核医学既是一门影像学科，又不完全是影像学科室，因为除了脏器或组织显像以外，还包括有实验核医学技术和放射性核素治疗学。但是，核医学显像技术仍是核医学的重要内容，也是医学影像技术的重要组成部分。为了帮助人们了解近年来核医学发展的动向以及与相关影像学技术之间的联系，本文就核医学发展中所关注的某些热点问题加以阐述，但某些观点可能带有偏见，仅供参考。
核医学显像及其与相关影像技术的联系
核医学与放射学从发生到发展有着某些千丝万缕的联系，1895年德国物理学家Roentgen发现了X射线，并于 1901年获得诺贝尔物理学奖；而1896年法国物理学家Becquerel发现了铀的放射现象，1903年也获得诺贝尔物理学奖。自本世纪50年代闪烁扫描机的诞生，揭开了核医学临床显像诊断的序幕，60年代初期γ照相机应用于临床，70年代发射式计算机断层(ECT)研制成功，使核医学显像技术进入现代阶段。ECT 和CT几乎是同时问世，但受许多因素的限制，ECT并没有像CT这样迅速普及应用，而落后许多年。核医学与其它影像学技术有过激烈的竞争和挑战，60、 70年代的核素脏器扫描曾经风行一时，特别是在肝脏占位性病变的诊断方面大有压倒超声显像(A超)之势，γ照相机显像在先天性心脏病等心血管病的应用又向 X线心血管造影发起了冲击，虽然精确度不如X线，但方法简便、安全，然而这一切持续的时间不长，几乎迅速地被高速发展的放射学和超声影像学所取代，直到 80年代ECT的广泛应用，才给核医学显像带来了新的生机。
1. 核医学影像发展的制约因素
核医学影像的发展也同其它技术一样，有高速发展时期，也有曲折徘徊阶段，与之相比，核医学显像技术的发展道路要比放射学和超声学曲折的多。影响核医学成像技术发展的因素是多方面的，其一是任何脏器或组织的显像，都需要有特殊的显象剂，即放射性药物，因此放射性核素及其标记化合物的来源及研制就成为制约核医学显像技术发展的重要障碍，同时也增加了显像成本，某些脏器或组织由于缺乏具有选择性摄取或浓聚的药物则不能进行显像，又限制其应用范围；其二是核医学显像的成像信息来源于引入病人体内的放射性药物所发射的γ射线，而放射性药物的使用剂量是有限的，因而，其成像的信息量也非常有限，从而大大限制了显像技术对病灶的分辨率和探测敏感性，而且影像的清晰度还取决于脏器或组织自身的功能、血流或代谢状态，使之与其它影像学技术相比存在较大差距，不易被临床医师所接受。然而，随着显像仪器的不断改进以及新的短半衰期显像药物的研制，核医学显像方法及应用范围也在不断发展，核素显像的某些缺点，而今正在成为某些独特之处。
2. 核医学影像的特点
人们要说，既然CT、MRI或超声显像的分辨率可以达到1～2mm，可以极其清晰地显示出细微的解剖学甚至病理学变化，而核医学的单光子发射式计算机断层(SPECT)的分辨率仅为10mm左右，即使当今最昂贵的正电子发射式断层(PET)的分辨率也只能达到 4～5mm。那么，既然核医学存在这些固有的致命缺点，为什么还要核医学的ECT显像呢？要回答这个问题，首先必须清楚临床医师对影像学的要求是什么？临床医师之所以要申请做影像学检查，其目的不外乎四个方面，一是要明确人体脏器或组织有否病变；二是要了解病变的性质；三是该病变对脏器功能及预后的影响；四是判断疾病治疗后的疗效。为了达到这些目的，单凭解剖学上的高分辨率是不够的，还必须根据脏器或组织的功能、血流及代谢变化来分析判断。而核医学的影像是一种典型的“功能影像”，虽然也能显示解剖学结构的变化，但远远比不上其它几种影像技术。然而核医学显像能够在生理情况下，安全、简便、无创伤地显示脏器或组织的功能、血流及某些物质的代谢变化，这是其它影像技术不能比拟的。尽管超声和血管造影等影像技术有时也能测定脏器的功能，但其测量方法仍然是建立在解剖形态学的基础上。例如超声测定心室的射血分数值，是根据心室收缩末期与舒张末期心室容积大小的变化来计算的，而ECT则不同，它是根据心室血液容量的变化与放射性计数高低呈正比关系的原理测量的，因此反映的是实际排出血液量的多少，与心室的解剖学结构本身关系不大，故不易受心室几何形态变化的影响。再则，当一个正常人做肾脏ECT显像时，可以清晰地显示出双肾的形态及其功能变化，但是如果是一名肾功能衰竭的患者，则ECT显像甚至看不见肾脏位于何处，这就是功能影像的特征。如果临床医师了解这一特点后，就再不会去苛求影像分辨率差的不足，因为此时分辨率的高低已无关紧要，而了解其肾脏功能受损的程度才是重要的。
