核技术在医学领域的应用（二）-核医学诊断

核技术论坛 2026-05-25 北京阅读原文

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核医学诊断是核技术在医学领域应用最广泛、最成熟的领域之一。与传统的 X 线、CT、MRI 等解剖成像技术不同，核医学诊断是一种功能成像技术，它能够反映人体器官和组织的生理、生化、代谢和分子水平的变化，而不仅仅是解剖结构的改变。这使得核医学诊断能够在疾病的早期阶段，即在解剖结构发生明显改变之前，就发现病变的存在，从而为疾病的早期诊断和治疗提供了可能。

主流技术成熟度评估

技术类型

TRL 等级

Gartner 阶段

国产化率

关键突破

制约因素

SPECT/CT

TRL 9

生产成熟期

60%

联影、东软等国产设备性能接近国际水平，2026 年 4 月全球首创 SPECT 广谱肿瘤显像剂获批

高端探测器仍依赖进口，软件算法与国际一流水平有差距

传统PET/CT

TRL 9

生产成熟期

40%

联影、明峰等国产设备实现商业化，部分型号出口海外

核心部件（如晶体、ASIC 芯片）依赖进口，售后服务体系不完善

LAFOV PET

TRL 7

稳步爬升复苏期

20%

联影推出国内首台LAFOV PET，灵敏度提升 30 倍，辐射剂量降低 90%

临床应用经验不足，价格较高（约3000 万元 / 台）

PET/MRI

TRL 6

期望膨胀期

10%

联影、东软等企业正在研发，部分产品进入临床试验

技术复杂，成本高（约5000 万元 / 台），临床应用场景有限

AI 辅助诊断

TRL 7

稳步爬升复苏期

50%

国内多家企业开发AI 辅助肿瘤检测、心肌灌注分析系统，准确率达 90% 以上

缺乏统一的AI 算法评估标准，临床认可度有待提高

1 技术实现方式

核医学诊断技术主要包括单光子发射计算机断层扫描（SPECT）和正电子发射断层扫描（PET）两大类，以及在此基础上发展起来的 PET/CT、PET/MRI、SPECT/CT 等多模态融合技术。近年来，随着人工智能技术的快速发展，人工智能辅助核医学诊断技术也成为了研究的热点。

核心技术分析

SPECT/CT 技术：已进入完全成熟阶段，国产设备在基层医院广泛应用。2026 年 4 月获批的锝 [99mTc] 佩昔瑞特加肽注射液（吉伦泰）是全球首个 SPECT 广谱肿瘤显像剂，标志着中国在核医学诊断药物领域实现从 0 到 1 的原创突破，达到国际先进水平。
PET 技术：传统 PET/CT 已实现商业化，但高端市场仍被西门子、GE、飞利浦主导。LAFOV PET 是未来发展方向，国产设备正在快速追赶。2025 年，联影 LAFOV PET 在国内 10 家三甲医院完成临床试验，预计 2026 年底获批上市。
AI 辅助诊断：发展迅速，国内企业在肿瘤病灶检测、神经退行性疾病诊断等领域取得突破。2026 年 3 月，国家药监局批准首个 AI 辅助核医学诊断软件，标志着 AI 技术正式进入临床应用阶段。

1.1 单光子发射计算机断层扫描（SPECT）技术

SPECT 是利用能够发射 γ 射线的放射性核素（如锝 - 99m、碘 - 131、铊 - 201 等）标记的药物作为显像剂，通过旋转的伽马照相机从多个角度探测体内发出的 γ 射线，然后利用计算机重建技术获得人体断层图像的一种核医学成像技术。

SPECT 系统主要由以下几个部分组成：

伽马照相机：是 SPECT 系统的核心部件，由准直器、闪烁晶体、光电倍增管阵列和电子学电路组成。准直器用于限制 γ 射线的入射方向，只有沿特定方向传播的 γ 射线才能到达闪烁晶体。闪烁晶体将 γ 射线转换成可见光光子，光电倍增管将可见光光子转换成电信号并进行放大。
旋转机架：用于支撑伽马照相机并使其能够围绕患者旋转，从不同角度采集数据。
计算机系统：用于控制数据采集、图像重建和图像处理。
检查床：用于支撑患者并使其能够移动到合适的位置。

SPECT 技术的主要优点是设备价格相对较低，检查费用较为便宜，显像剂种类较多，能够满足多种临床需求。其主要缺点是空间分辨率和灵敏度相对较低，成像时间较长。

1.2 正电子发射断层扫描（PET）技术

PET 是利用能够发射正电子的放射性核素（如氟 - 18、碳 - 11、氮 - 13、氧 - 15 等）标记的药物作为显像剂，通过探测正电子与体内电子发生湮灭辐射产生的一对方向相反、能量相等（511 keV）的 γ 光子，来确定正电子发射的位置，从而获得人体断层图像的一种核医学成像技术。

