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第一章 绪论 核医学（nuclear medicine）是利用核素和核技术来进行生命科学和基础医学研究并诊断和治疗疾病的一门新兴综合性交叉学科，是现代医学的重要组成部分和最活跃的领域之一，是建立在基础医学、临床医学、生物技术和核化学、核物理与核仪器学基础上的，从事基础研究、体外分析、体内显像诊断和核素治疗的一门综合性、交叉的医学学科。也是原子能科学技术的一个重要支柱，已成为一个涉及范围和研究领域均十分广泛的独立医学学科。
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核医学（nuclear medicine）
临床核医学 (clinical nuclear medicine) 是利用放射性核素和稳定性核素及核射线来诊断和治疗疾病的一门临床交叉学科。 实验核医学（experimental nuclear medicine）利用核素和核射线的特性进行生命科学和基础医学的基础和理论研究，探索生命本质中的关键问题，加深对生命现象的认识和病理过程理解的一门边缘交叉学科。
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定义 核医学是利用放射性和稳定核素，来诊断和治疗疾病的一门医学分支。
建立在基础医学、临床医学、生物技术和核化学、核物理与核仪器学基础上的，从事基础研究、体外分析、体内显像诊断和核素治疗的一门综合性、交叉的医学学科。
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一、核医学的历史 与医学的形成与发展的历史相比较，核医学是—门年轻的学科，它的形成与近代物理和其他科学的发展紧密相连，同时也与核化学、核药学、生命科学、计算机科学等密切相关。 1895年伦琴 (Roetgen)发现X射线后，引起了物理学家的极大兴趣，并开创了放射学（radiology）的新纪元。 1886年法国物理学家贝可勒尔（Henri Becquerel ）发现铀的放射性； 1897 波兰化学家居里夫人（Marie Curie）发现了镭 (88号元素)，居里夫人将这种化合物放出的神秘射线命名为“放射性”（radioactivity），称铀的射线为贝可勒尔射线。
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1899年英国科学家卢瑟福(Rutherford)发现铀能发射α和β粒子；
1900年维拉德(Villard)发现了γ射线，为核医学的建立奠定了物理、化学基础；1913年英国物理学家玛格丽特·托德(Margaret Todd)首次提出了“同位素”（isotope）一词。
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科学家开始利用放射性核素在生物科学和医学领域进行了相关的研究，逐步开创和发展了核医学
利用放射性同位素进行示踪研究在二十世纪初就已开始； 1923年，物理化学家赫维塞(Hevesy)第一次用天然的放射性核素212Pb作为示踪剂研究植物不同部位的铅含量，随后又用32P作为示踪剂研究了磷在生物体内的代谢途径。他的工作首先提出了“示踪技术”的概念，奠定了实验核医学的基础。 在利用放射性同位素进行实验核医学研究的基础上，1926年美国医生布卢姆加特（B1umgart）等首次将示踪技术应用于临床，实验是将放射性氡注入手臂静脉研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，开创了临床核医学的新时代。
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1930年美国物理学家劳伦斯(Ernest O. Lawrence)发明了第—台回旋加速器，为大量生产放射性核素创造了条件。
1936年劳伦斯（John H. Lawrence）用人工放射性核素32P第一次开展了放射性核素内照射治疗研究和临床应用。
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1937年几种在核医学领域应用广泛的放射性核素相继发现，包括：59Fe、131I和60Co；
1951年美国FDA批准了NaI(131I)作为甲状腺功能亢进治疗的药物，这也是FDA批准的第一个放射性药物。到目前为止用131I 治疗甲状腺癌和甲状腺功能亢进仍然是临床最常用的方法之一。 1938年塞格瑞(Segre)和西博格(Seaborg)发现了99mTc，并于1957年由特克尔(Tucker)等制造成核素发生器；1960年美国布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory ）开始商品供应99Mo-99mTc发生器和其他放射性核素发生器。至今99mTc这种性能优良的短半衰期核素仍广泛应用于临床医学。
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1950年K.R. Crispell和 John P. Storaasli第一次使用131I标记的人血清白蛋白用于人心脏血池的显像。
1978年D. Goldenberg第一次用放射性标记的抗体进行了人肿瘤的显像。 1981年J.P. Mach第一次使用单克隆抗体进行了人肿瘤的显像。 1989年FDA 批准了第一个正电子显像药物82Ru (rubidium-82) 用于心肌显像。 1992年 FDA 批准了第一个用于肿瘤显像的单克隆抗体放射性药物。
