物 理 学 和 高 新 技 术 核 医 学 的 发 展 及 其 与 相 关 学 科 的 关 系 3 陈 盛 祖 中 国 医 学 科 学 院 肿 瘤 医 院 北 京 摘 要 核 医 学 是 一 门 多 学 科 相 结 合 的 交 叉 学 科 核 医 学 由 临 床 核 医 学! 实 验 核 医 学 及 核 医 学 物 理 部 分 组 成 核 医 学 在 医 疗 保 健 及 战 胜 疾 病 中 发 挥 了 重 要 作 用 核 医 学 所 取 得 的 成 就 和 成 果 与 许 多 相 关 学 科 有 关 尤 其 是 核 物 理! 核 探 测 技 术 及 计 算 机 科 学 世 纪 核 医 学 的 发 展 面 临 良 好 的 机 遇 但 也 有 严 峻 的 挑 战 多 学 科 的 渗 透 和 广 大 物 理 学 专 家 的 积 极 参 与 将 对 核 医 学 的 发 展 做 出 巨 大 的 贡 献 关 键 词 核 医 学 核 物 理 学 ΤΗΕ ΡΟΛΕ ΟΦ ΝΥΧΛΕΑΡ ΠΗΨΣΙΧΣ ΙΝ ΜΕΔΙΧΙΝΕ :ΝΥΧΛΕΑΡ ΜΕΔΙΧΙΝΕ ΑΝΔ ΙΤΣ ΡΕΛΑΤΙΟΝΣΗΙΠ ΩΙΤΗ ΟΤΗΕΡ ΔΙΣΧΙΠΛΙΝΕΣ 2 (Χανχερ Ηοσπιταλ, Χηινεσε Αχαδε μ ψ οφ Με διχαλ Σχιε νχεσ, Βειϕινγ ) Αβστραχτ Κεψ ωορδσ 核 医 学 的 概 况 与 发 展 人 们 一 听 到 / 核 0 这 个 字 或 许 就 会 感 到 害 怕 或 恐 惧 很 自 然 地 与 核 辐 射! 核 武 器! 核 爆 炸! 核 事 故 联 系 起 来 苏 联 切 尔 诺 贝 利 核 电 站 惨 案 又 会 记 忆 忧 新 其 实 不 然 核 并 不 一 定 可 怕 即 或 有 核 辐 射 也 不 一 定 就 造 成 损 害 甚 至 事 故 苏 联 切 尔 诺 贝 利 核 电 站 事 故 纯 粹 是 由 于 管 理 不 善 造 成 的 据 有 关 专 家 介 绍 切 尔 诺 贝 尔 核 电 站 事 故 发 生 前 的 原 控 制 室 千 疮 百 孔 显 示 面 板 上 个 仪 表 仅 有 个 是 完 好 的 当 然 原 核 电 站 设 计 上 的 缺 陷 及 操 作 人 员 违 规 操 作 也 是 造 成 这 一 事 故 的 重 要 原 因 之 一 原 子 能 的 和 平 利 用 就 是 把 核 辐 射 和 放 射 线 用 于 造 福 人 类 核 医 学 是 和 平 利 用 原 子 能 在 医 学 中 的 重 要 应 用 领 域 之 一 核 医 学 全 称 为 原 子 核 医 学 或 原 子 医 学 它 是 原 子 核 物 理 学 与 医 学 相 结 合 的 产 物 它 研 究 放 射 性 核 素 和 核 射 线 在 医 学 和 生 物 学 中 的 应 用 核 医 学 在 早 期 又 称 为 同 位 素 学 核 医 学 的 创 立 时 期 很 难 有 明 确 的 年 限 考 证 但 核 医 学 是 世 纪 发 展 起 来 的 一 门 新 兴 交 叉 学 科 是 毫 无 疑 问 的 一 般 认 为 年 把 同 位 素 示 踪 技 术 用 于 生 物 学 中 是 核 医 学 史 上 的 一 个 重 要 里 程 碑 核 医 学 作 为 一 门 临 床 常 规 手 段 进 入 医 院 还 是 从 年 发 明 同 位 素 扫 描 机 以 后 开 始 的 过 去 人 们 常 说 的 同 位 素 扫 描 则 由 此 而 来 核 医 学 不 同 于 放 射 学 尽 管 放 射 学 在 早 期 阶 段 包 罗 万 象 但 自 年 代 以 后 许 多 与 放 射 有 关 的 学 科 都 有 了 明 确 的 概 念 除 了 核 医 学 以 外 与 放 射 有 关 的 医 学 学 科 还 有 放 射 诊 断 学! 放 射 治 疗 学 或 肿 瘤 放 射 学! 放 射 医 学 或 放 射 防 护 学 放 射 医 学 主 要 研 究 放 射 病 和 放 射 剂 量 3 收 到 初 稿 修 回
