论文部分内容阅读
【名医简介】 王世真 中国科学院院士。现任北京协和医院教授、PET中心顾问、核医学国家重点实验室学委会主任、中华医学会名誉理事、中国核医学会荣誉理事、中国医学科学院放射医学所名誉所长。创办了我国第一个同位素训练班，曾任我国核医学会首届主委、《中华核医学》杂志首任总编辑。
说起原子弹，大概很少有人不知道或者没听说过。提起核医学，可能有很多人都知之甚少。其实原子弹应该叫“核弹”或“核武器”，因为它释放的巨大能量来自“核反应”。当今世界，核武器始终对人类有着巨大威胁，而核医学则是人类健康的朋友。这对孪生兄弟走的是完全不同的路子：一个威猛无比，动不动就吓唬人；一个默默无闻，踏踏实实地为人类的科学事业做贡献。
核医学是原子核科学技术与医学相结合的产物，它的任务是利用核技术来研究、诊断与治疗疾病，也就是应用同位素和加速器来探讨、阐明或解决医药学问题。一方面，核医学利用同位素可以进行生物医学研究，探索生命现象的本质及其物质基础，加深人们对正常生理、生化过程的认识，对疾病发生、发展的机理进行探讨。以及研究药物的作用原理等；另一方面，可以直接利用放射性同位素或加速器来诊断和治疗疾病。“核技术”、“同位素”、“放射性”这些名词随着广岛原子弹的爆炸而迅速传播，令人闻之心惊；而如今在医学上的和平利用，正在给无数人的生命带来新的希望。
从20世纪30年代开始，许多杰出科学家开始从事原子核科学的研究和应用。1953年，美国最早成立了核医学学会，“核医学”学科由此而诞生。全世界生产的同位素总量中，有80％～90％应用于医学。全世界现有的加速器，约有一半是医用的。
核医学技术的应用
如果你怀疑食堂的师傅把桌上的剩菜收集起来，混在第二天的菜里。你能有办法证明吗?最简单的方法就是在剩菜里加点儿特别的东西，如果能在第二天的菜里找到，就可以证实了。这叫做“示踪”，加进去的东西叫做示踪剂。在科学上，这一原理应用极为广泛，许多重大的科学发现，特别是生命科学的新发现都运用了这一原理。许多物质可以用做示踪剂，然而最准确、最灵敏、应用最广泛的示踪剂是“同位素”。
同位素示踪方法的开创和推广应用，是显微镜发明以来生物医学史上最重大的成就。它进一步揭开了人和生物体内新陈代谢变化的内幕，使人类从此有可能洞悉生命现象的本质、生命活动的物质基础，乃至疾病的发病原因和药物的作用机制。
在生物医学领域，同位素的应用不仅极大地丰富了人们原有的生物医学知识，也解决了许多以前无法解决的问题，并确立了不少新观念。专家进行研究后发现，生物体内一切成分均处在不断变化、相互交换和永远更新的状态。与此同时，许多陈旧的、错误的认识被打破了。例如，二氧化碳过去一直被认为是人体代谢的最终产物而全部被排出体外，而同位素示踪方法证明，它在体内能被重新利用，再度合成糖、脂肪和氨基酸。目前在基础医学理论研究中，同位素就如同天平一样被普遍利用，成为必不可少的工具。
最近几年来，核医学正迈进PET(正电子发射断层显像)的新时代，PET在发达国家正处于医学高科技之冠。它的绝妙之处，首先在于“打开了一个揭示大脑奥秘的窗”。人的情绪、思维，甚至人闭上双眼和睁眼看图时，大脑皮层中细微的糖代谢、血流等变化都能在屏幕上神话般地出现不同彩色圈像。PET不仅是检查和指导治疗脑部疾病、心脏病及肿瘤的最优工具之一，也是研究医药学基本理论及实际问题的有力手段。一位美国著名专家曾说过：“PET是20世纪继高能物理及基因工程之后第三个最伟大的成就。”