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核医学仪器的里程碑 1958年安格(H. Anger)研制出第一台γ照相机（scintillation camera），使得核医学的显像由单纯的静态步入动态显像阶段。 1962年库赫(David Kuhl)提出了发射式重建断层技术，此后这项技术被用于正电子发射计算机断层显像（PET）和单光子发射计算机断层显像(SPECT)；同时这项技术也是X-线断层扫描（CT）的基础。
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实验核医学---同位素技术的发展与生命科学、临床医学的进步起到了相互促进的作用
1952年，Hershey用同位素示踪技术证实生命遗传信息的载体是DNA。他们利用32P标记的磷酸和35S标记的氨基酸作放射性示踪剂，证实了病毒遗传信息携带者是大分子DNA而非蛋白质。 1959年Berson和Yalow为了测定血浆中含量较低的胰岛素浓度，建立了放射免疫分析法，后来逐步发展到能测定人体各种激素或微量物质，使我们较为容易测定复杂样品中含量达ng以下的生物样品。该技术为临床医学的发展作出了巨大贡献，并以此为基础发展了多种非放射免疫分析技术，目前仍广泛应用于临床。
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Meselson和Stahl用同位素示踪的方法证实了DNA复制的半保留特性。他们用15NH4Cl培养基培养大肠杆菌，再利用超速离心方法证实，大肠杆菌繁殖过程中，子代细菌中DNA双螺旋分子的一条链是由亲代直接而来，另一条链是新合成的，DNA复制具有半保留特性。mRNA的首次分离及mRNA信息来自DNA也是应用同位素标记技术证实的。同样，三联密码的揭示也是用同位素示踪的方法实现的 由于放射性同位素不包括同质异能素，也不包括稳定核素，因此1968年瓦格纳(Wagner)在他的教科书中用了“核医学”取代了使用多年的“同位素”与“放射性物质”等名称。1969年，“核医学”正式作为放射性同位素在疾病诊断和治疗中研究与应用的医学分支被确定下来。
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我国的核医学发展史 1956年国务院在新拟订的科学发展十二年远景规划中，已将核医学列为国家的一项重点任务。与此同时，中央军委卫生部在西安创办了同位素测量仪器训练班及同位素应用训练班，由丁德泮、王世真两位教授负责，为全国各地培训了一批技术骨干，使之成为我国核医学的学科带头人。
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1958年，我国建成了第一座原子反应堆及回旋加速器，生产了常用的放射性核素。
1958相继建立了一批同位素实验室，开展了131I、32P、198Au等放射性核素的临床诊断与治疗工作，国产放射性核素已能大量供应。 1960‘S放射性核素示踪方法在生物化学，药理学、内分泌学、病理生理学、微生物学及其他形态学科中的应用也陆续开展了起来。
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自七十年代末改革开放以来，核医学得到了飞跃的发展，核素标记技术、放射性测量技术，临床上脏器显象诊断技术，体外放射分析技术、短半衰期核素应用等都更广泛应用和水平更加提高；核素示踪技术在国家重点科研项目的许多课题中充分发挥了重要作用。 1981年创办了《中华核医学杂志》
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现状 目前约有1000家医院开展了核医学工作（三甲医院必需） ，从事核医学专业人员达五千余人；
全国主要医学研究、临床和教学机构均设立了核医学科室或同位素实验室。核医学已经在基础医学研究、临床应用研究、临床诊断与治疗中发挥巨大的作用。 全国核医学博士、硕士研究生带教点达18个，已培养出各类研究生500多名； 有PET100台左右，SPECT仪450台，γ相机75台、液闪测量器168台、γ计数器847台； 另据统计表明：我国主要高等医学院校及医科院的学报上自1993年至1995年上半年所发表的论文总数中，采用了核技术方法者近15%，其中有的高达28%；
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三、实验核医学的研究内容 利用核素示踪原理、技术和方法来研究疾病的发生、发展，研究机体的生理、生物化学和功能结构的变化及病理过程，主要包括核素标记技术、核素示踪技术、核素分析技术、体外放射分析技术、活化分析技术、放射自显影技术以及稳定性核素分析技术等。这些技术在医学上的应用，使人们的眼界由细胞水平进入到分子水平。通过放射性核素示踪法，可以在生理情况下，从分子水平动态地研究机体内各种物质的代谢变化，细致的揭示体内及细胞内代谢的过程，这是目前其他技术还难以实现的。
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实验核医学主要研究目的是发展、创立新的诊疗技术和方法，推动临床核医学的发展；
实验核医学在基础医学研究、生命科学研究和临床医学研究等方面起到了十分重要的作用，促进了相关学科的发展。 实验核医学本身是一门独立的专业学科，有其自身发展规律；同时它也是临床核医学的基础。 实验核医学与基础医学、生命科学和放射医学中一些分支学科有着紧密的关系，如核物理学、核电子与核仪器、放射剂量学、放射化学、放射生物学、放射卫生、分子生物学、生物化学、生理学、免疫学、肿瘤学、药学等，这些学科支撑着实验核医学并与之相互促进和相互提高，使实验核医学成为一门真正的交叉学科。