半 个 世 纪 以 来 核 医 学 事 业 发 生 了 巨 大 的 变 化 它 不 仅 成 为 医 学 中 一 个 重 要 组 成 部 分 而 且 在 把 医 学 与 其 他 学 科 紧 密 结 合 中 独 领 风 骚 我 国 的 核 医 学 起 步 于 年 代 中 期 经 过 一 批 老 专 家 的 艰 苦 创 业 于 年 成 立 了 中 华 核 医 学 会 年 创 办 了 中 华 核 医 学 杂 志 改 革 开 放 年 给 核 医 学 也 带 来 了 勃 勃 生 机 我 国 现 有 学 会 会 员 余 人 多 家 医 院 设 有 核 医 学 科 或 放 射 免 疫 检 测 室 拥 有 世 界 先 进 的 单 光 子 发 射 断 层 仪 多 台 正 电 子 发 射 断 层 仪 台 核 医 学 属 国 家 教 委 二 级 学 科 有 博 士 学 位 授 权 点 个 硕 士 学 位 授 权 点 个 许 多 老 专 家 在 国 内 外 有 很 高 的 知 名 度 和 学 术 造 诣 中 华 核 医 学 会 第 一 届 主 任 委 员 为 王 世 真 院 士 我 国 核 医 学 界 与 国 际 学 术 团 体 有 广 泛 的 交 流 我 国 是 世 界 核 医 学 与 核 生 物 学 联 盟 的 正 式 会 员 从 年 起 我 国 就 参 加 该 组 织 的 活 动 年 和 年 两 届 世 界 核 医 学 大 会 我 国 参 加 会 议 的 代 表 人 数 和 被 录 用 的 论 文 受 到 与 会 代 表 的 瞩 目 去 年 柏 林 世 界 核 医 学 大 会 我 国 有 名 代 表 参 加 篇 论 文 被 录 用 大 会 排 名 第 六 我 国 的 许 多 年 轻 核 医 学 工 作 者 冲 出 了 亚 洲 走 向 了 世 界 登 上 了 国 际 讲 坛 我 国 核 医 学 在 世 界 上 占 有 一 席 之 地 我 们 现 正 积 极 筹 备 申 办 年 第 八 届 亚 太 地 区 核 医 学 大 会 核 医 学 在 临 床 方 面 的 应 用 是 核 医 学 的 主 要 内 容 它 在 战 胜 疾 病! 保 护 人 民 的 健 康 中 发 挥 重 要 作 用 目 前 在 我 国 和 世 界 上 严 重 威 胁 人 类 生 命 的 三 大 杀 手 仍 然 是 肿 瘤! 心 脏 病 和 脑 部 疾 病 核 医 学 恰 好 在 这 方 面 有 特 殊 的 优 势 大 脑 是 指 挥 人 的 一 切 活 动 的 最 高 中 心 大 脑 功 能 混 乱 就 会 引 起 各 种 功 能 性 和 非 功 能 性 疾 病 有 人 称 脑 和 计 算 机 是 世 纪 最 受 人 们 青 睐 的 美 国 前 总 统 布 什 曾 宣 称 本 世 纪 的 年 代 是 / 脑 的 十 年 0 他 希 望 人 们 在 了 解 和 治 疗 脑 的 疾 病 上 取 得 新 的 成 就 核 医 学 被 誉 为 探 讨 人 类 大 脑 奥 秘 的 锐 利 武 器 核 医 学 主 要 从 如 下 方 面 了 解 脑 对 正 常 人 脑 的 生 理 学 和 心 理 学 研 究 动 物 实 验 对 脑 部 疾 病 的 临 床 研 究 脑 部 疾 病 有 痴 呆! 癫 痫! 脑 缺 血! 颅 内 肿 瘤! 神 经 病 和 精 神 病 等 核 医 学 主 要 从 两 方 面 来 研 究 脑 部 疾 病 测 量 局 部 脑 血 流 量 Χ ƒ 该 项 工 作 可 以 用 或 来 完 成 人 脑 内 正 常 和 病 变 的 脑 组 织 吸 收 或 浓 聚 放 射 性 核 素 不 一 样 这 种 浓 度 差 异 不 仅 可 以 反 映 脑 组 织 的 形 态 学 变 化 更 有 价 值 的 是 能 反 映 脑 功 能 的 改 变 脑 的 血 液 供 应 与 脑 的 各 种 功 能 活 动 有 密 切 关 系 核 医 学 用 一 种 能 通 过 正 常 血 脑 屏 障 的 放 射 性 药 物 进 行 脑 血 流 显 像 对 诊 断 因 脑 血 流 改 变 所 致 功 能 障 碍 脑 部 疾 病 有 重 要 意 义 北 京 天 坛 医 院 在 该 领 域 做 了 大 量 工 作 证 明 核 医 学 在 核 医 学 在 医 学 中 的 地 位 和 作 用 诊 断 脑 梗 塞! 