一、概述
核医学是利用放射性核素及其标记的化合物进行疾病诊断和治疗的一门学科。核医学分为基础核医学和临床核医学，本节主要介绍临床核医学的内容。
（一）核医学检查原理
1.影像核医学的原理根据放射性核素的示踪原理，将发射一定穿透能力的γ射线的放射性药物作为显像剂引入体内，可被脏器、组织摄取。
2.实验核医学原理是放射性药品不引入体内的体外检查方法。以放射性标记物（标记配体或特异性结合剂）为示踪剂，以结合反应为基础，在试管内完成的微生物活性物质和药物的检测技术。
（二）放射性药物
1.定义
能够安全用于诊断或治疗疾病的放射性核素和放射性标记化合物，称为放射性药物。
2.放射性药物的特点
（1）能够发射出核射线主要包括α射线、β射线和γ射线，其中以γ射线穿透力最强，引入人体内后能在体表探测到，而且对人体的电离辐射损伤较小，因此，只有释放γ射线的放射性核素适用于体内显像检查。
（2）遵循放射性核素的衰变规律单位时间内原子核衰变的数量称为放射性活度，放射性活度减少至一半所需要的时间称为物理半衰期（T1/2），对生物体来说，还有生物半衰期（Tb）和有效半衰期（Te），前者指生物体内的放射性核素经由各种途径从体内排出一半所需要的时间；后者指生物体内的放射性核素由于从体内排出和物理衰变两个因素的作用，减少至原有放射性活度一半所需要的时间。
3.放射性核素的生产方式
放射性核素的生产方式包括反应堆生产、加速器生产和核素发生器生产。目前临床最常用的放射性核素为99m锝，它只发射γ射线，物理半衰期为6.02h，γ光子的能量为140keV，其化学性质活泼，能够标记到多种化合物上，几乎可以用于所有脏器的显像。
（三）核医学显像仪器
核医学显像仪器是指用于探测引入人体内的放射性核素所发射出的γ射线，通过能量转换、信号放大、计算机处理等一系列过程，从而得到脏器图像的仪器。目前最常用的显像仪器为单光子发射计算机断层显像仪及正电子发射计算机断层显像仪（PET）。
二、内分泌系统核医学检查
（一）甲状腺功能检查
甲状腺（thyroid）是人体重要的内分泌腺体，约有5%成年人患有各种甲状腺疾病，正确判断甲状腺功能状态，对疾病的正确治疗有重要的临床意义。
1.甲状腺吸碘试验
【原理】甲状腺具有选择性摄取和浓缩碘的功能，其摄取速度和数量以及碘在甲状腺的停留时间，取决于甲状腺的功能状态。给受检者口服一定量的131I后，即被甲状腺所摄取，在体外用特定的γ射线探测仪即可测得甲状腺对131I的吸收情况，从而可判断甲状腺的功能状态。
【方法】
（1）患者准备检查当日早晨空腹，以保证131I的充分吸收。检查前需询问受检者是否食用影响甲状腺131I的食物或药物，如富碘食物及抗甲状腺药物等，如有此种情况，应根据需要停用一定时间再进行此项检查，以免影响检查结果，得出错误结论。
（2）标准源的制备取相当于受检者用量的131I溶液，加入一直径2.5cm，高18cm的试管内，并将试管置于石蜡制成的颈模型中，作为检测的标准源。
（3）检测方法受检者口服131I溶液，于服131I后3h、6h、24h，或2h、4h、24h用甲状腺功能测定仪分别测定甲状腺部位的放射性计数，测量前先测定室内自然本底的计数及标准源计数。
【参考值】甲状腺吸131I率正常值因地域不同，食物、饮水中含碘量不同而不同，但其共同的规律是随着时间的推移而增加，摄131I高峰为24h。
