放射性同位素医学应用

在超过3亿人口的美国，每年大约有1600万例核医学手术^[1]    

核医学领域使用辐射来提供有关人类功能的诊断信息或如何治疗的信息。每年进行数千万次核医学手术，对医用放射性同位素的需求正在迅速增加。

我们只能触及辐射和放射性同位素许多惊人应用的表面。我们无法讨论所有这些，但以下内容应该能让你对它们今天为我们所做的一切表示赞赏。

          

全世界有超过10000家医院在使用放射性同位素，其中约90%是用于诊断。

使用辐射的医学领域

医疗产品灭菌

•今天，现代医院使用的所有医疗设备中有一半以上是使用辐射消毒灭菌的。

    治疗

•大约10%的医疗程序使用辐射治疗各种疾病，包括许多类型的癌症、心脏病、胃肠道、内分泌、神经系统疾病和身体内的其他异常^[2,4]。

医学成像

X射线 

             

•X射线图像是通过使患者位于X射线管和照相底片（探测器）之间曝光，产生身体部分区域的图像。然后可以对成像的部分进行观查。

•常见的是牙齿、骨骼和乳腺X射线照片。

磁共振成像（MRI）

•MRI是一种用于可视化内部、详细介绍身体结构的成像技术。MRI可以创建更详细的、比X射线更清晰的人体图像。

•此程序使用磁场和脉冲或无线电波拍摄体内器官和结构的照片。我们体内的水是由数百万个原子组成的，当置于磁场中时，这些原子与场对齐，就像指南针指向北极一样。

          

计算机断层扫描（CT）

此程序可以提供3D X射线切片，通常用于为心脏病高风险患者制作全动态心脏扫描，或用于检测肿瘤和脑骨创伤。

医学成像 / 放射示踪剂

正电子发射断层扫描（PET）

这种核医学成像技术是将一种通过正电子发射衰变的同位素（即B⁺粒子）注入人体。当这种正电子遇到电子（β^- 粒子）时，它们会相互湮灭并产生两个光子。根据这些光子离开人体的能量和路径，就可以准确了解同位素被吸收的区域。

单光子发射计算机断层扫描（SPECT）

单光子发射计算机断层扫描（SPECT）与正电子发射计算机断层扫描（PET）相似，都是使用放射性示踪材料和检测γ射线。但与 PET 不同的是，SPECT 使用的示踪剂会发射γ射线，并可直接测量。PET 示踪剂发射的正电子与几毫米外的电子湮灭，导致两个γ光子向相反的方向发射。PET扫描仪检测到这些在时间上重合的发射，这提供了比SPECT更多的局部辐射事件信息，从而提供了更高分辨率的图像。不过，SPECT 扫描的费用要比 PET 扫描低得多，部分原因是 SPECT 扫描可以使用比 PET 扫描更长寿命、更容易获得的放射性同位素。    

这是用PET拍摄的一个人的大脑切片。红色区域表示积聚了更多的示踪剂，蓝色区域表示积聚的示踪剂较少或没有。    

SPECT成像从多个角度获取多个2D图像，然后处理这些信息以产生3D图像。

世界钼 99的供应紧张。这种同位素的使用正在增长，被认为是世界上最重要的医用放射化学物质。

钼 99短缺

钼99（⁹⁹Mo）是需求量最大的医用同位素。它可以从核反应堆运送到各个使用地点，因为它的半衰期相当长，为66小时。其衰变产物锝 99m（^99mTc）的半衰期为6小时，被用作示踪剂。    

医用同位素的供应是首要任务。目前正在采取行动，支持医疗界这一重要商品的长期可靠供应，并确保满足世界各地患者的需求^[3]。

你知道吗？

•85%的核医学检查使用Mo/Tc发生器用于肝、肺、骨的诊断^[2]。

•五分之四生产钼 99的核反应堆接近使用寿命，这些堆将面临退役或大规模检修。

•非反应堆产锝少量可以由回旋加速器和加速器生产，在回旋加速器中通过使用质子束轰击钼 100靶直接产生^99mTc，或者在直线加速器中通过高能X射线轰击钼 100靶来产生钼99^[5]。