一 过 性 脑 缺 血! 痴 呆! 癫 痫! 脑 血 管 畸 形 等 疾 病 中 有 特 殊 用 途 特 别 值 得 强 调 的 是 脑 核 医 学 利 用 同 位 素 示 踪 原 理 和 技 术 对 疾 病 进 行 诊 断 和 治 疗 对 生 物 样 品 进 行 测 试 和 分 析 检 查 病 人 时 我 们 把 某 种 放 射 性 核 素 或 放 射 性 核 素 标 记 的 化 合 物 放 射 性 药 物 注 入 人 体 内 放 射 性 核 素 发 射 出 的 Χ 射 线 在 体 外 可 用 闪 烁 探 测 器 进 行 探 测 从 体 内 发 射 出 的 Χ 射 线 的 活 度 与 组 织 的 吸 收 有 关 正 常 组 织 与 病 变 组 织 的 吸 收 是 有 显 著 差 异 的 这 样 就 构 成 了 一 幅 反 映 人 体 吸 收 功 能 的 图 像 从 这 幅 图 像 上 我 们 可 以 诊 断 许 多 疾 病 除 了 核 素 显 像 以 外 核 医 学 还 可 以 利 用 一 滴 血 进 行 许 多 抗 原 抗 体 反 应 用 以 测 量 人 体 的 许 多 功 能 该 项 技 术 称 为 放 射 免 疫 分 析 美 国 的 博 士 因 发 明 该 项 技 术 而 荣 获 诺 贝 尔 奖 在 基 础 研 究 中 常 常 是 把 放 射 性 核 素 与 待 测 样 品 相 标 记 利 用 Χ 探 测 或 液 体 闪 烁 技 术 测 定 样 品 的 放 射 性 通 过 样 品 的 放 射 性 计 数 来 计 算 各 种 样 品 的 成 分 这 种 放 射 性 测 量 方 法 在 现 代 医 学 中 应 用 相 当 普 遍 它 简 单! 灵 敏! 精 确! 可 靠 部 的 许 多 功 能 障 碍 疾 病 用 依 靠 密 度 改 变 的 射 线 检 查 是 无 法 判 断 的 测 量 脑 的 葡 萄 糖 代 谢 葡 萄 糖 是 人 体 代 谢 中 能 量 的 重 要 来 源 有 人 用 氟 代 脱 氧 葡 萄 糖 正 电 子 发 射 断 层 ƒ 研 究 人 脑 的 功 能 活 动 结 果 发 现 脑 的 各 指 挥 中 心 葡 萄 糖 增 高 与 相 应 的 活 动 功 能 完 全 对 应 例 如 人 在 看 书! 思 维 或 运 动 时 脑 中 相 应 的 控 制 区 域 葡 萄 糖 代 谢 增 高 如 果 要 用 脑 的 活 动 停 止 来 判 断 人 的 死 亡 一 种 可 行 的 技 术 便 是 核 医 学 核 医 学 在 心 血 管 疾 病 中 的 应 用 占 有 重 要 的 位 置 已 发 展 成 专 门 的 分 支 学 科 称 为 心 血 管 核 医 学 核 医 学 在 心 血 管 疾 病 中 主 要 用 于 诊 断 冠 心 病 判 断 心 肌 缺 血! 心 肌 梗 塞 和 心 肌 存 活 尽 管 还 有 许 多 方 法 和 技 术 对 冠 心 病 的 诊 断 也 有 很 大 帮 助 但 核 医 学 的 检 查 方 法 无 创! 简 便! 精 确! 灵 敏 很 受 医 生 和 病 人 欢 迎 用 判 断 心 肌 存 活 是 目 前 最 为 敏 感 和 特 异 的 方 法 被 列 为 各 种 方 法 的 金 标 准 心 肌 梗 塞 或 癜 痕 会 引 起 不 可 逆 的 心 肌 损 伤 此 种 类 型 的 冠 心 病 不 可 物 理