核医学在研究疾病方面的巨大潜力才刚刚显示出来。通过核素示踪的方法，人们可追踪活性物质在体内或细胞内的去向，了解其转移及转变规律，这将会大大地促进生物学、医学、药学等相应学科的飞速发展，为脑细胞表面受体及延缓衰老的研究、基因工程的突破、新药的研制提供一条有益的途径。
核医学能为病人解决什么问题
在科学高度发达的今天，任何疾病，包括肿瘤、心脏病、脑部病变，只要及早发现和治疗。病人就有康复的希望。而核医学正是早期诊断疾病的最好手段之一。核医学诊断的关键在于：它不仅能显示形态学上的改变。而且能反映组织器官的功能变化，甚至是器官局部的功能变化。
在疾病形成的过程中，生化与功能的变化一般早于组织结构或病理解剖的变化，而局部变化又常发生在全身变化之前。核医学方法使人们能从体外观察到体内的生理、生化变化的过程，提供动态的定量资料，从而可以早期发现病变，是最灵敏的“医学卫士”。例如核素骨显像对发现癌症骨转移灶比x线要早2～4个月；肾血流功能的动态显像能发现早期的肾功能异常；单光子计算机发射断层显像对冠心病及心肌梗死的早期诊断远远优于其他检查方法；PET更以极高的灵敏度和特异性成为国际上用于肿瘤早期诊断、分期、疗效观察和评价的最有力手段。特别对中枢神经系统中的疾病。如冠心病、心肌梗死的早期诊断远远优于其他检查方法。对中枢神经系统中的疾病，如脑肿瘤、癞痫、抑郁、痴呆、运动障碍性疾病、脑血管和脑功能性疾病的诊断具有极大的应用价值。
核医学范围内的体外放射分析是极灵敏的超微量分析，曾用它普查19万多人，结果发现300例肝癌，其中134例为无症状的早期病人，从而挽救了这部分人的生命。用它普查新生儿。可以早期发现先天性甲状腺功能低下，以便及时治疗，防止呆小症的发生。类似检查，也可及早判断人体以及胎儿有无发育畸形。近年来，”c和“c呼气试验已用于诊断导致胃一十二指肠溃疡的幽门螺杆菌感染，鉴别诊断胰源性及肠源性脂痢等。受检者只需服少量标记物。定期呼出几口气，便可简单、安全地达到诊断多种疾病的目的。
核医学方法还为一些疾病的治疗开辟了新途径。如可成功治疗一些甲状腺疾病，I的B射线能有效地破坏甲状腺组织，对甲状腺功能亢进的疗效达90％以上。对于一些分化好的滤泡型或乳头状腺癌，I能有效地追杀已转移扩散到身体各处的癌细胞，疗效比放射治疗高得多。其他如真性红细胞增多症等多种血液疾病，核医学都有有效的治疗方案。除人们熟知的Co(“钴炮”)治癌方法外，近十几年来崛起的“生物导弹”技术，就是用载有放射性核素的单克隆抗体做“炮弹”，选择性地攻击体内深处的癌细胞。近年来又采用小型回旋加速器产生高能量的快中子、质子等进入人体摧毁癌细胞。临床试验结果也很满意。
由于核医学具有灵敏、特异、简便、安全、用途广泛，以及能早期发现病变等特点，它已成为诊断及指导治疗心、脑、肿瘤三大疑难疾病的最优手段之一。在美国，凡设有250张床位以上的医院，如果不具备核医学人员和装置，就不准开业；1／3的就诊病人需要进行核医学检查。
核医学检查安全吗?