【影响因素】甲状腺吸131I率除受地域因素的影响外，年龄、性别也是影响因素，一般由于儿童和青春期正处于生长发育阶段，故甲状腺吸131I率高于成年人，女性稍高于男性，但均无显著差异。日常生活中，食用富碘食物如海带、紫菜等海产品后，可抑制甲状腺对131I的摄取功能，许多药物如胺碘酮、碘含片、海藻、昆布、丹参等对甲状腺摄取131I也有明显抑制作用，从而影响对甲状腺吸131I功能的判断。
【临床意义】甲状腺摄131I率的测定，主要用于准备131I治疗的甲状腺功能亢进患者计算服131I量，以及亚急性甲状腺炎患者的诊断，而用于甲状腺功能亢进或甲状腺功能减退的诊断不作为首选。
2.甲状腺激素抑制试验
【原理】正常状态下，甲状腺分泌的甲状腺激素与腺垂体分泌的TSH存在着反馈调节作用，即当血液中甲状腺激素水平增高时，TSH分泌减少，对甲状腺刺激作用减小，甲状腺摄取碘及甲状腺激素的合成和释放均受到抑制，血液中甲状腺激素水平随之下降。甲状腺功能亢进时，下丘脑-垂体-甲状腺轴的调节关系遭到破坏，虽然血液循环中TSH降低，但甲状腺摄碘、合成、分泌甲状腺激素均不受抑制。
【方法】在第一次甲状腺摄131I试验后，即给患者口服甲状腺片，3次/d，每次60mg，连服1周，然后重复甲状腺摄131I率试验，根据两次检查结果，计算甲状腺吸131I抑制率。
【参考值】抑制率>50%为正常抑制，25%～50%为部分抑制，<25%为不抑制。
【临床意义】正常抑制时，提示垂体-甲状腺轴存在着正常调节关系，可以排除甲状腺功能亢进的存在；不抑制时，提示垂体-甲状腺轴正常的调节关系遭到破坏，可诊断为甲状腺功能亢进；部分抑制时，可疑甲状腺功能亢进，需结合其他有关资料进行分析而确定。本检查主要用于鉴别突眼的性质。如有些甲状腺功能亢进突眼者，临床症状不典型，血清甲状腺激素水平正常，而以垂体-甲状腺轴调节关系被破坏为其重要特征，即抑制率<25%。另外，可用于功能自主性甲状腺结节的诊断，当甲状腺扫描提示为“热结节”时，以上述方法服甲状腺片1周后再进行甲状腺扫描，如果周围正常甲状腺组织受抑制，而“热结节”不受抑制，则可确诊为功能自主性结节。值得注意的是，妊娠女性、心功能不全及老年患者不宜做该项检查。
3.促甲状腺激素（TSH）兴奋试验
【原理】正常状态下，甲状腺摄碘能力受腺垂体分泌的TSH的调节，TSH分泌增加，则甲状腺摄碘率增高，而垂体分泌TSH减少或甲状腺组织受到损伤时，甲状腺摄碘率降低。若给患者注入适量的外源性TSH，并观察注射前后两次甲状腺摄131I率的变化，即可鉴别。甲状腺功能减退的病因是在垂体或甲状腺本身。
【方法】受试者在第一次摄131I率检查后，肌内注射TSH10u，3次/天，共3天。末次注射24小时后，以相同条件行第二次摄131I率检查。
【参考值】正常兴奋值>11%。
【临床意义】过敏体质者应先做TSH过敏试验，有严重心脏病者禁做此试验。
（1）鉴别原发性和继发性甲状腺功能减退症原发性甲状腺功能减退症是由于甲状腺本身病变所致，注射TSH后甲状腺摄131I率不能提高，兴奋值低下。而继发性甲状腺功能减退症其病变部位在丘脑或垂体，注射TSH后，甲状腺吸131I率明显提高，兴奋提高。
（2）判断甲状腺储备功能，指导甲状腺功能减退症患者用药甲状腺功能减退症者注射TSH后兴奋值高，提示甲状腺还有储备功能，可不用或少用甲状腺激素替代治疗，反之则说明甲状腺储备功能低下，必须用甲状腺激素治疗。
