临床检验本科检验核医学ppt课件

核医学总论 大亚湾核电站大亚湾核电站 核医学？核医学？ 现场调查：现场调查： 了解和认识？ 与核医学有关的检查项目？ 与核医学有关的治疗项目？ 检验专业为何要学习核医学 医学检验专业的必修课程之一。 核医学是现代医学的重要内容，也是医 学现代化的重要标志之一，而检验核医学 技术的发展已经成为医学检验技术现代化 的重要标志之一。 核医学涉及的领域多，应用范围广，技 术手段非常丰富。 q1959年Berson和Yalow将放射性的高 灵敏性、免疫学抗原抗体结合反应的高 特异性和竞争抑制原理相结合建立了放放 射免疫分析（射免疫分析（RIARIA），开辟了医学检验 史上的新纪元，使得原本难以测定的含含 量极微量极微的重要生命物质重要生命物质得以精确测定。 q目前RIA可以测量几乎一切生物活性 物质，有力地推动了医学科学的发展。 为此，在19771977年，YalowYalow获得诺贝尔医 学奖。 在RIARIA基础上，又进一步发展了免疫放射分析免疫放射分析 。 在方法学上，相继建立了和发展了各种标记免各种标记免 疫分析技术疫分析技术，诸如酶免疫分析、化学发光分析、酶免疫分析、化学发光分析、 荧光分析荧光分析等，极大地丰富了检验医学的内容。 RIARIA技术技术的建立，促进了放射免疫显像和放射放射免疫显像和放射 免疫治疗免疫治疗技术的形成。 受体的放射配体结合分析受体的放射配体结合分析，促进了受体显像、受体显像、 基因显像基因显像技术的形成。 核医学示踪技术核医学示踪技术在分子生物学中的应用，促进 了分子核医学分子核医学的发展。 核医学 (Nuclear Medicine) *核医学是一门研究放射性核素及其核射线在 医学中的应用及其理论的学科 *核医学的主要任务是用核技术进行诊断、治 疗和疾病研究 *核医学三要素：核素、核药物和核仪器核素、核药物和核仪器 核医学与其他与放射性有关学科的区别核医学与其他与放射性有关学科的区别 核医学检查：核医学检查：放射源是开放性的 X X线线/CT/CT：放射源是封闭的，由X线 球管发射 核医学治疗：核医学治疗：放射源是开放性的 放射治疗：放射治疗：放射源是封闭的。 核医学内容 *临床核医学 诊断核医学 影像核医学 放射免疫测定 治疗核医学 *实验核医学 检验核医学 (Laboratory Nuclear medicine) 将实验核医学的相关核技术应用 于医学检验领域，与医学检验学相融 合的一门边缘学科。 检验核医学的内容和任务 应用核素示踪技术核素示踪技术和体外放射分析技术体外放射分析技术进 行机体的功能研究和对体内的微量物质实施超微 量分析，以揭示机体在生理或病理状态下的代谢 规律，为疾病的诊断、治疗方案的拟订、预后判 断、以及病因研究等提供科学依据。 检验核医学 *主要包括放射性药物放射性药物、医用核探测技术及医用核探测技术及 仪器、核医学剂量学、标记技术、示踪技术、仪器、核医学剂量学、标记技术、示踪技术、 体外放射分析技术、活化分析技术和放射自显体外放射分析技术、活化分析技术和放射自显 影技术影技术等方面的研究和应用。 核物理基础知识 原子的基本结构原子的基本结构 核核 外电子和原子核外电子和原子核 质子数和中子数之和即为原子核的质量数，用质子数和中子数之和即为原子核的质量数，用A A来来 表示。表示。 原子序数用原子序数用Z Z来表示，相当于原子核的电荷数即来表示，相当于原子核的电荷数即 质子数。质子数。 原子核是物质，具有质原子核是物质，具有质 量和能量两个基本属性量和能量两个基本属性 ，根据这两个属性可对，根据这两个属性可对 原子核进行分类。原子核进行分类。 *元素(element)：指具有相同质子数 的一类原子核。 *核素(nuclide)：凡具有特定的质子数 、中子数和核能态的一类原子核，称为某元 素的某核素。同一种元素可包括若干种核素 。 *同位素(isotope)：指同种元素各核素 间的关系称谓。凡具有相同的原子序数（质 子数相同），但质量数不同的核素。在元素 周期表中处于同一位置如：1H、2H、3H 。 *同质异能素(isomer)：凡具有相同的原 子序数和质量数，处在不同核能态的一类核素 。如：99mTc和99Tc互称同质异能素。 *稳定性核素(stable nuclide)：能够稳 定存在，不会自发地发生核内结构或能级的变 化。不具有放射性的核素称为稳定性核素。 *放射性核素(radionuclide)：不稳定， 能自发地从核内放出某种射线而转变为另一种 核素。具有放射性的核素称为放射性核素。 测试题测试题 同位素同位素 A.具有相同的原子序数和质量数 B.具有特定质量数、原子序数与核 能态 C.具有相同原子序数，但质量数不 同的一类核素 D.具有不同质子和中子的核素 正确答案：正确答案： C *核射线：放射性核素由于核衰变而自 发地放出一种或一种以上的射线，有、 、等射线。 *核衰变：放射性核素自发地放出一种 或一种以上的射线并转换为另一种核素 的过程。 原子核中质子数与中子数的比例在一定 的范围内才是稳定的。比例过大或过小都会发 生核衰变。 强调强调 核衰变的速率、方式及释放的核衰变的速率、方式及释放的 射线种类、能量射线种类、能量均取决于均取决于原子核原子核 内部的特征，不受周围环境的影内部的特征，不受周围环境的影 响响。 核衰变的类型核衰变的类型 核衰变的类型有三类：衰变、衰变 、衰变。 其中衰变又可分为衰变、衰变和电子 俘获三种。因此衰变的形式共有五种。 * 衰变：核衰变时发射出粒子的 衰变。经衰变后的核素质量数减少4 ，原子序数减少2，放出的粒子实质 是氦核4H * 衰变：核衰变时放射出粒子或俘获轨道 电子的衰变。衰变后的核素原子序数可增 加或减少1，但其质量数不变。衰变可分为 衰变、衰变和电子俘获三种。 * 衰变：核素由激发态或高能态向基态 或低能态跃迁时，放射出射线的衰变 过程。衰变子核的质量数和原子序数 均不变，只是核素的能态发生改变。 核衰变规律核衰变规律 放射性核素的原子在单位时间内发生核衰变 的比率，称为衰变常数，以表示。 经推算可获得衰变公式如下： N=NN=N 0 0e e - - t t 衰变公式表明：随时间延长，放射性核素 的原子核数呈指数规律递减。 的物理意义是：指单位时间内核的衰变几率 。每一种放射性核素都有其固有的衰变常数。 *放射性活度: 单位时间内原子核衰变的数目，其单位是 秒-1,专用名是贝可（贝可（BqBq）。它与常用的放射性活 度单位居里（居里（CiCi）和毫居里（和毫居里（mCimCi）的换算关系 是： 1Ci=3.71010Bq 1mCi=3.7107Bq=37MBq *放射性比活度: 单位质量或容积的放射性制剂中的放射性 活度。如Bq/mg、Bq/ml、Bq/mol等。 放射性活度与放射性比活度放射性活度与放射性比活度 半衰期半衰期 （halflifehalflife） *半衰期是实际工作中描述放射性核素 衰变速率的指标。 *常用的半衰期指标有：物理半衰期， 生物半衰期，有效半衰期。 *物理半衰期(T1/2) ：放射性核素由于自身的 衰变，其原子核数目减小到原来的一半所需 的时间。半衰期与衰变常数的关系如下： T1/20.693/ *生物半衰期(Tb) ：某生物体内的放射性核素 由于生物代谢等作用，使该放射性核素在此 系统中的量减小一半所需的时间 *有效半衰期(Te) ：生物体内的放射性核 素由于放射性衰变及生物代谢的共同作用 ，该放射性核素的活度减小到一半所需的 时间。 