PET 系统主要由以下几个部分组成：

探测器环：由数千个闪烁晶体和光电倍增管组成，呈环形排列在患者周围，用于探测湮灭辐射产生的γ 光子。
符合电路：用于判断两个γ 光子是否是由同一个湮灭事件产生的，只有在时间窗内同时被两个探测器探测到的 γ 光子才被认为是符合事件。
计算机系统：用于控制数据采集、图像重建和图像处理。
检查床：用于支撑患者并使其能够移动到合适的位置。

PET 技术的主要优点是灵敏度高，能够探测到体内非常微量的放射性药物；空间分辨率较高，能够发现较小的病变；能够进行定量分析，准确测量组织的代谢率和受体密度等参数。其主要缺点是设备价格昂贵，检查费用较高，大多数正电子核素的半衰期很短，需要配备回旋加速器现场生产。

1.3 多模态融合技术

多模态融合技术是将核医学功能影像与 CT、MRI 等解剖影像融合在一起，同时获得功能信息和解剖信息的一种成像技术。目前临床上应用最广泛的多模态融合技术是 PET/CT 和 SPECT/CT，PET/MRI 也正在逐步推广应用。

PET/CT技术：将 PET 扫描仪和 CT 扫描仪集成在同一个设备中，患者在同一次检查中可以同时获得 PET 功能图像和 CT 解剖图像，然后通过计算机软件将两种图像精确地融合在一起。PET/CT 技术的出现是核医学发展史上的一个重要里程碑，它解决了 PET 图像解剖定位不准确的问题，大大提高了诊断的准确性和可靠性。

SPECT/CT技术：将 SPECT 扫描仪和 CT 扫描仪集成在同一个设备中，能够同时获得 SPECT 功能图像和 CT 解剖图像，并进行融合。SPECT/CT 技术在骨显像、心肌灌注显像、甲状腺显像等方面具有重要的临床价值。

PET/MRI技术：将 PET 扫描仪和 MRI 扫描仪集成在同一个设备中，能够同时获得 PET 功能图像和 MRI 解剖图像。与 PET/CT 相比，PET/MRI 具有无电离辐射（MRI 部分）、软组织分辨率高、能够同时获得多种功能信息等优点，在神经系统疾病、心血管疾病和肿瘤诊断方面具有广阔的应用前景。

1.4 长轴视野（LAFOV）PET 与全身动态成像技术

传统 PET 扫描仪的轴向视野（FOV）通常只有 15-25 厘米，进行全身显像需要将患者分多个床位进行扫描，总扫描时间通常需要 10-20 分钟。长轴视野（LAFOV）PET 扫描仪的轴向视野可以达到 70-200 厘米，能够在一个床位上完成全身显像，大大缩短了扫描时间，提高了系统灵敏度。

LAFOV PET 技术的主要优点包括：

扫描时间短：全身扫描时间可以缩短到 1-5 分钟，大大提高了患者的舒适度和检查效率。
注射剂量低：由于系统灵敏度大大提高，可以显著降低患者的放射性药物注射剂量，减少患者的辐射暴露。
全身动态成像：能够在注射放射性药物后连续采集全身动态图像，获得放射性药物在体内的时间 - 活度曲线，从而进行更准确的定量分析。
发现微小病变：更高的灵敏度能够发现传统 PET 难以发现的微小病变，提高了早期诊断的能力。

目前，全球已经有多款 LAFOV PET 设备获批上市，包括西门子的 Biograph Vision Quadra、GE 的 Signa PET/CT 和联影的 uEXPLORER 等。这些设备已经在临床上得到了初步应用，显示出了巨大的临床价值和发展潜力。

1.5 人工智能辅助核医学诊断技术

人工智能（AI）技术，特别是深度学习技术，在核医学诊断中的应用越来越广泛。AI 技术能够自动分析核医学图像，帮助医生提高诊断的准确性和效率，减少漏诊和误诊。

AI 在核医学诊断中的主要应用包括：

图像重建：利用深度学习技术进行图像重建，能够在低剂量、短时间扫描的情况下获得高质量的图像。
病灶检测与分割：自动检测和分割图像中的病灶，提高病灶检出率和分割准确性。
图像分析与定量：自动进行图像分析和定量测量，如 SUV 值测量、心肌灌注缺损面积测量等。
疾病诊断与预后评估：基于核医学图像和临床数据，建立疾病诊断和预后评估模型，辅助医生进行临床决策。

随着技术的不断进步和临床数据的不断积累，AI 技术有望在未来几年内成为核医学诊断的重要辅助工具。