提起“同位素”，许多人都很害怕，认为离它越远越好。其实医学用的放射性同位素剂量非常小。对人体是安全的。正如火可以烧伤人，但保持一定的距离却可以取暖；人接触220伏的电可以致死，但握着1.5伏的电池却不会有任何伤害。实际上，自然界的放射核素几乎无处不在，每个人的身体中每秒钟有近40万个放射性原子率变成其他原子，不过你不用担心身体会裂开。
由此可见，放射性本身并不可怕，关键在于放射性的强度和照射时间的长短。现代医学认为，如果有必要，正常人每年可以接受20次胸片或相当剂量的照射，结果是安全的。其实，同位素一次性全身检查的照射量加起来也不会超过一张x线胸片的放射量，因此不会引起毒副作用。
核医学方法所用的放射性药物都是极微量的，不会干扰身体正常的代谢，一般也不会引起毒副作用和过敏反应。核医学检查中所用的示踪剂，如PET检查所用的同位素采用的多是碳、氮、氧等组成人体分子的主要元素，用它们的同位素制备的示踪分子。对人体无害，也不会像一些CT造影剂那样引起过敏反应。
经过发展，已经成熟的核医学领域，对核医学实验室的设计、核射线的防护、放射性核素的安全操作及防护监测都有极其完善的手段和措施。核医学检查的准确性和特异性，加上它的安全和无创，将会更好地为患者服务。
未来核医学的发展
核医学，将是21世纪人类研究生命现象的最先进的手段之一。在可预见的将来，核医学将在以下几方面大有作为。
(1)研制出更多的用于各种疾病诊断和治疗的特异性标记化合物。核医学发展的先决条件是不断研制出更灵敏、更特异的标记化合物及放射性药物。随着人类基因组计划的实施，许多与疾病相关的基因将被揭示。基因表达显像、受体显像、基因靶向核素治疗等技术将会有更大的发展。
(2)PET技术的发展。到了20世纪末，作为核医学最尖端技术的代表，PET将迅猛发展。它无创地反映活体内与疾病相关的细致的生化变化。此外。它还能从体外显示药物在人体的作用部位和作用效果，并能够无创地研究人体基因的表达状况等。预计在中药作用原理、经络本质探讨等传统医学方面，PET也将显示其独特的优势。
(3)计算机及网络技术的发展也将大大推动核医学技术的进步。医学信息融合，特别是影像融合技术的发展将能够把病变的各种特征改变综合起来分析，从而给临床诊断和治疗提供更大的帮助。而这其中。核医学所提供的特征性信息也将发挥更大的作用。正是计算机的应用，使一般核医学成长为定量核医学及动态核医学。
对于核医学，我们现在所应用和所知道的还只是高山的一角，相信核医学的不断发展，必将为21世纪的医学腾飞做出更大的贡献。
(编辑 汤知慧)
说起原子弹，大概很少有人不知道或者没听说过。提起核医学，可能有很多人都知之甚少。其实原子弹应该叫“核弹”或“核武器”，因为它释放的巨大能量来自“核反应”。当今世界，核武器始终对人类有着巨大威胁，而核医学则是人类健康的朋友。这对孪生兄弟走的是完全不同的路子：一个威猛无比，动不动就吓唬人；一个默默无闻，踏踏实实地为人类的科学事业做贡献。
核医学是原子核科学技术与医学相结合的产物，它的任务是利用核技术来研究、诊断与治疗疾病，也就是应用同位素和加速器来探讨、阐明或解决医药学问题。一方面，核医学利用同位素可以进行生物医学研究，探索生命现象的本质及其物质基础，加深人们对正常生理、生化过程的认识，对疾病发生、发展的机理进行探讨。以及研究药物的作用原理等；另一方面，可以直接利用放射性同位素或加速器来诊断和治疗疾病。“核技术”、“同位素”、“放射性”这些名词随着广岛原子弹的爆炸而迅速传播，令人闻之心惊；而如今在医学上的和平利用，正在给无数人的生命带来新的希望。
从20世纪30年代开始，许多杰出科学家开始从事原子核科学的研究和应用。1953年，美国最早成立了核医学学会，“核医学”学科由此而诞生。全世界生产的同位素总量中，有80％～90％应用于医学。全世界现有的加速器，约有一半是医用的。