物理半衰期、生物半衰期和有效半衰 期三者的关系如下： 1/Te=1/T1/2+1/ Tb 测试题测试题 某实验室有放射性某实验室有放射性NaNa131 131I I， ，目前标定的目前标定的 放射性活度是放射性活度是370MBq370MBq，已知已知131 131I I的 的半衰半衰 期是期是8d8d，请问请问24d24d后放射性活度是多少？后放射性活度是多少？ 请思考如何计算？请思考如何计算？ 24d24d后后131 131I I经历了几个半衰期？ 经历了几个半衰期？24d/8d24d/8d3 3个半衰期个半衰期 24d24d后还剩下的放射性活度为：后还剩下的放射性活度为： 370MBq370MBq(1(1/2)/2)(1/2)(1/2)(1/2)(1/2)46.25MBq46.25MBq 射线与物质的相互作用 一、带电粒子与物质的相互作用一、带电粒子与物质的相互作用 指粒子、粒子等可直接引起 电离，称为直接电离粒子。 二、光子与物质的相互作用二、光子与物质的相互作用 指射线、X射线等可间接引起 电离，称为间接电离粒子。 一、带电粒子与物质的相互作用一、带电粒子与物质的相互作用 激发(excitation)：带电粒子通过物质时， 轨道电子获得的能量只能从低能态轨道跃迁到 高能态轨道，这种现象称为激发。 电离(ionization)：带电粒子入射物质后， 使物质的原子变成离子对的作用称为电离。电 子变成自由电子，原子变成正离子。 它是电离辐射的主要机制，也是某些放射它是电离辐射的主要机制，也是某些放射 性探测器测量射线的物理基础。性探测器测量射线的物理基础。 激发与电离激发与电离 电离作用强弱的衡量指标：电离作用强弱的衡量指标：电离密度（带 电粒子在物质内行进的每cm路径上产生的离 子对数目）。电离密度与带电粒子本身的运动 速度、电荷数量及被作用物质的密度相关。 带电粒子在物质内能量消耗速率的衡量指带电粒子在物质内能量消耗速率的衡量指 标：标：线性能量传递（LET）带电粒子在物质 内运行的单位路程上损失的能量。 散射(scattering)：带电粒子受到物质 原子核库仑电场的作用而发生方向偏折及能 量的变化，称为散射。 散射对测量及防护都有一定程度的影响。 粒子的质量远大于粒子，故粒子的散 射不明显，而粒子散射比较明显。 被作用物质的核电场越强，散射作用越显 著。 韧致辐射(bremsstrahlung)：高能 粒子在介质中受到阻滞、急剧减速时，将 部分能量转化为电磁辐射（即X射线）而辐 射出去，称为韧致辐射。其发生几率与粒 子的能量及介质的原子序数的平方成正比能量及介质的原子序数的平方成正比。 32P应采用低 低Z Z和高和高Z Z物质的依次双层防护物质的依次双层防护， 即先通过低Z物质，使其能量的多数消耗于对 低Z物质的激发和电离作用（在物质内部发生 ），少部分能量发生韧致辐射释放出的光子 再通过后面高Z物质被有效地阻挡。 契仑科夫辐射(Cerenkov radiation)：对于32P等中、高能电子通 过折射率较大的透明媒质时，若其速度大 于光在该媒质中的相速度，则在粒子经过 的径迹处，将沿一定方向发射出近紫外波 长的微弱可见光，即契仑科夫辐射。 可利用液体闪烁计数器在无闪烁液， 以1520ml水透明液体作介质，直接进行 测量。 吸收(Absorption):在带电粒子使物 质的原子发生电离和激发的过程中，本 身的能量逐渐消耗，当其能量全部耗尽 时，原来的带电粒子不复存在，这种现 象称为吸收。 射程射程( (Range)Range)：带电粒子被物质吸收 前，在物质中所经过的距离称为它在该 物质中的射程。 