选 择 搭 桥 手 术 但 缺 血 心 肌 或 冬 眠 心 肌 所 引 起 的 心 肌 损 伤 是 可 逆 的 只 要 供 血 改 善 心 肌 功 能 就 可 逐 渐 恢 复 由 此 可 见 判 断 心 肌 存 活 是 何 等 重 要 用 一 般 的 方 法 只 是 从 心 肌 的 血 液 灌 注 或 收 缩 功 能 来 考 虑 心 肌 存 活 往 往 误 诊 显 像 则 是 考 虑 心 肌 葡 萄 糖 代 谢 斑 痕 组 织 或 坏 死 心 肌 无 葡 萄 糖 代 谢 而 缺 血 心 肌 或 冬 眠 心 肌 有 葡 萄 糖 代 谢 肿 瘤 是 严 重 威 胁 人 类 健 康 的 三 大 病 种 之 一 也 有 人 仍 然 认 为 / 肿 瘤 是 不 治 之 症 0 其 实 不 然 近 年 来 肿 瘤 的 诊 断 和 治 疗 水 平 有 了 很 大 的 提 高 就 连 人 们 一 听 就 谈 虎 色 变 的 肝 癌 现 在 有 的 也 可 以 生 存 年 甚 至 十 几 年 核 医 学 就 是 能 在 战 胜 各 类 癌 症 中 发 挥 特 殊 的 作 用 癌 症 的 早 期 诊 断 和 早 期 治 疗 具 有 战 略 意 义 如 何 早 期 发 现 癌 症 核 医 学 在 肿 瘤 细 胞 还 没 有 形 成 肿 块 之 前 就 可 找 到 它 们 的 存 在 核 医 学 放 射 免 疫 分 析 方 法 利 用 抗 原! 抗 体 反 应 原 理 只 要 病 人 一 滴 血 便 可 鉴 别 肿 瘤 现 在 已 研 制 出 了 许 多 肿 瘤 标 志 物 可 以 诊 断 各 种 癌 症 最 早 用 于 肿 瘤 诊 断 的 是 甲 胎 蛋 白 简 称 Αƒ Αƒ 在 早 期 原 发 性 肝 癌 中 浓 度 增 高 我 国 就 曾 在 Αƒ 测 定 的 基 础 上 发 现 了 小 肝 癌 小 肝 癌 手 术 可 以 大 大 提 高 治 愈 率 除 了 放 射 免 疫 方 法 以 外 现 在 还 有 非 放 射 检 测 方 法 测 定 肿 瘤 标 志 物 如 酶 标 法 和 时 间 荧 光 免 疫 法 等 放 射 性 核 素 显 像 是 诊 断 肿 瘤 的 又 一 广 泛 领 域 早 期 讲 的 肝 扫 描 属 于 放 射 性 核 素 显 像 的 一 种 现 在 发 展 到 肝 Χ 照 相 和 肝 断 层 核 素 肝 显 像 可 以 鉴 别 肝 癌 和 肝 血 管 瘤 肝 血 管 瘤 是 良 性 肿 物 即 使 在 肝 内 存 在 几 十 年 也 不 会 危 及 人 的 生 命 核 素 显 像 的 另 一 用 途 是 骨 核 素 全 身 显 像 它 可 以 把 人 从 头 到 脚 的 骨 骼 放 射 性 分 布 显 示 出 来 早 期 发 现 骨 转 移 肿 瘤 的 转 移 是 最 可 怕 的 骨 转 移 又 最 为 严 重 早 期 发 现 和 治 疗 骨 转 移 对 肿 瘤 治 疗 和 预 后 有 重 要 价 值 许 多 肿 瘤 有 骨 转 移 妇 女 以 乳 腺 肿 瘤 为 主 男 人 以 肺 癌! 前 列 腺 癌 为 主 在 核 素 骨 全 身 显 像 中 肿 瘤 骨 转 移 地 方 放 射 性 增 高 称 为 热 区 发 现 骨 转 移 后 一 般 不 宜 对 原 发 灶 做 手 术 可 进 行 化 疗! 放 射 治 疗 或 生 物 治 疗 对 局 部 骨 转 移 灶 可 用 化 疗! 激 素 治 疗 和 核 素 治 疗 核 素 骨 显 像 发 现 骨 转 移 比 射 线 诊 断 早 ) 个 月 近 几 年 来 放 射 性 核 素 显 像 在 诊 断 肿 瘤 上 有 了 重 大 突 破 称 为 正 电 子 发 射 断 层 正 电 子 用 于 肿 瘤 定 位 诊 断 早 在 年 代 就 有 报 道 近 年 来 的 突 破 的 关 键 是 仪 器 和 放 射 性 药 物 利 用 符 合 探 测 原 理 用 正 电 子 湮 没 辐 射 的 光 子 构 成 影 像 大 大 提 高 了 诊 断 的 灵 敏 度 和 空 间 分 辨 率 目 前 医 学 上 常 用 的 正 电 子 放 射 性 核 素 ƒ ƒ 是 肿 瘤 显 像 最 有 价 值 的 正 电 子 放 射 性 核 素 ƒ 可 与 葡 萄 糖 相 标 记 变 成 葡 萄 糖 的 类 似 物 称 为 氟 代 脱 氧 葡 萄 糖 ƒ ƒ 在 肿 瘤 中 有 很 高 的 浓 聚 因 此 ƒ 显 像 被 认 为 是 目 前 最 有 价 值 的 肿 瘤 显 像 技 术 国 外 以 美 国! 西 欧 和 日 本 研 究 和 应 用 最 早 我 国 近 几 年 也 相 继 在 山 东! 