核医学技术的应用
如果你怀疑食堂的师傅把桌上的剩菜收集起来，混在第二天的菜里。你能有办法证明吗?最简单的方法就是在剩菜里加点儿特别的东西，如果能在第二天的菜里找到，就可以证实了。这叫做“示踪”，加进去的东西叫做示踪剂。在科学上，这一原理应用极为广泛，许多重大的科学发现，特别是生命科学的新发现都运用了这一原理。许多物质可以用做示踪剂，然而最准确、最灵敏、应用最广泛的示踪剂是“同位素”。
同位素示踪方法的开创和推广应用，是显微镜发明以来生物医学史上最重大的成就。它进一步揭开了人和生物体内新陈代谢变化的内幕，使人类从此有可能洞悉生命现象的本质、生命活动的物质基础，乃至疾病的发病原因和药物的作用机制。
在生物医学领域，同位素的应用不仅极大地丰富了人们原有的生物医学知识，也解决了许多以前无法解决的问题，并确立了不少新观念。专家进行研究后发现，生物体内一切成分均处在不断变化、相互交换和永远更新的状态。与此同时，许多陈旧的、错误的认识被打破了。例如，二氧化碳过去一直被认为是人体代谢的最终产物而全部被排出体外，而同位素示踪方法证明，它在体内能被重新利用，再度合成糖、脂肪和氨基酸。目前在基础医学理论研究中，同位素就如同天平一样被普遍利用，成为必不可少的工具。
最近几年来，核医学正迈进PET(正电子发射断层显像)的新时代，PET在发达国家正处于医学高科技之冠。它的绝妙之处，首先在于“打开了一个揭示大脑奥秘的窗”。人的情绪、思维，甚至人闭上双眼和睁眼看图时，大脑皮层中细微的糖代谢、血流等变化都能在屏幕上神话般地出现不同彩色圈像。PET不仅是检查和指导治疗脑部疾病、心脏病及肿瘤的最优工具之一，也是研究医药学基本理论及实际问题的有力手段。一位美国著名专家曾说过：“PET是20世纪继高能物理及基因工程之后第三个最伟大的成就。”
核医学在研究疾病方面的巨大潜力才刚刚显示出来。通过核素示踪的方法，人们可追踪活性物质在体内或细胞内的去向，了解其转移及转变规律，这将会大大地促进生物学、医学、药学等相应学科的飞速发展，为脑细胞表面受体及延缓衰老的研究、基因工程的突破、新药的研制提供一条有益的途径。
核医学能为病人解决什么问题
在科学高度发达的今天，任何疾病，包括肿瘤、心脏病、脑部病变，只要及早发现和治疗。病人就有康复的希望。而核医学正是早期诊断疾病的最好手段之一。核医学诊断的关键在于：它不仅能显示形态学上的改变。而且能反映组织器官的功能变化，甚至是器官局部的功能变化。
在疾病形成的过程中，生化与功能的变化一般早于组织结构或病理解剖的变化，而局部变化又常发生在全身变化之前。核医学方法使人们能从体外观察到体内的生理、生化变化的过程，提供动态的定量资料，从而可以早期发现病变，是最灵敏的“医学卫士”。例如核素骨显像对发现癌症骨转移灶比x线要早2～4个月；肾血流功能的动态显像能发现早期的肾功能异常；单光子计算机发射断层显像对冠心病及心肌梗死的早期诊断远远优于其他检查方法；PET更以极高的灵敏度和特异性成为国际上用于肿瘤早期诊断、分期、疗效观察和评价的最有力手段。特别对中枢神经系统中的疾病。如冠心病、心肌梗死的早期诊断远远优于其他检查方法。对中枢神经系统中的疾病，如脑肿瘤、癞痫、抑郁、痴呆、运动障碍性疾病、脑血管和脑功能性疾病的诊断具有极大的应用价值。
核医学范围内的体外放射分析是极灵敏的超微量分析，曾用它普查19万多人，结果发现300例肝癌，其中134例为无症状的早期病人，从而挽救了这部分人的生命。用它普查新生儿。可以早期发现先天性甲状腺功能低下，以便及时治疗，防止呆小症的发生。类似检查，也可及早判断人体以及胎儿有无发育畸形。近年来，”c和“c呼气试验已用于诊断导致胃一十二指肠溃疡的幽门螺杆菌感染，鉴别诊断胰源性及肠源性脂痢等。受检者只需服少量标记物。定期呼出几口气，便可简单、安全地达到诊断多种疾病的目的。