3. 核医学显像与其它影像的主要区别
究竟核医学显像与CT、MRI等显像的区别在哪里？我们可以用一个例子说明，当一个病人刚刚死亡后，如果再给他做头部 CT或MRI检查，仍然可以清晰的显示大脑影像，甚至看不出患者已经死亡，但是，此时若应用ECT做脑血流灌注显像或葡萄糖代谢显像，则无论如何也看不到大脑的影像，因为此时大脑已经停止了工作，脑细胞已失去了摄取显像剂的功能，这可以说明两类不同显像方法的本质区别所在，即ECT显像必须依赖于细胞功能的完整性。
4. 图像融合技术与图像传输
核医学显像与CT、MRI和超声显像之间不仅有密切的联系而且具有相互补充的作用，为疾病的诊断与研究提供更有价值的信息，各种影像技术之间不是相互取代的关系。随着计算机技术的发展，人们开始研究如何将核医学的功能影像与CT或MRI的解剖形态学影像融合在一起，因此，产生了图像融合技术。通过计算机技术将某一脏器（尤其是脑显像）的PET代谢图像与CT、MRI的解剖学图像融合在一起，用于观察病灶区的代谢活性变化，或将SPECT的血流图像与CT、MRI的解剖学图像融合起来，用于了解病变部位的血流灌注状态，帮助判断病变性质，成为当今感兴趣的话题，并已获得初步进展，图像融合技术可以充分利用CT、MRI的高分辨率与ECT的功能影像优势，取长补短。目前，图像融合技术可以通过图像传输系统将ECT的图像与 CT或MRI的图像重组在一起进行处理和分析，获得一幅新的融合影像，这幅影像即可清晰显示其解剖学结构的变化，又可显示其相应部位的功能或代谢变化。图像传输也是近几年研究较多的领域，通过专用传输线路进行科室与科室间的图像交流，也可通过电话线路进行医院间或城市间的图像传输。图像传输也用于远程诊断及会诊等方面。近年有的公司正在设想研制一种集PET与CT于一体的仪器，一次检查可以同时获得脏器的解剖形态影像和代谢、血流影像，并称为 “Bybrid PET-CT System”，该仪器的研制成功将克服分次检查进行图像融合存在解剖标志识别和图像重合较困难的缺点。
5. 比较影像学，……对影像学医师提出的新课题
比较影像学(Comparative Imageology)是一个较陌生术语，目前还没有确切的定义根据其任务和性质，可以认为：比较影像学是研究不同疾病状态下各种影像学技术的变化特征及其规律，为疾病的诊断、治疗、疗效与预后判断提供最佳显像方案和有价值信息的科学。比较影像学研究的对象并不是显像方法本身，而是疾病，因此，比较影像学是广义的医学影像技术的综合应用研究，它是探讨各种疾病状态下，不同影像学诊断方法的特点及其所具有的优势，研究影像诊断技术的最佳选择与评价，为合理有效地应用影像学技术提供理论依据。
核医学显像发展中某些关注的热点问题
进入90年代以来，我国核医学显像仪器的发展十分迅速，目前已拥有SPECT近300台，PET近10台。SPECT 的性能和软件有了明显改善，其探测器也由过去的单探头发展为双探头和三探头，不仅改善了图像的质量，也提高了显像的速度。尤其是双探头ECT的应用，加上符合线路还可作正电子代谢显像或受体显像。
1. 代谢显像
代谢显像是近几年核医学显像的一项重要进展，目前已较广泛应用于肿瘤的早期定性诊断、心肌细胞活性的判断以及脑代谢与神经功能活动的研究。常用且最重要的代谢显像剂为18F-FDG，被认为是本世纪最有价值的放射性药物，由于它的重要性及其应用前景，人们将FDG命名为 “世纪分子”。18F-FDG是葡萄糖的模拟物，可以被各种组织细胞摄取、吸收，在细胞内己糖激酶的作用下变成6-磷酸-FDG后，不再参与进一步的代谢过程。18F-FDG在细胞内的浓聚程度与细胞葡萄糖的代谢活性高低呈正相关，因此，18F-FDG PET显像是一种生理、生化断层影像。