北 京! 上 海! 广 州 等 地 开 展 显 像 显 像 可 以 鉴 别 肿 瘤 的 良! 恶 性 发 现 肿 瘤 淋 巴 转 移 和 远 地 转 移 观 察 放 疗 或 化 疗 的 疗 效 判 别 肿 瘤 术 后 是 否 有 复 发 等 显 像 为 一 种 全 身 断 层 显 像 可 以 探 明 全 身 各 部 位 原 发 和 转 移 的 肿 瘤 比 骨 核 素 全 身 显 像 先 进 比 射 线 和 先 进 核 医 学 与 相 关 学 科 的 关 系 核 医 学 是 多 种 学 科 相 结 合 的 一 个 典 范 它 不 仅 在 医 学 领 域 内 部 是 一 个 多 学 科 的 结 合 在 医 学 领 域 之 外 又 与 许 多 学 科 相 结 合 它 借 用 了 许 多 优 秀 科 学 的 坚 实 理 论 基 础 和 先 进 的 现 代 技 术 成 为 一 门 独 具 特 色 的 交 叉 学 科 本 文 将 对 核 医 学 的 建 立 和 发 展 影 响 较 大 的 几 门 学 科 进 行 介 绍 311 核 医 学 与 核 物 理 的 关 系 虽 然 核 药 学 和 核 仪 器 是 核 医 学 发 展 的 两 大 主 要 支 柱 但 核 物 理 则 是 核 医 学 的 基 础 之 基 础 甚 至 可 以 说 没 有 核 物 理 就 没 有 核 医 学 离 开 了 核 物 理 核 医 学 就 成 了 无 源 之 本 正 因 为 如 此 核 医 学 在 创 立 及 发 展 中 非 常 重 视 与 核 物 理 的 结 合 在 核 医 学 的 所 有 教 科 书 及 专 著 中 几 乎 毫 无 例 外 地 有 核 物 理 篇 或 章 国 家 教 委 核 医 学 专 业 中 有 个 研 究 方 向 其 中 之 一 就 是 核 医 学 物 理 可 招 收 硕 士! 博 士 研 究 生 一 个 优 秀 的 核 医 学 专 家 必 须 具 有 较 扎 实 的 核 物 理 基 础 善 于 应 用 核 物 理 的 基 本 理 论! 定 律 去 解 释 核 医 学 的 一 些 现 象 和 规 律 去 指 导 核 医 学 的 临 床 实 践 从 而 获 取 高 质 量 的 图 像 质 量 提 高 诊 断 的 准 确 性! 可 靠 性 更 好 地 为 病 人 服 务 例 如 目 前 核 素 显 像 先 进 的 设 备 称 为 发 射 计 算 机 断 层 简 称 又 分 为 单 光 子 发 射 计 算 机 断 层 简 称 和 正 电 子 发 射 计 算 机 断 层 简 称 什 么 是 单 光 子 什 么 是 正 电 子 有 了 核 物 理 基 础 以 上 两 个 概 念 就 很 好 解 释 放 射 性 同 位 素 核 医 学 称 放 射 性 核 素 衰 变 有 种 类 型 Χ 衰 变!Α 衰 变 和 Β 衰 变 从 反 应 堆 生 产 的 放 射 性 核 素 是 富 中 子 的 放 射 性 核 素 它 的 衰 变 方 式 为 Β 衰 变 和 Χ 衰 变 产 生 的 Χ 光 子 是 单 个 的 单 方
向 的 称 为 单 光 子 的 放 射 性 核 素 从 加 速 器 生 产 的 放 射 性 核 素 是 缺 中 子 贫 中 子 的 放 射 性 核 素 它 的 衰 变 方 式 是 Β 衰 变 和 湮 没 辐 射 产 生 的 是 正 电 子 和 Χ 光 子 称 为 正 电 子 放 射 性 核 素 或 双 光 子 放 射 性 核 素 从 核 物 理 的 角 度 讲 的 分 类 实 际 上 是 由 于 放 射 性 核 素 两 种 不 同 的 衰 变 方 式 而 形 成 的 又 如 放 射 性 的 统 计 涨 落 在 核 医 学 的 临 床 实 践 中 也 有 十 分 重 要 的 意 义 放 射 性 的 统 计 涨 落 是 放 射 线 的 基 本 属 性 遵 从 泊 松 分 布 规 律 转 变 到 核 医 学 的 临 床 检 测 和 成 像 中 就 成 为 本 底 或 噪 声 在 进 行 诊 断 时 必 须 排 除 放 射 性 统 计 涨 落 的 影 响 否 则 