核医学方法还为一些疾病的治疗开辟了新途径。如可成功治疗一些甲状腺疾病，I的B射线能有效地破坏甲状腺组织，对甲状腺功能亢进的疗效达90％以上。对于一些分化好的滤泡型或乳头状腺癌，I能有效地追杀已转移扩散到身体各处的癌细胞，疗效比放射治疗高得多。其他如真性红细胞增多症等多种血液疾病，核医学都有有效的治疗方案。除人们熟知的Co(“钴炮”)治癌方法外，近十几年来崛起的“生物导弹”技术，就是用载有放射性核素的单克隆抗体做“炮弹”，选择性地攻击体内深处的癌细胞。近年来又采用小型回旋加速器产生高能量的快中子、质子等进入人体摧毁癌细胞。临床试验结果也很满意。
由于核医学具有灵敏、特异、简便、安全、用途广泛，以及能早期发现病变等特点，它已成为诊断及指导治疗心、脑、肿瘤三大疑难疾病的最优手段之一。在美国，凡设有250张床位以上的医院，如果不具备核医学人员和装置，就不准开业；1／3的就诊病人需要进行核医学检查。
核医学检查安全吗?
提起“同位素”，许多人都很害怕，认为离它越远越好。其实医学用的放射性同位素剂量非常小。对人体是安全的。正如火可以烧伤人，但保持一定的距离却可以取暖；人接触220伏的电可以致死，但握着1.5伏的电池却不会有任何伤害。实际上，自然界的放射核素几乎无处不在，每个人的身体中每秒钟有近40万个放射性原子率变成其他原子，不过你不用担心身体会裂开。
由此可见，放射性本身并不可怕，关键在于放射性的强度和照射时间的长短。现代医学认为，如果有必要，正常人每年可以接受20次胸片或相当剂量的照射，结果是安全的。其实，同位素一次性全身检查的照射量加起来也不会超过一张x线胸片的放射量，因此不会引起毒副作用。
核医学方法所用的放射性药物都是极微量的，不会干扰身体正常的代谢，一般也不会引起毒副作用和过敏反应。核医学检查中所用的示踪剂，如PET检查所用的同位素采用的多是碳、氮、氧等组成人体分子的主要元素，用它们的同位素制备的示踪分子。对人体无害，也不会像一些CT造影剂那样引起过敏反应。
经过发展，已经成熟的核医学领域，对核医学实验室的设计、核射线的防护、放射性核素的安全操作及防护监测都有极其完善的手段和措施。核医学检查的准确性和特异性，加上它的安全和无创，将会更好地为患者服务。
未来核医学的发展
核医学，将是21世纪人类研究生命现象的最先进的手段之一。在可预见的将来，核医学将在以下几方面大有作为。
(1)研制出更多的用于各种疾病诊断和治疗的特异性标记化合物。核医学发展的先决条件是不断研制出更灵敏、更特异的标记化合物及放射性药物。随着人类基因组计划的实施，许多与疾病相关的基因将被揭示。基因表达显像、受体显像、基因靶向核素治疗等技术将会有更大的发展。
(2)PET技术的发展。到了20世纪末，作为核医学最尖端技术的代表，PET将迅猛发展。它无创地反映活体内与疾病相关的细致的生化变化。此外。它还能从体外显示药物在人体的作用部位和作用效果，并能够无创地研究人体基因的表达状况等。预计在中药作用原理、经络本质探讨等传统医学方面，PET也将显示其独特的优势。
(3)计算机及网络技术的发展也将大大推动核医学技术的进步。医学信息融合，特别是影像融合技术的发展将能够把病变的各种特征改变综合起来分析，从而给临床诊断和治疗提供更大的帮助。而这其中。核医学所提供的特征性信息也将发挥更大的作用。正是计算机的应用，使一般核医学成长为定量核医学及动态核医学。
对于核医学，我们现在所应用和所知道的还只是高山的一角，相信核医学的不断发展，必将为21世纪的医学腾飞做出更大的贡献。
(编辑 汤知慧)