结合,其作用模式为抑制DNA的合成和切断DNA链。99mTc-PPM是一种良好的亲肿瘤显像剂,可用于诊断肺癌、乳腺癌及恶性淋巴瘤等恶性肿瘤。
2、特异性肿瘤显像
(1)、131I显像诊断分化型甲状腺癌及其转移灶:分化型甲状腺癌及其转移灶具有摄取碘的功能。分化型甲状腺癌患者在切除正常甲状腺后,131I诊断分化型甲状腺癌复发转移灶敏感度约50%,特异性达99-100%。
(2)、131I-间位碘代苄胍(MIBG)显像诊断嗜铬细胞瘤:MIBG的结构与去甲肾上腺素相似,因此,进入血循环后,MIBG能被肾上腺髓质摄取进入囊泡。用放射性标记的MIBG可对肾上腺内及肾上腺外的异常病灶具有定性价值。
(3)、99mTc-吡哆醛-5-甲基色氨酸(PMT)显像诊断肝细胞肝癌:PMT的化学结构与胆红素相似,注入体内后,能被正常肝细胞和肝癌细胞摄取。但肝癌内无有功能的胆管排泄胆汁,而使显像剂滞留在瘤体内。形成放射性“热区”。有研究报道99mTc-PMT诊断肝细胞肝癌的特异性为97.5%,敏感度56.8%。
(4)、放免显像:利用抗原抗体特异性结合的原理,将放射性核素标记的肿瘤抗体注入体内,定向地与肿瘤细胞上的抗原结合,从而在肿瘤病灶内形成放射性浓聚。
(5)、131I- 6-胆固醇:是特异性的肾上腺皮质显像剂。
(6)、111ln标记的奥曲肽诊断神经内分泌肿瘤:肿瘤受体显像是利用放射性核素标记的配体能与存在于肿瘤的特异性受体高亲合力的特异性结合,以显像的方法研究受体空间分布、密度和亲合力的大小。是当前高灵敏高特异的新技术之一。最常用的是111In标记的奥曲肽。111In标记的奥曲肽对多种神经内分泌肿瘤诊断的灵敏度60%-90%,特别对异位、身体其它部位的转移灶诊断有较大的价值。显像对决定受体治疗有很大帮助。
3、前哨淋巴结显像
前哨淋巴结(SLN)是指原发肿瘤的第一站引流淋巴结,是肿瘤转移最先累及的淋巴结。检测前哨淋巴结的方法很多,常用有术前放射性核素淋巴显像、术中γ探针、术中注射活性蓝染料。单用或联合应用这些技术可成功定位诊断一些肿瘤的SLN,指导外科进行前哨淋巴结活检。如活检发现SLN转移,则预示该区域已有淋巴结转移,需行淋巴清扫术;若SLN未发现转移,则可视为无区域淋巴结转移,可免行不必要的淋巴清扫术,减少术后并发症的发生。目前已广泛用于体表恶性黑色素瘤和乳腺癌的前哨淋巴结检测。也有用于外阴、宫颈癌、头颈部肿瘤、结肠癌、胰腺癌等的报道
(三)放射性核素治疗
放射性核素治疗原理是通过高度选择性聚集在病变部位的放射性核素或其标记化合物所发射出的射程很短的β粒子或α粒子,对病变进行照射,在局部产生足够的电离辐射生物学效应,达到抑制或破坏病变组织的目的,而邻近的正常组织和全身辐射吸收剂量很低。
(1)131I治疗分化型甲状腺癌
适应症为:
1)不能手术切除的原发性癌及术后残留的癌组织。
2)颈部淋巴结转移或远处转移。
3)有淋巴、血管或包膜受侵、甲状腺内有多发癌灶者。
4)分化型甲状腺癌治疗后复发而不能手术切除者。
5)年龄>40岁的乳头状癌和分化不好的滤泡状癌患者。
禁忌症:
1)妊娠和哺乳期。
2)白血球低于3000者, 肝肾功能严重障碍者。
3)转移病灶可以手术切除者, 术后创面尚未完全康复者。
(2)放射性核素治疗骨转移:
适应症:
1)难治性恶性骨转移性肿瘤患者,不受原发癌种类的限制。
2)骨痛。
3)骨显像示单发或多发转移灶为放射性浓聚灶。
4)白血球>3500、血小板>9万。
5)近2个月不再考虑化疗,近期不考虑放疗。
6)肝、肾功能、尿常规正常。
7)无感染迹。
8)预期生存3个月以上。
禁忌症:
1)严重的骨髓抑制 。
2)脊柱压迫性骨折或有明显的病理性骨折趋势。
3)肾功能不好 。
放射性药物及治疗方法:
1) 153Sm-EDTMP:镇痛作用在1-2周出现, 持续大多4周, 有效率60-85%。
2) 186Re-HEDP:缓解疼痛于注射后2周, 总有效率80%左右。     
3)89SrCl:用药后数日骨痛缓解, 有效率80%左右。
4) 32P-膦酸盐: 此药对骨髓造血系统有明显抑制作用,因此临床应用受限制。      

