放射性核素医学的应用医用物理学ppt课件.ppt

放射性核素的医学应用 组长 林健聪演讲 冯小勇视频制作 PPT制作及控制 关邵翔资料收集 林淑珠 林健聪 邵珠芳 制作人员 3 目录 第一部分什么是核医学 第二部分放射性核素的物理基础 第三部分放射性核素的医学应用 核医学 1 又称原子 核 医学 是研究同位素及核辐射的医学应用及理论基础的科学 是核技术和医学相结合的一门新兴学科 也是人类和平利用原子能的一个重要方面 2 核医学的任务是用核技术诊断 治疗和研究疾病 放射性核素的物理基础 1 同位素 指具有相同质子数但具有不同中子数的核数 一般分为两种 一是同位素性质比较稳定 没有放射性 一是具有放射性 2 衰变 指核素自发的发生结构和能量状态的改变 放射出 射线并转变成另一种核素的过程 6 核衰变 核衰变主要由以下几种 衰变 衰变 衰变 衰变反应式 射线由 粒子构成 粒子实际上是氦原子核Y为子核 Q表示衰变时从核内放出的能量 衰变能衰变反应式 粒子实际上是电子 这种衰变是由于放射性核素中有一个中子变为质子的结果 7 核衰变 衰变当原子核中有一个质子转变为中子时 放射出一个正电子反应式 衰变原子核由高能态向低能态跃迁时 释放出 光子的现象 射线的波长和能量根据放射性元素的种类而定 射线的产生 原子核衰变产生 射线 衰变 衰变 衰变 核裂变过程中伴随 射线的产生 三种射线各有什么特性 射线的电离能力最强 穿透能力最弱 一张纸就可以全部把它挡住 射线的电离能力最弱 穿透力最强 需要适当厚度的混凝土或铅板才能有效地阻挡 射线的电离能力和穿透能力介于 射线和 射线之间 它能穿透普通的纸张 但无法穿透铝板 9 核衰变的规律 对于给定的处在一定状态的放射性核素 核衰变进行的速度和核素存在的物理 化学状态无关 而是自发的按照一定规律进行 其中 为衰变常数物理半衰期放射性核素的原子核数目减少到原来的一半所需要的时间 10 核衰变的规律 生物半衰期 Tb 指生物体内的放射性核素由于生物代谢从体内排出一半所需要的时间 有效半衰期 Teff 指放射性核素由于放射性衰变和生物代谢过程共同作用 减少到原来的一半所需要的时间 满足关系 eff b 11 放射性核素的医学应用 一 放射治疗 放疗 二 刀 三 示踪诊断 四 放射性核素成像 1 碘 131治疗2 钴 60治疗3 中子治疗 1 照相机2 单光子放射型断层成像3 正电子发射型断层成像 用放射性碘破坏甲状腺组织而达到治疗目的 利用甲状腺有浓集碘的能力和碘131能放出 射线生物学效应 使亢进的甲状腺滤泡上皮细胞破坏 萎缩 分泌减少 达到治疗目的 亢进的甲状腺滤泡细胞血流丰富 在B超显示下一片火海征 而对于正常的那部分滤泡细胞没有任何的损害 碘 131治疗 这是一种外照射治疗方式 主要用于治疗深部肿瘤 医学研究表明 癌细胞生长快 代谢旺盛 对射线的敏感性比正常细胞高 用射线照射时 癌细胞受到的破坏要比正常细胞大 钴 60治疗是利用钴 60放射的 射线照射疾患部位 其特点是放射性活度很大 光子能量大 射线单纯 而且治疗设备简单 钴 60治疗 把硼元素的肿瘤亲与药物注入人体内 该药物能迅速浓聚与病灶部分 此时用用超热中子射线照射 可以在靶区引起核反应 所释放的高能射线只杀肿瘤细胞而不损伤周围组织 中子治疗 伽玛刀 名为 刀 但实际上并不是真正的手术刀 它是一个布满直准器的半球形头盔 头盔内能射出201条钴60高剂量的离子射线 伽玛射线 它经过CT和磁共振等现代影像技术精确地定位于某一部位 它的定位极准确 误差常小于0 5毫米 每条伽玛射线剂量梯度极大 对组织几乎没有损伤 但201条射线从不同位置聚集在一起可致死摧毁靶点组织 无创伤 不需要全麻 不开刀 不出血和无感染等优点 伽玛刀分为头部伽玛刀和体部伽玛刀 头部伽玛刀主要用于颅内小肿瘤和功能性疾病的治疗 体部伽玛刀主要用于治疗全身各种肿瘤 伽玛刀 示踪诊断 17 放射性核素成像 其基本原理 用不同的放射性核素制成标记化合物注入体内 在体外对体内核素发射的 射线进行跟踪探测 可以获得反映放射性核素在脏器和组织中的浓度分布及其随时间变化的图像 由于放射性药物保持着对应稳定核素或被标记药物的化学性质和生物学行为 能够正常参与机体的物质代谢 因此放射性同位素图像不仅反映了脏器和组织的形态 更重要的是提供了有关脏器功能及相关的生理 生化信息 18 放射性核素成像仪器 照相机可同时记录脏器内各个部份的射线 以快速形成一帧器官的静态平面图像可观察脏器的动态功能及其变化既是显像仪又是功能仪ECT 发射单光子计算机断层扫描仪 SPECT 单光子放射型断层成像 PET 正电子发射型断层成像 19 照相机 早期使用的同位素成像系统是同位素闪烁扫描机 它由一套机械传动机构带动核子探测器移动进行逐行逐点的扫描 并记录下体内各部位辐射 射线的强度 由此形成闪烁图 它的最大缺点是无法进行动态观察 目前临床上取而代之的是 照相机 它可以摄下所感兴趣的区域中放射性药物浓度的分布图 形成一幅完整的图像大约只需零点几秒 如果在一定的时间间隔中摄取一系列的药物分布图 就可以对脏器的功能进行动态分析 特点 可同时记录脏器内各个部份的射线 以快速形成一帧器官的静态平面图像可观察脏器的动态功能及其变化既是显像仪又是功能仪 20 单光子发射型计算机断层摄影 SPECT SPECT成像的过程类似于X CT技术 它用一台 照相机围绕着被探查者作旋转运动 在不同的角度上检测人体放射出的 射线光子并计数 取得投影数据 放射性药物沿投影线的浓度分布的线积分 后 沿用X CT中使用的图像重建方法 得到人体某一断面上放射性药物浓度的分布 SPECT的突出优点是 它在比普通的 照相机没有增加许多成本的情况下获得了真正的人体断面图像 实际上它还可以作多层面的三维成像 这对肿瘤及其他一些疾病的诊断是很有用的 21 Siemens的SPECT系统 22 PET简介 PET是核医学发展的一项新技术 代表了当代最先进的无创伤性高品质影像诊断的新技术 是高水平核医学诊断的标志 主要被用来确定癌症的发生与严重性 神经系统的状况 及心血管方面的疾病 使用PET造影 需在病人身上注射放射性药物