（3）用于功能自主性甲状腺结节的诊断和鉴别诊断当用核素行甲状腺显像表现为孤立的“热结节”，其周围没有其他甲状腺组织显像时，予以TSH兴奋试验，之后行第二次显像，如果“热结节”周围的甲状腺组织显像，则表明此结节为功能自主性甲状腺结节；若两次显像均未见周围有正常甲状腺组织，则可能为先天性甲状腺缺如，此“热结节”并非功能自主性腺瘤。
4.促甲状腺激素释放激素兴奋试验
【原理】下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素（TRH）作用于腺垂体并使其合成与释放TSH增多，后者作用于甲状腺，促使甲状腺激素合成、分泌增加。因此，给受试者注射一定量的TRH后，动态观察血清TSH浓度的变化，了解垂体和甲状腺的功能，用来鉴别甲状腺功能异常的病变部位。
【方法】采集受试者静脉血2mL后，用3mL生理盐水溶解TRH200～500μg，静脉注射，然后分别于15min、30min、60min、120min采集静脉血各2mL，测定注射TRH前、后不同血清TSH浓度。
【参考值】注射TRH后，TSH高峰出现在20～30min，1～4h内逐渐下降。30min时，男、女TSH值范围分别为3.5～15.5μg和6.5～20.5μg，60min时分别为2.0～11.5μg和4.0～5.5μg。
【临床意义】主要用于甲状腺功能减退病变部位的分析。甲状腺功能亢进症患者血中甲状腺激素增高，抑制了垂体对TRH的反应，因此注射TRH后无升高反应，如受试者对TRH呈反应时，则可排除甲状腺功能亢进的可能。原发性甲状腺功能减退者，TSH的基础值即很高，注射TRH后，TSH升高更为明显。垂体性甲状腺功能减退者，TSH的基础值很低，注射TRH后，TSH不会增加。下丘脑甲状腺功能减退者，注射TRH后，TSH分泌增多，但高峰延迟，多在60～90min时出现。
（二）甲状腺显像
正常甲状腺组织有很强的选择性摄取和浓聚碘的功能。将放射性131I引入体内后，即可被有功能的甲状腺组织所摄取，在体外用特定显像装置探测131I所发射的γ射线的分布情况，即可得到包括甲状腺位置、形态、大小等信息的图像。因99mTcO4-与131I是同一族元素，有类似的理化性质，故临床常用99mTcO4-进行甲状腺显像。
【方法】患者无需特殊准备，静脉注射99mTcO4-5～10mCi，20分钟后行甲状腺平面显像，必要时加侧斜位（左前斜位或右前斜位）或断层显像。
【正常图像】正常甲状腺影像位于颈部中央，分左右两叶，类似蝴蝶状，两叶间由峡部相连，也可有峡部缺如。两叶放射性分布均匀。
【临床意义】
（1）异位甲状腺的定位诊断胚胎发育异常时，可导致甲状腺异位。异位甲状腺一般在舌根部、舌骨下或胸骨后多见，给予131I或99mTcO-4后，正常甲状腺部位不见有甲状腺显像，而在其他部位出现异常团块状影，即可诊断为异位甲状腺。
（2）甲状腺结节功能的判定临床上常见有甲状腺结节的患者，结节的功能状况不同，其临床意义也不同。根据甲状腺结节摄取131I或99mTcO4-的情况，可将结节分为如下三种。①热结节：结节部位放射性高于周围正常甲状腺组织，表明此结节的摄131I或99mTcO4-的能力高于正常甲状腺组织。②温结节：结节部位放射性分布与周围正常甲状腺组织相同，表明此结节有正常甲状腺组织的功能。③冷结节：结节部位不摄取或很少摄取131I或99mTcO4-，为一般放射性缺损区，表明此结节无正常甲状腺组织的功能。