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放射性示踪技术与其他先进医学技术相结合 持续拓宽和深化诊断核医学的内容
其他医学先进理论/技术 核医学内容 稀释原理 血容量测量、血浆容量测定、红细胞容量测定 血流动力学 血流速度测定、心功能显像和测定 跨膜 肝肾功能显像，心肌、脑血流量显像和测定 代谢 甲状腺摄碘功能显像和测定、葡萄糖代谢显像 免疫理论、单抗技术 放射免疫分析、放射免疫显像 受体学说 神经递质显像、运转蛋白显像、受体显像 基因理论和基因工程技术 基因显像、反义显像、转基因显像
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我校核医学专业的情况 在放射医学专业的基础上，同位素的和平利用、拓宽专业面。 1989年第一批招生。 专业课程设置：核物理与核仪器学
放射损伤与防护 辐射剂量学 核药学 实验核医学 临床核医学
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可能从事的工作岗位 大学和研究机构----基础研究 医院-------------------体外分析 体内显像 核素治疗
药物开发机构和药品生产与销售企业
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大学和研究机构----基础研究 放射性与稳定同位素的示踪技术用于生命科学、基础医学的研究； 物质和药物吸收、分布、代谢的研究；
体内、外各种痕量物质的定量定性分析；
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医院-------------------体外分析
主要是RIA和IRMA，及RBA 少量的稳定核素的分析 微量元素的分析（中子活化等）
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体内显像-----功能与结构
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未来的发展前景 导向诊断与导向治疗； 研究和开发了一些有前途的放射性同位素，可用于不同的目的；
基础与临床医学的发展和生物工程技术的发展------识别位点与靶向分子； 联结与标记技术的发展； 导向诊断与导向治疗； PET和有符合线路的SPECT的应用； 稳定同位素应用与分析仪器的进步；
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生命科学和生物工程技术的发展，核医学与分子生物学的相互融合使核医学进入了分子核医学的时代
一方面实验核医学的技术和手段不仅用于基础研究，也用于临床医学； 另一方面，临床核医学的显像技术也开始直接用于一些基础研究，两者的界限不再完全分明。
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分子显像（Molecular Imaging）
是指在组织水平、细胞及亚细胞水平对特定的分子信息的成像, 即用影像学方法反映分子水平的变化, 对活体特征及生物进程成像，包括代谢显像、受体显像、微型抗体的放射免疫显像和基因显像等。相对于经典影像学, 它偏重于基础变化, 基因分子水平的异常, 而不是基因分子改变的最终效应。它是影像学从大体形态学向微观形态学、生物代谢、基因成像等方面发展的一个重要动向, 所涉及的基础方法学及理论均和其它学科有较大的交叉。
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存在的问题 与普通影像医学的竞争 价格、普及 同位素的公众心理顾虑 放射性核素治疗的问题
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四、展望 100多年来，核医学包括实验核医学从初创到现代历经了漫长历程，在历史上发挥了无可替代的作用。但是随着医学技术及其相关科学领域的发展，核医学的许多优势正在被其他技术取代；同时由于对辐射危害的耽心，使得从业人员更愿意选择非放射性的实验技术和手段进行基础研究和临床应用，竞争不可避免，甚至会非常激烈。
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几个特别要重视的方面： 1、分子生物学和分子医学 发展分子核医学的必备知识
1、分子生物学和分子医学 发展分子核医学的必备知识 2、临床医学知识和进展 有助于为临床服务、了解现存问题，考虑用核医学方法帮助解决 3、各种影像学 核素显像要与之相互比较、相互参照和相互融合的必备知识 4、现有核医学诊治方法的新经验 有助于改善现有工作 5、核医学新思路、新技术、新方法、新药物、新仪器 有助于紧跟发展，活跃思路 6、因特网和网路 迅速获得与交流信息和知识的主要方法
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前面几届学生就业与发展喜人 突出的问题 要求高学位 地区发展不平衡 大医院的饱和中小医院的条件 效益
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希望 核医学包括实验核医学应当发挥自身的优势，将其他学科的最新进展融入到本学科中，不断完善、创新自身的研究手段和方法，使核医学包括实验核医学永远处于医学发展的前沿，前景是十分光明的。
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