会 得 出 错 误 的 诊 断 结 果 假 如 有 一 肿 瘤 标 志 物 的 放 射 性 样 品 和 对 照 的 正 常 样 品 它 们 测 得 的 放 射 性 计 数 分 别 为 和 此 时 如 果 诊 断 它 们 有 差 异 就 错 了 因 为 的 差 异 正 好 是 放 射 性 的 统 计 涨 落 为 了 准 确 起 见 我 们 应 该 延 长 测 量 时 间 或 增 加 样 品 的 标 记 活 度 使 测 量 结 果 达 到 和 则 我 们 可 以 肯 定 判 断 肿 瘤 样 品 是 有 意 义 的 因 为 此 时 的 统 计 涨 落 只 有 1 而 肿 瘤 样 品 与 正 常 样 品 的 差 异 达 超 过 个 标 准 差 的 范 围 同 样 的 道 理 我 们 在 进 行 核 医 学 图 像 处 理 时 也 必 须 考 虑 放 射 性 的 统 计 噪 声 对 于 噪 声 高 的 图 像 我 们 只 能 选 择 平 滑 的 滤 波 函 数 对 噪 声 低 的 图 像 我 们 才 可 以 选 择 截 止 频 率 陡 峭 的 滤 波 函 数 以 上 仅 举 两 个 例 子 其 实 核 物 理 中 的 物 质 结 构! 射 线 与 物 质 相 互 作 用! 能 谱 的 概 念 等 均 对 核 医 学 的 实 践 有 指 导 意 义 312 核 医 学 与 核 电 子 学 和 探 测 技 术 同 样 的 道 理 如 果 没 有 核 电 子 学 和 核 探 测 技 术 我 们 也 就 不 能 创 立 核 医 学 考 查 核 医 学 的 发 展 历 史 就 会 知 道 核 医 学 的 创 立 时 间 是 在 核 电 子 学 和 核 探 测 技 术 形 成 之 后 核 医 学 的 每 一 重 大 进 展 也 是 与 核 电 子 学 和 核 探 测 技 术 的 发 展 密 切 相 关 的 现 在 已 经 在 核 医 学 领 域 内 形 成 了 一 个 专 业 学 组 称 为 核 医 学 电 子 学 核 医 学 电 子 学 建 立 在 核 电 子 学 基 础 上 结 合 核 探 测 技 术! 计 算 机 技 术! 影 像 学! 图 像 处 理 和 质 量 控 制 形 成 了 与 放 射 性 药 物 并 驾 齐 驱! 主 宰 核 医 学 发 展 的 两 大 重 要 支 柱 之 一 世 界 核 医 学 电 子 学 的 起 步 是 从 简 单 的 核 仪 器 开 始 的 年 美 国 加 州 大 学 的 发 明 了 同 位 素 扫 描 机 这 是 临 床 核 医 学 的 开 端 也 是 核 医 学 电 子 学 的 诞 生 在 年 代 临 床 医 生 们 用 扫 描 机 做 了 大 量 的 研 究 发 表 了 数 以 万 计 的 论 文 尽 管 尔 后 的 临 床 核 医 学 有 了 很 大 的 进 步 但 核 素 成 像 的 基 本 原 理 还 是 在 扫 描 机 时 代 建 立 的 更 可 贵 的 是 在 这 一 时 期 核 物 理 工 作 者 和 核 电 子 学 工 程 师 们 对 核 探 测 技 术 在 核 医 学 中 的 应 用 进 行 了 系 统 的 研 究 从 仪 器 设 计! 性 能 分 析! 图 像 处 理 诸 方 面 著 书 立 说 发 表 论 文 奠 定 了 核 医 学 电 子 学 的 基 础 这 一 时 期 的 重 大 技 术 应 用 是 碘 化 钠 晶 体 探 测 器! 单 道 脉 冲 分 析 器! 闪 烁 探 测 技 术 引 入 核 医 学 现 代 最 先 进 的 核 医 学 设 备 中 以 上 部 分 仍 然 是 必 不 可 少 的 组 成 部 分 我 国 核 医 学 电 子 学 起 步 较 晚 年 王 世 真! 丁 德 沣! 蔡 荣 业 教 授 在 西 安 开 办 同 位 素 仪 器 训 练 班 指 导 大 家 如 何 应 用 位 定 标 器 测 量 放 射 性 开 始 把 核 探 测 技 术 引 向 核 医 学 继 而 现 中 国 医 学 科 学 院 工 程 所 和 肿 瘤 医 院 开 始 合 作 研 制 扫 描 机! 