（3）甲状腺转移灶的探测甲状腺滤泡状癌和分化好的****状癌可有一定摄131I能力，其转移灶也可相应地摄取131I，而其余大多数甲状腺摄取131I率很低或不摄取131I。因此，用131I探测甲状腺癌转移灶时，仅对有摄131I能力的病灶有效，但尚需将残余的正常甲状腺组织用大量131I摧毁后再予131I进行探测，方可使转移灶显像。
（三）嗜铬细胞瘤显像
【原理】间位碘代苄胍（MIBG）为去甲肾上腺素类似物，可被嗜铬细胞特异性地摄取，因此将131I标记的MIBG注入体内后，在体外可测得嗜铬细胞瘤的部位、大小及数量。
【方法】将131I标记的MIBG2～3mCi注入体内，于注射显像剂后分别于24h、48h、72h在后腰部及必要的部位行γ射线摄像。封闭甲状腺及清除肠道同肾上腺皮质显像。检查前1周需停用******、利血平等药物，每次检查前需排空膀胱。
【临床意义】嗜铬细胞瘤大约有80%发生在肾上腺髓质，另20%位于肾上腺以外的部位。异位嗜铬细胞瘤多在腹主动脉旁出现，也可位于肾门、膀胱等处。无论肿瘤位于肾上腺内或是异位，嗜铬细胞瘤显像检查都是定位诊断的首选方法。
三、骨骼系统核医学检查
【原理】骨组织由无机盐和有机物组成。骨的有机基质包括骨胶原和骨黏蛋白，骨的无机基质主要为含磷和钙的羟基磷灰石晶体，每克骨内的羟基磷灰石表面积约300m2，能与阳离子（Ca2+、Mg2+、K+、Sa2+）和阴离子（F-）进行交换、吸附结合。99mTc标记的磷酸盐化合物可通过化学吸附和有机质结合而沉积在骨骼内，使骨组织聚集放射性而显影。骨骼聚集放射性核素多少与其血流量及代谢活跃程度有关，当局部骨骼血供丰富，骨骼生长活跃或新骨形成时放射性核素聚集增加，该处骨显影密度增强（热区）；当骨组织血供减少，出现溶骨时，放射性核素聚集减少，该处骨显影密度减低（冷区）。因此当骨骼局部发生病理性改变时所致血供、代谢及成骨修复过程的变化，骨显像均可在相应部位表现为异常影像，从而对骨骼疾病提供定位诊断和疗效观察依据。
【适应证】
（1）早期诊断恶性肿瘤患者有无骨转移癌，观察已有骨转移癌患者有无新的转移灶，以助疾病分期和确定治疗方案。
（2）诊断原发性良、恶性骨病。
（3）观察股骨头血供状态，诊断股骨头缺血性坏死。
（4）明确骨骼病变部位，为骨活检定位，判定病变手术范围，提供放疗照射野选择，以及各种治疗措施的疗效评价。
（5）判定X射线摄片难以发现的骨折，如应力性骨折，肋骨、指骨、趾骨骨折等。
（6）观察移植骨的血供和成骨活性。
（7）诊断各种代谢性骨病及骨关节疾病。
（8）疑为急性骨髓炎而X射线检查正常者。
【方法】静态骨显像可分为全身骨显像和局部骨显像。
【图像分析】
（1）正常图像全身骨骼放射性聚集，两侧呈对称性均匀分布，但各部位的骨骼由于结构、代谢活性程度及血运情况不同，放射性分布也不同。含有疏质骨较多的扁平骨及长骨的骨骺端比含有密质骨较多的长骨骨干摄取放射性显像剂多，显像清晰。儿童和青少年属于骨质生长活跃时期，骨影普遍较成人增浓。前位影像，可见颅骨、颈椎、胸锁关节、胸骨、肩峰、髂嵴、股骨粗隆、膝关节、踝关节等均呈对称性显示，以胸骨及胸锁关节显示清晰。左右前肋清晰可辨。四肢长骨影迹一般可辨。后位影像，能清楚地显示颅骨、双肩、后肋、肩胛下角、胸椎、腰椎、骶骨和股骨头。由于生理弯曲，胸椎段显示更为清晰。双侧骶髂关节和坐骨由于“重力”作用出现影迹增浓征象。肾脏影像比前位明显。