哪些患者可重复进行153Sm-EDTMP或89Sr治疗?
1)骨痛未完全消失或有复发,前次核素治疗有一定效果。
2)距上次153Sm-EDTMP治疗有6周、 89Sr治疗有3个月的间隔。
3)血白细胞>4.0×109/L,血小板>100×109/L。  

153Sm-EDTMP和89Sr治疗后会有哪些不良反应?
1)一过性疼痛加重。
2)短暂性血白细胞、血小板和红细胞减少,需要定期血象检查。
3)乏力、恶性、纳差等其它不适症状。

(3)131I-MIBG治疗嗜铬细胞瘤: MIBG与去甲肾上腺素有着相似的吸收和贮存机制,与嗜铬细胞有亲和力,和肾上腺素受体有高度的结合力。131I-MIBG引入体内后能被具有神经分泌颗粒的肿瘤摄取。利用131I-MIBG产生的β射线可以抑制和破坏相应肿瘤细胞的活性,达到治疗的目的。131I-MIBG治疗恶性嗜铬细胞瘤对症状的改善有效率为60%,肿瘤的缩小或消失并不多见。
(4) 放射免疫治疗肿瘤: 放射免疫治疗 (RIT)是在体外进行直接放射性核素标记或采用螯合剂标记方法获得放射性标记抗体,将其经一定途径引入体内,与相关肿瘤细胞表面抗原特异结合,利用核素放射出的核射线(粒子)的电离辐射生物效应,作用于肿瘤,杀伤肿瘤细胞直至死亡。
RIT由于具有靶向性强、肿瘤/本底比值较高和血本底低等优势。但它存在人抗鼠抗体(HAMA)免疫源反应和肿瘤对抗体摄取率低的局限性。目前采用基因工程技术改造鼠类抗体使之“人源化”,这种重构型抗体含鼠蛋白量很低,产生HAMA机会少。
(5)受体介导靶向治疗肿瘤  受体介导靶向治疗肿瘤原理主要是某些肿瘤组织内富含受体,利用受体与配体(神经递质、激素、药物或毒素等)相互作用的特性,将放射性核素标记的配体即放射性配基引入体内,到达相应高密度的肿瘤受体靶器官,配体与肿瘤细胞受体高特异性、高亲和性结合成放射性受体-配体复合物,发出核射线并产生电离辐射生物效应以及利用受体-配体载上药物进入肿瘤病灶组织发挥药效双向作用,从而达到抑制或杀伤癌细胞的目的。目前主要用于神经内分泌肿瘤;小细胞肺癌;乳腺癌;消化道腺癌的治疗。对受体密集的肿瘤,尤其对广泛转移瘤的治疗有较好的疗效。

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