放射治疗在医学治疗中的应用

大约10%的医疗程序使用辐射^[2]。

放射治疗首次应用于甲状腺癌症的治疗。患者饮用一定量的掺有放射性碘131(¹³¹I)的溶液，这种放射性同位素优先停留在甲状腺中。放射性同位素的β辐射随后靶向并摧毁甲状腺中的癌症。

外部放射治疗 使用外部辐射束来聚焦癌细胞生长。入射的X射线或质子束以精确的方式在患者周围移动，使光束保持聚焦在肿瘤上，从而最大限度地减少穿透辐射束在任何健康细胞上停留的时间。

内部放射性核素治疗 可以通过在目标区域植入小型放射源来进行，通常是γ或β发射器。铱192(¹⁹²Ir)植入物通常用于大脑和乳房区域。它们以金属针的形式通过导管引入目标区域。在达到正确剂量后，移除该植入物。

硼中子捕获疗法（BNCT）

在此过程中，硼被注射到患者体内，以优先集中在肿瘤部位。然后，中子束聚焦在硼上。中子与硼反应产生α粒子，破坏浓缩硼附近的恶性细胞。由于α粒子在距离其起源点很短的距离内停止，因此会在局部产生强烈的辐射损伤。    

如今，辐射被用于内部治疗其他癌症，美国几乎一半的癌症患者在治疗过程中接受辐射治疗。

硼中子捕获疗法可以杀死肿瘤，而不会伤害健康的邻近组织。

治疗

γ刀放射外科（射波刀）

为了尽量减少对健康细胞的伤害，放射治疗是在患者周围旋转外部辐射束。放射源的辐射从多个方向发出，不断聚焦在目标异常处，只有少量的辐射穿过健康组织。    

近距离放射治疗 是一种内部放射治疗形式，其中放射源放置在需要治疗的区域内或附近。近距离放射治疗是将短寿命放射性同位素直接精确地放置在癌性肿瘤的部位。这些同位素被包裹在胶囊或金属针中，使电离辐射得以释放。辐射可治疗和杀死周围组织，但会阻止放射性同位素在体液中移动或溶解。胶囊或金属针可在稍后取出，或者在使用某些同位素时，可将其留在原位以延长治疗时间。近距离放射治疗的一个主要特点是辐射仅影响放射源周围的局部区域。此外，如果患者在治疗过程中移动，或者肿瘤在体内发生任何移动，放射源都会保持其与肿瘤的正确位置。

毫无疑问，医学研究将找到更多使用辐射和放射性同位素来改善患者生活的方法。

加速部分乳腺照射（APBI）是一种近距离放射治疗，包括插入放射源来杀死肿块切除术后可能残留的乳腺癌症细胞。   

参考文献

1. What is Nuclear Medicine? Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. http://interactive.snm.org/docs/whatisnucmed.pdf

2. Waltar, Alan RADIATION AND MODERN LIFE: Fulfilling Marie Curie’s Dream, Prometheus Books, 2005

3. FACT SHEET: Encouraging Reliable Supplies of Molybdenum-99 Produced without Highly Enriched Uranium, The White House, 2012, http://www.whitehouse.gov/the-press-office/2012/06/07/fact-sheet-encouraging-reliable-supplies-molybdenum-99-produced-without-

4. General Nuclear Medicine. http://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?pg=gennuclear

5. World Nuclear Association. Radioisotopes in Medicine. http://www.world-nuclear.org/info/Non-Power-Nuclear-Applications/Radioisotopes/Radioisotopes-in-Medicine/

  槟榔郭摘编自：Medical_Use_of_Radioisotopes_web 

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