(1)细胞活性与功能的研究这方面的工作尤其是在心血管病的诊断与研究方面发挥了重要作用。过去对于某些冠心病患者，考虑如何成功地施行冠脉搭桥手术较多，而很少关心病变部位的心肌是否存活，而心肌细胞的存活与否是保证手术获得预期疗效的重要因素。众所周知，冠脉造影是诊断冠状动脉狭窄的“金标准”，它可以精确显示出冠状动脉的结构和形态的变化。而判断心肌细胞活性的“金标准”是什么？有人认为，冠脉搭桥或成形手术以后，局部心肌收缩功能改善的证据是判断心肌细胞存活的“金标准”。然而，这种“金标准”只能在手术之后才能得到，故无实用价值，即使心肌没有活性也为时已晚。因此，心肌葡萄糖代谢显像作为判断心肌细胞活性的“金标准”是当之无愧的，它可以区别心肌的病变是坏死，还是可逆性缺血（包括冬眠心肌和顿抑心肌）。如果心肌细胞已丧失活性，则无论多么成功的手术都无法改变心脏的功能状态。而通过常规的显像方法又明显低估了心肌细胞的活性。
(2)肿瘤的早期诊断肿瘤组织的病理学与生物学特征就是生长迅速、代谢旺盛、细胞葡萄糖载体增多和细胞内磷酸化酶的活性增高，肿瘤细胞的糖酵解代谢率明显增加，因此，肿瘤组织摄取18F-FDG增高，而通过PET显像有利于恶性肿瘤的早期诊断。PET还能用于肿瘤治疗后的疗效评价和随访观察，如一个脑肿瘤应用γ或X刀等方法治疗后，如果肿瘤病灶的代谢活性消失，说明病灶已经彻底根除，如病灶区仍有活性提示效果不佳或有复发，并能有效寻找出早期转移病灶。
(3)神经、精神疾病以及脑功能的研究，代谢显像能准确了解正常情况下和疾病状态的神经细胞活动及代谢变化，并可用于研究不同的生理条件刺激下或思维活动状态大脑皮质的代谢情况。
2. 神经受体显像
受体显像是核医学显像的重要内容，也是分子核医学的基础。脑的重要特征之一就是传递信息，这一过程就是通过配体与相应的神经受体的作用而实现的。而脑内受体的含量极少，以Pmol计，仅占全脑的1/百万，因此，如此微量的受体应用其它影像技术不可能显示出来。将放射性核素标记的某些配体(激动剂或拮抗剂)引入体内后将被相应的受体特异性的摄取，通过ECT显像可以从分子水平显示出神经受体的分布、数量(密度)、和功能（亲和力），为神经受体的研究提供了唯一、无创伤的手段，因此，受体显像图是真正的“分子影像”。现已证明，人类许多神经和精神疾病都与神经受体的异常密切相关，大脑内约有30－50种神经递质(配体)，了解较多的有：多巴胺D2受体、乙酰胆碱受体、5-HT受体、阿片受体、肾上腺素能受体等。
3. 分子核医学与分子影像
分子核医学(Molecular Nuclear Medicine)是随着核医学与分子生物学的发展和相互融合而形成的新的研究领域，迄今为止，还没有统一的定义。所谓分子核医学就是应用核医学技术从生理、生化水平认识疾病，阐明病变组织受体密度的变化、病变细胞基因表达、代谢活性高低、病变细胞是否存活以及细胞内生物活动的状态等，为临床诊断、治疗和疾病的研究提供分子水平信息，即“分子影像(Molecular Image)”。什么是“分子影像”？就是以图像的形式从分子水平描绘正常及病变组织结构与功能变化信息的影像。当今分子核医学研究的重要领域包括代谢显像、重组单克隆抗体片段放射免疫显像、神经受体显像、多肽类药物显像、反义核酸基因显像与基因探针等方面，在这些领域中，分子识别是其重要的理论依据之一。随着分子核医学及分子影像的发展，“诊断医学将不是根据临床指征和症状进行疾病分类，而是逐步地把疾病看作是某种生化过程，而不是这些过程的临床表现”。可以预料，在下一个世纪，影像医学的发展将从解剖学或病理学的影像时代，逐步走向“分子影像”阶段。但我认为既使到那一天，常规的解剖学影像也不会被淘汰，仍然是影像学的基础，是“分子影像”的眼睛。
核医学的发展有赖于相关科学的进步，包括医学本身的发展，不同的影像学技术之间可相互促进、补充与提高。在科技高度发达的今天仍然没有一种技术是十全十美的，将来也不会有，医学影像技术也不例外。科学技术在发展，临床对影像学医师的要求也在不断提高，影像医学必须努力适应时代赋予的新的任务和要求。