二、二、射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用 射线是一种电离辐射或称为光子流， 具有一定的质量和能量，但不带电荷， 具有穿透力强、电离能力弱的特点。 光电效应 射线入射物质后，被物质原子吸收、发 射轨道电子的现象。 与物质的原子核外壳层电子碰撞，将能 量全部交给一个内层轨道电子，使之脱离 原子而释放出来，此电子称为光电子。 这一现象在低能射线入射高密度或/和 高Z物质时，光电效应是主要的。用高密度 、高Z物质防护射线效果显著。 康普顿效应 光子仅将一部分能量传递给轨道电子，使 其释出，而本身则发生散射。 该效应与物质的密度及原子序数成正比， 但随射线的能量增大而减少。 电子对生成 光子能量大于1.022MeV时，在原子核或 其它粒子的电场作用下，转化为一对正、 负电子对，此过程称为电子对生成。 该效应与物质的密度及原子序数成正比 ，与射线的能量也成正比。 射线的吸收 射线能量因上述三种效应而减弱的过 程。无论何种物质，对射线能量的吸收 规律相同，即与物质的厚度成指数函数关 系。 无论会出现何种效应，对射线的有效 防护应使用高密度、高原子序数的物质。 电离辐射量及其单位 *电离辐射量及其单位就是用来描 述辐射场（射线的不同空间部位）的 性质、辐射与物质相互作用时能量的 传递关系和反映与辐射效应相关的量 和单位。 *辐射量中常用的有：照射量（X） 、吸收剂量（D）、剂量当量（DE） 等。 *照射量（照射量（exposureexposure）：）：这是表示X 、射线在空气中致电离能力的物理量，是 度量辐射场强度的一种物理量，以X来表 示。 其含义是：X、射线在质量为dm的空 气中释放出全部正、负电子，完全被空气 所阻止时形成的同种符号离子的总电荷绝 对值dQ，除以dm所得的商，即 X=dQ/dm 。 照射量的SI制单位是库仑千克-1（Ckg- 1）。旧的专用单位是伦琴（R）。 *吸收剂量：吸收剂量：受照射物质吸收任何电离辐 射能 量的物理量，用D来表示。 其含义是：单位质量的受照物质从电离辐 射 所接收的平均能量。 吸收剂量的SI制单位是戈瑞（Gy）。 1Gy1J(焦耳)/kg。 旧的专用单位是拉德（rad）。 1Gy100rad *剂量当量：剂量当量：指在吸收剂量相同的条件下 ，衡量不同电离辐射对机体危害程度的物理 量。剂量当量专用于核辐射防护中。 其含义是：吸收剂量与修正因素、电离辐 射品质因素的连乘积。 剂量当量的SI单位与吸收剂量相同，即J( 焦耳)/kg ，即希沃特，符号是Sv。 旧的专用单位是雷姆（rem）。 1Sv=100rem 放射性核素显像 根据放射性核素的示踪原理，利用脏器、组 织、细胞的生理、病理特性以及显像剂的选择 性聚集特性，形成显像剂在靶位与邻近部位之 间，正常组织与病理组织之间分布上的差异成 像。 核素功能测定 v用核素示踪的原理和 核仪器在体外作脏器的 功能检查。如：甲功仪 作甲状腺摄131I功能测定 ；肾图仪测定肾功能等 。 v优点： 方法简便，使用剂 量小，病人受照剂量低 ，短时间内可重复应用 ，无特殊禁忌。 核素治疗 v利用放射性核素衰变过程中放射出的 或射线，对病变组织形成集中照射，破 坏和抑制迅速增长的病变组织，达到治疗 疾病的目的。 v临床常用的核素治疗方法有： 甲亢及甲状腺癌的131I治疗 89Sr骨转移癌治疗 单克隆抗体的放射免疫治疗 放射性受体靶向治疗、放射性反义治 疗及放射性基因治疗等。 放射免疫分析 (Radioimmunoassay,RIA) v定义：放免分析是将核医学示踪技术的高灵 敏度和免疫学免疫反应的高特异性相结合的体外 微量物质的检测技术。最小检测值为10-910-12g 。 v原理： 基础：标记抗原、未标记抗原和特异抗