肾 功 能 仪 和 Χ 能 谱 仪 这 些 仪 器 很 快 被 用 于 临 床 实 践 性 能 良 好 工 作 稳 定 并 由 天 津 医 疗 电 子 仪 器 厂 进 行 批 量 生 产 及 时 满 足 了 国 内 需 要 填 补 了 国 内 空 白 年 英 国 公 司 电 子 工 程 师 发 明 了 的 发 明 不 仅 是 放 射 学 和 影 像 学 的 一 场 革 命 也 是 核 医 学 的 一 个 重 大 转 折 实 际 上 的 发 明 是 核 医 学 电 子 学 在 放 射 学 中 的 成 功 应 用 因 为 在 研 究 的 初 期 射 线 源 采 用 的 是 同 位 素 探 测 技 术 采 用 的 是 闪 烁 探 测 技 术 至 今 所 有 现 代 仍 采 用 闪 烁 探 测 技 术 这 是 得 以 成 功 的 重 大 技 术 之 一 可 以 说 没 有 核 电 子 学 就 没 有 技 术 的 问 世 的 出 现 也 刺 激 了 核 医 学 电 子 学 的 发 展 核 素 显 像 设 备 在 跨 越 扫 描 机 和 Χ 照 相 机 以 后 于 年 代 末 期 进 入 了 发 射 断 层 时 代 和 射 线 在 构 成 断 层 图 像 的 原 理 上 是 完 全 相 同 的 均 利 用 了 计 算 机 重 建 断 层 图 像 技 术 即 技 术 不 同 之 处 是 放 射 源 不 同 射 线 利 用 射 线 穿 透 人 体 依 据 其 衰 减 系 数 差 异 值 诊 断 疾 病 利 用 注 入 人 体 内 的 放 射 性 核 素 发 射 出 的 Χ 射 线 构 成 断 层 图 像 依 据 正 常 组 织 和 病 变 组 织 摄 取 放 射 性 核 素 差 异 来 诊 断 疾 病 磁 共 振 成 像 简 称 原 名 叫 核 磁 共 振 成 像 简 称 它 应 该 属 于 核 医 学 的 范 畴 由 于 人 们 惧 怕 核 辐 射 故 去 掉 了 / 0 把 / 0 变 成 了 / 0 又 由 于 人 们 过 于 强 调 影 像 忽 略 了 它 的 本 质 在 / 0 后 面 加 了 一 个 / 0 把 / 0 变 成 了 纯 粹 的 影 像 学 / 0 从 物 理 的 角 度 看 要 全 面 了 解 的 原 理 应 该 从 原 名 讲 起 核 磁 共 振 成 像 没 有 射 线 它 的 成 像 完 全 发 生 在 原 子 核 的 范 围 内 人 体 组 织 中 有 一 类 元 素 它 们 的 原 子 核 具 有 磁 矩 和 自 旋 如 ƒ 等 它 们 在 外 磁 场 作 用 下 可 以 产 生 磁 共 振 信 号 磁 共 振 信 号 的 产 生 从 量 子 力 学 观 点 考 物 理
虑 又 离 不 开 原 子 核 的 能 级 跃 迁 所 谓 横 向 弛 豫 时 间! 纵 向 弛 豫 时 间 均 是 原 子 核 从 不 同 的 激 发 态 回 复 到 基 态 时 产 生 的 另 外 磁 共 振 成 像 属 于 同 位 素 的 应 用 ƒ 等 属 于 稳 定 性 同 位 素 的 一 类 称 为 磁 共 振 同 位 素 至 于 磁 共 振 影 像 则 同 所 有 影 像 一 样 把 磁 共 振 信 号 转 换 成 电 信 号 加 以 显 示 而 已 313 核 医 学 与 计 算 机 技 术 核 医 学 创 立 的 基 础 是 核 物 理 核 医 学 成 为 一 门 现 代 科 学 和 现 代 技 术 则 是 得 益 于 计 算 机 技 术 核 医 学 应 用 计 算 机 技 术 早 于 其 他 医 学 专 业 是 医 学 与 计 算 机 技 术 相 结 合 的 开 拓 者 之 一 早 在 年 代 即 扫 描 机 时 代 核 医 学 就 用 计 算 机 来 处 理 扫 描 图 像 把 模 拟 扫 描 机 发 展 成 为 数 字 式 扫 描 机! 