核醫(yī)學(xué)診斷的基本原理是以放射性同位素示蹤為基礎(chǔ)，其過程可以簡單地描述為：選擇合適的放射性同位素為示蹤劑，并將其引入人體內(nèi)，在體外利用射線探測裝置，標(biāo)記示蹤劑在特定臟器一定時間內(nèi)放射性強度的變化過程，獲得特定臟器的放射性核素分布數(shù)據(jù)或圖像來達(dá)到診斷的目的。此技術(shù)具有方法簡便、安全、靈敏度高和特異性強等優(yōu)點，可獲得臟器形態(tài)和功能兩萬面的信息，并可動態(tài)觀察和定量分析。

為了更好地理解核醫(yī)學(xué)診斷的原理，這里介紹一下什么是放射性同位素。構(gòu)成物質(zhì)的基本單位是原子，其中，原子核是由質(zhì)子和中子組成的。具有相同質(zhì)子數(shù)的原子為同一種元素，而同一種元素的原子核中中子數(shù)可以是不同的，我們把具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)、在元素周期表中處在同一個位置的原子互稱同位素。有些同位素的原子核是穩(wěn)定的，稱之為穩(wěn)定性同位素，而有些同位素的原子核不穩(wěn)定，能自發(fā)衰變而發(fā)射出射線，對這些不穩(wěn)定的同位素我們稱之為放射性同位素。例如：含8個質(zhì)子、8個中子的是16O原子，而含8個質(zhì)子、10個中子的是18O原子，它們互為同位素，18O要比16O重一些，但它們的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全一致，16O是穩(wěn)定性同位素，而18O則是放射性同位素。自然界中的氧原子絕大部分都是16O，而我們利用人工方法可以生產(chǎn)出18O。當(dāng)我們用18O代替藥物分子中所含的16O，就相當(dāng)于給藥物分子打上了標(biāo)記。在核醫(yī)學(xué)診斷中，為了便于測量，我們常用一些放射性同位素作為示蹤劑。

有了示蹤的放射性同位素，接下來的問題就是標(biāo)記什么分子，這也是核醫(yī)學(xué)診斷的關(guān)鍵所在。我們標(biāo)記的分子取決于診斷的要求，例如我們要診斷患者是否患有腫瘤，首先我們要知道腫瘤的特性，對于絕大部分惡性腫瘤來說，其代謝是十分旺盛的，在代謝過程中要消耗大量葡萄糖來提供能量，因此，如果我們用放射性同位素標(biāo)記葡萄糖，根據(jù)放射性同位素在組織、器官中的濃度不同，我們可以發(fā)現(xiàn)哪些組織和器官葡萄糖的代謝異乎尋常的升高，由此推斷該部位可能存在惡性腫瘤。這就是大部分PET-CT診斷的原理，其準(zhǔn)確率能達(dá)到80％~90％，甚至更高。

我們是如何測量攝入到體內(nèi)的放射性同位素分布濃度的呢？這需要專門的核醫(yī)學(xué)儀器。大多數(shù)核醫(yī)學(xué)儀器配備的探頭可以將探測到的放射性同位素發(fā)出的射線轉(zhuǎn)化為電信號，通過這些電信號，我們就可以測得身體不同部位的放射性同位素濃度分布了。

引自：公眾核科學(xué)技術(shù)知識問答叢書之四《放射診療你我他》，科學(xué)出版社，2013年