“万能核素”——锝-99m
锝-99m(technetium-99m,99mTc)属于“诊断专家”,因其在核医学界能标记的显像剂最多、应用最广泛而被誉为“万能核素”。
锝(technetium),元素符号为Tc,为银白色金属,原子序数为43,相对原子质量为98.906 2,在元素周期表中属于ⅦB族,是首个以人工方法制得的元素,在1936—1937年首先实现了用人工方法制取它。在自然界仅发现极少量的锝,目前已发现相对原子质量为90~110的全部锝同位素,但我们只选用其中的一种——锝-99m。
我们核医学所用的99mTc是99Tc的激发态同质异能素(核内的质子数和中子数相同而能量状态不同)。从99mTc到99Tc发生的是γ衰变,半衰期为6.02小时,此后99Tc以β衰变方式衰变,产物为99Ru,但其半衰期长达211 100年,故99Tc几乎可以当作稳定性核素对待。99mTc具有良好的显像剂特性,包括:①理想的半衰期;②单一的γ射线,99%为140千电子伏特(keV);③所需剂量小,无毒;④化学性质、生物特性适宜标记所有核医学显像药物。
医用99mTc为99Mo-99mTc发生器产生,用生理盐水淋洗得到99mTcO-4,可直接用于甲状腺显像,或与多种螯合物反应制成各种不同的SPECT显像剂,用于不同的核医学检查项目,如常见的骨显像用的是MDP(亚甲基二膦酸盐)、肾动态显像用的是DTPA(二乙撑三胺五乙酸)和EC(双半胱氨酸)、肺灌注显像用的是MAA(聚合白蛋白)、心肌灌注显像用的是MIBI(甲氧基异丁基异腈)、脑血流灌注显像用的是ECD(双半胱乙酯)等。99mTc有“万能核素”的称号,骨显像所用显像剂只是其中的一部分。
锝药用于骨显像剂主要有两大类——99mTc标记的磷酸盐和膦酸盐。前者因骨显像质量差而少用于骨显像;后者在体内稳定、血液清除率快、骨组织摄取迅速、靶本比高,是理想的骨显像剂,常用的有99mTc-MDP和99mTc-HMDP(羟基亚甲基二膦酸盐),其中又以99mTc-MDP使用更为普遍。
我们知道骨组织由有机物、无机盐和水组成,其中无机盐的主要成分是羟基磷灰石晶体,其表面积相当大。全身骨骼相当于一个巨大的离子交换柱,通过离子交换和化学吸附两种方式从体液中获得磷酸盐和其他元素来完成骨的代谢更新。骨显像也正是利用了骨的这一特性,使放射性核素标记物99mTc-MDP得以沉积于骨组织内,利用核医学显像仪器SPECT(现多为SPECT/CT)探测显像剂在骨骼内的分布而形成全身骨骼影像。当骨的局部血流灌注增加、无机盐代谢更新速度增加、成骨细胞活跃和新骨形成时,可在该处骨组织聚集更多的显像剂,表现为下图中的显像剂浓聚区(热区,图片中伪彩较亮的部位),如成骨型转移瘤、骨关节炎活动期即表现为热区;反之,当骨的局部血流灌注减少、无机盐代谢更新速度减慢、成骨细胞活跃程度降低或发生溶骨性改变时,局部显像剂将表现为稀疏或缺损(冷区,图片中伪彩相对不亮的部位),如溶骨性转移瘤、关节退行性病变的囊变区即表现为冷区。
99mTcMDP全身骨显像(前列腺癌多发骨转移)
根据99mTc-MDP全身骨显像图像上放射性浓聚灶的位置、形态、数量、浓聚程度的不同,以及综合临床信息,我们可以对骨骼病变作出定位、定量、定性或倾向性诊断。根据骨三相检查,我们还可判断局部骨骼和软组织病灶的血供丰富程度。总体来说,99mTc-MDP全身骨显像更多地反映了病灶局部的成骨活跃程度及血供丰富程度的信息,反映了局部生理或病理功能的变化,属功能影像范畴。相比于X线片、CT等解剖影像范畴,99mTc-MDP骨显像常可更早期地发现骨骼病变,其在以下方面常有优越表现:①诊断恶性肿瘤患者有否骨转移及骨转移灶的治疗随访;②对于原发性骨肿瘤患者,评价病灶侵犯范围、转移及复发情况;③骨痛的筛查;④早期诊断骨髓炎;⑤股骨头无菌性坏死的早期诊断;⑥代谢性骨病的诊断;⑦关节炎的诊断;⑧隐匿性骨折的诊断;⑨骨折愈合情况评价;⑩移植骨的血供和存活情况评价;B11人工关节置换后的随访,鉴别假体松动与感染;B12骨活检定位。其中骨转移病灶对99mTc-MDP的浓聚程度反映了转移灶的成骨程度,从而还有利于确定其他亲骨型放射性治疗核素对骨转移灶的可能疗效,为是否请出后面数位“治疗专家”进行骨转移灶治疗提供依据。