彩 色 扫 描 机 改 善 了 图 像 质 量 提 高 了 空 间 分 辨 能 力 进 入 Χ 照 相 机 时 代 计 算 机 技 术 更 成 了 核 医 学 不 可 缺 少 的 重 要 组 成 部 分 之 一 Χ 照 相 机 使 核 素 显 像 从 静 态 进 入 到 动 态 这 是 一 个 质 的 飞 跃 所 谓 动 态 就 是 可 以 在 极 短 时 间 内 拍 下 各 种 脏 器 的 放 射 性 分 布 的 动 态 像 几 十 帧 至 几 百 帧 利 用 这 些 动 态 图 像 我 们 可 以 构 成 时 间 放 射 性 活 度 分 布 曲 线 这 些 动 态 曲 线 可 以 反 映 心 功 能! 肾 功 能! 脑 功 能! 甲 状 腺 功 能 等 所 有 这 些 动 态 过 程 的 控 制 及 曲 线 制 作 都 是 由 计 算 机 完 成 的 只 有 具 备 计 算 机 功 能 的 Χ 照 相 机 才 能 进 行 动 态 研 究 在 现 有 的 影 像 技 术 中 动 态 显 像 最 成 功 的 仍 属 核 医 学 它 对 诊 断 一 些 功 能 改 变 所 致 的 疾 病 很 有 价 值 计 算 机 在 核 医 学 中 最 新 的 应 用 称 为 图 像 融 合 又 称 图 像 配 位 2 这 种 技 术 是 把 两 种 不 同 参 量 的 图 像 融 合 在 一 块 达 到 优 势 互 补! 提 高 诊 断 准 确 性 的 目 的 目 前 常 用 的 医 学 图 像 融 合 是 把 具 有 解 剖 优 势! 空 间 分 辨 率 好 的 或 图 像 与 具 有 功 能 优 势! 反 映 血 流 变 化! 葡 萄 糖 代 谢 变 化 的 和 图 像 融 合 医 生 可 以 在 准 确 的 解 剖 部 位 上 判 断 疾 病 的 性 质 图 像 融 合 涉 及 计 算 机 软! 硬 件 技 术 是 计 算 机 技 术 高 度 发 展 的 产 物 结 束 语 与 核 医 学 相 关 的 学 科 还 有 许 多 从 以 上 相 关 的 门 学 科 中 已 经 可 以 领 略 多 学 科 在 医 学 中 的 地 位 和 作 用 世 界 发 达 国 家 如 英 国! 美 国 他 们 发 展 医 学 的 一 条 重 要 经 验 就 是 把 先 进 的 科 学 技 术 首 先 用 于 医 学 核 医 学 的 创 立 和 发 展 充 分 证 明 了 这 一 点 在 核 医 学 领 域 取 得 重 大 成 果 的 都 是 一 些 与 医 学 紧 密 结 合 的 物 理 学 家 和 工 程 师 如 扫 描 机 的 发 明 者 Χ 照 相 机 的 发 明 者 的 发 明 者 等 这 些 结 合 是 知 识 的 相 互 深 透! 相 互 取 长 补 短 更 重 要 的 是 相 互 结 合 的 人 才 我 们 称 之 为 接 口 人 才 他 们 把 自 己 的 专 业 融 合 于 医 学 之 中 付 诸 实 践 我 国 医 学 的 发 展 极 需 这 样 的 人 才 人 类 即 将 进 入 世 纪 展 望 新 的 世 纪 科 学 技 术 将 突 飞 猛 进 生 命 科 学 和 医 学 也 将 迎 来 一 个 崭 新 的 时 代 核 医 学 也 将 在 激 烈 的 竞 争 和 良 好 机 遇 并 存 的 环 境 中 求 得 自 己 的 发 展 纵 观 核 医 学 的 发 展 历 史 没 有 多 学 科 的 结 合 没 有 广 大 物 理 学 家! 计 算 机 行 家 和 工 程 技 术 专 家 的 参 予 核 医 学 就 很 难 快 速 发 展 作 者 本 人 也 是 学 物 理 的 谨 以 此 文 作 为 抛 砖 引 玉 欢 迎 更 多 的 朋 友 与 医 学 相 结 合 在 探 讨 生 命 的 奥 秘 战 胜 疾 病 中 发 挥 更 大 的 作 用 参 考 文 献 王 世 真 中 国 医 学 百 科 全 书 核 医 学 上 海 2 陈 盛 祖 核 电 子 学 与 探 测 技 术 ) 2 ) 孙 波 中 华 神 经 外 科 杂 志 ) 2 ) 陈 盛 祖 国 外 医 学 参 考 放 射 与 核 医 学 ) 2 ƒ ) 2 王 世 真 周 前 国 外 医 学 参 考 放 射 与 核 医 学 ) 2 ± ƒ ) 李 小 华 国 外 医 学 参 考 放 射 与 核 医 学 ) 2 ƒ )