（2）异常图像
1）放射性浓集增高区（热区）凡有骨质破坏、新骨形成及骨质代谢紊乱的良恶性病变均可产生放射性浓集增高区，如癌瘤骨转移、原发性骨肿瘤、骨折、骨髓炎及畸形性骨炎等。“热区”的形态可有点状、圆形、条形、片状、团块状或炸面圈状等。数目可分为单发和多发。某些累及全身代谢性病变，如甲状旁腺功能亢进等呈现全身骨骼浓聚异常增强，称为超级骨显像。
2）放射性浓聚减低区凡是能产生骨骼组织血供减少溶骨性病变，如早期股骨头缺血坏死、骨梗死、骨囊肿、癌瘤骨转移、放射治疗后等均可显示异常放射性“冷区”。
（3）骨外软组织病变摄取显像剂所致异常影像，如急性心肌梗死、钙化的心包或心瓣膜病、畸胎瘤等。
【临床应用】
（1）骨转移癌的诊断
骨显像对转移性骨肿瘤的诊断具有灵敏度高的优势，一般在X射线显示出病变前3～6个月，骨显像可检出异常征象。成人多见于前列腺癌、乳腺癌、肺癌发生骨转移，儿童多见于神经母细胞瘤发生骨转移。骨转移癌的基本影像特征常表现为多发的无规则的放射性“热区”。
（2）原发性骨肿瘤的诊断
原发性骨肿瘤，恶性程度高，血管极为丰富，生长迅速，摄取骨显像剂比良性肿瘤高，骨显像有较高的诊断价值。如成骨肉瘤、Ewing肉瘤、软骨肉瘤等。
（3）骨髓炎的诊断
骨显像是早期诊断骨髓炎的有效方法，一般急性骨髓炎在发病1～2d内骨显像即可显示异常，而X射线在骨质尚未破坏前不能检出异常征象。骨髓炎的图像特征是绝大多数病变部位出现放射性明显浓集的“热区”。
（4）骨折的诊断
骨显像的优势是早期检出X射线不能发现的外力快速冲击所致手、足、肋等细小骨折及多次超负重引起的应力性骨折，特别是对线性骨折或不完全骨折较为敏感。
（5）缺血性骨坏死的诊断
成人股骨头无菌性坏死股骨头血供障碍，多见于外伤性骨折或长期服用类固醇所致。骨显像是以骨骼血供和代谢活性为基础，是早期诊断和随访无菌性坏死的良好方法，比X射线平片早数月做出诊断。早期图像表现为放射性减低区，一般持续1个月至数月。晚期因血管重建、伴发新骨生成及滑膜炎，在股骨头放射性缺损区周围形成放射性增高影像。
（6）移植骨的检测
骨显像对评价移植骨成活有重要临床意义，比X射线早数月提示移植骨是否存活。一般移植骨术后1周即可行局部骨显像。成活良好的移植骨放射性分布不低于或高于正常骨组织，与骨床连接处有放射性浓集。失去血供的移植骨则表现为透明区（冷区）。
小结
本章第一节重点介绍了普通放射线检查在各系统中的应用，应重点掌握X射线检查前的准备及各系统常见病的X射线表现，简单了解CT及MRI检查方法。第二节简单介绍了超声成像原理及超声检查前的准备及临床应用，重点掌握超声检查前的准备工作及常见疾病的超声表现。第三节主要介绍了核医学检查基本原理及主要系统核医学检查的应用。通过本节的学习，旨在让大家对基本的核医学影像学检查方法及临床应用有个入门的了解。
思考题：
1.碘过敏试验结果如何判断？简述碘过敏反应的处理原则。
2.简述肺部基本病变X射线表现。
3.简述胃溃疡的基本X射线表现。
4.简述胃癌的基本X射线表现。
5.CT、MRI检查前准备有哪些？
6.超声检查前病人需要做哪些准备？