核物理在医学领域的应用

1、核物理技术在医学上核物理技术在医学上的应用的应用核物理技术在医学上的应用核物理技术在医学上的应用核物理原核物理原理理医用核物医用核物理理前景展望前景展望原子核与放射性、反射性和衰原子核与放射性、反射性和衰变，人工反射性核素的提取变，人工反射性核素的提取诊断技术，治疗技术，具体案诊断技术，治疗技术，具体案例例医用物理学在未来的发展医用物理学在未来的发展内内 容容 核物理原理核物理原理原子核与放射性原子核与放射性 天然存在的某些物质，所具有的能自发地放射出或或射线的性质，称为天然放射性。 按原子核是否稳定，可把核素分为稳定性核素和放射性核素两类。一种元素的原子核自发地放出某种射线而转变成别种元素的

2、原子核的现象，称作放射性衰变。能发生放射性衰变的核素，称为放射性核素（或称放射性同位素）。核物理原理核物理原理上海市民上海市民v放射性核衰变放射性核衰变放射性核衰变的类型 放射性核衰变的规律放射性核衰变的类型放射性核衰变的类型核物理原理核物理原理 衰变 放射性核素放射出粒子后变成另一种核素。子核的电荷数比母核减少2，质量数比母核减少4。 衰变 -衰变 放射出-粒子（高速电子）的衰变。 +衰变 放射出+粒子（正电子）的衰变。 衰变处于激发态的核，通过放射出射线而跃迁到基态或较低能态的现象。放射性核衰变的规律放射性核衰变的规律核物理原理核物理原理（1）放射性核衰变的规律 理论和实验均表明，任何一种

3、放射性物质，在单独存放时，其核数量的变化都是按指数规律随时间t衰减的。 （2）半衰期 在实际中，常用半衰期来描述核衰变的快慢。放射性物质中的核数衰变到原数的一半所需要的时间，称为半衰期（T）。人工放射性核素的获取人工放射性核素的获取核物理原理核物理原理医用放射性核素 人工反射性核素的获取1半衰期要半衰期要合适合适2射线的种射线的种类和能量类和能量要恰当要恰当3医用放射性核素医用放射性核素核素及核素及其衰变其衰变的产物的产物应对机应对机体无害体无害核物理原理核物理原理 人工放射性核素的提取人工放射性核素的提取 核反应堆生产核反应堆生产 裂变产物中分离提取核物理原理核物理原理 人工放射性核素的提取

4、人工放射性核素的提取 加速器生产加速器生产 放射性核素发生器产生核物理原理核物理原理 人工放射性核素的提取人工放射性核素的提取 采用化学和生物学合成方法采用化学和生物学合成方法 化学合成铑后元素医用核物理医用核物理（1）示踪技术 在这种元素或其化合物中掺入少量的该种元素的放射在这种元素或其化合物中掺入少量的该种元素的放射性核素，将其引入体内，这些放射性核素在体内参与各种性核素，将其引入体内，这些放射性核素在体内参与各种代谢与变化过程。然后根据它所放出的射线，从体外探测代谢与变化过程。然后根据它所放出的射线，从体外探测出它们在体内的分布和行踪，从而获得它们在机体内的吸出它们在体内的分布和行踪，从

5、而获得它们在机体内的吸收、分布、运转、代谢和排泄的情况。这种技术，称为示收、分布、运转、代谢和排泄的情况。这种技术，称为示踪技术。踪技术。（2）放射性核素显像技术 主要提供与放射性分布有密切关系的血流、功能和代主要提供与放射性分布有密切关系的血流、功能和代谢信息。与主要以显示形态结构的谢信息。与主要以显示形态结构的X-CTX-CT、MRIMRI、超声检查等、超声检查等有所不同，这是一种功能性显像。它可在形态结构发生变有所不同，这是一种功能性显像。它可在形态结构发生变化之前显示出其异常，从而对疾病做出早期诊断。在心、化之前显示出其异常，从而对疾病做出早期诊断。在心、脑、肿瘤的疾病诊断和代谢研究方

6、面具有特殊应用价值。脑、肿瘤的疾病诊断和代谢研究方面具有特殊应用价值。 诊断技术诊断技术同位素示踪科室检查 放射性血管造影胶体腔内胶体腔内治疗治疗医用核物理医用核物理放射治疗技放射治疗技术术五大类型五大类型组织间插组织间插值治疗值治疗敷贴治疗敷贴治疗外照射治疗外照射治疗特异性内特异性内照射治疗照射治疗诊断诊断技术技术治疗治疗技术技术成果成果价值价值例例1 1具体应用案例具体应用案例 131I特异性内照射治疗甲状腺机能亢进症。甲状腺具有高度摄取131I的功能，功能亢进的甲状腺组织摄取131I量更多。131I衰变时主要放射出粒子，它的射程短，仅2-3mm，对周围正常组织一般无影响，可获得类似于部分

7、切除甲状腺组织的效果。诊断诊断技术技术应用应用案例案例治疗治疗技术技术例例2 2具体应用案例具体应用案例 经静脉注射趋骨性放射性药物，如153SM-EDTMP。放射性药物在骨转移灶部位会出现更多的浓聚。核素放出的射线可对病灶产生内照射治疗，能起到止痛和破坏肿瘤细胞的作用。此法对于已确诊的骨转移癌，其止痛有效率可达90%以上，骨转移灶缩小或消失率可达30%以上。诊断诊断技术技术应用应用案例案例治疗治疗技术技术例例3 3具体应用案例具体应用案例 60Co远距离治疗机，俗称“钴炮”。是临床上比较常用的一种核物理治疗设备。60Co的半衰期约为5.27年，60Co能放射出能量为1.33MeV和1.77M

8、eV两种射线和能量为0.32MeV的射线。远距离靠射线，源皮距一般为100cm。主要用于体外照射治疗深部肿瘤，如颅脑内、鼻咽部、肺、食管及淋巴系统等肿瘤的放射治疗。诊断诊断技术技术应用应用案例案例治疗治疗技术技术物理诊断学医学物理信息学物理治疗学前景展望前景展望物理诊断学物理诊断学前景展望前景展望 医学影像临床诊断前沿研究将重点解决如何把不同模态的信息方便地整合在一起,满足不同科室对病人生理参数和影像学的信息需求,为准确诊断服务.物理治疗学物理治疗学前景展望前景展望 射线治疗肿瘤为例,治疗过程需要有事前的计划、治疗时的监督和治疗后的验证,这样才能不断改进治疗效果.所以,把影像技术引进到治疗中去

9、是当前的发展前沿. 从发展的角度看,行业的发展需要设计各种适合于介人治疗的仪器装备和配套的器械,发展相应的医学软件,满足国内正在起步的介人治疗事业.医学物理信息学医学物理信息学前景展望前景展望 这方面的研究前沿,是通过一种合乎国情的组织形式,以及医院和厂商可能接受的利益分配原则,把医院内对病人采集的影像信息、生化信息、电子病历等信息源,和医院的收费管理系统,质量保证体系一起,与患者进人医院之后医生为他或她设计的流程相结合,建立起医患之间信息及时沟通渠道是当前的发展前沿。参考文献参考文献 【1】核物理技术在我国医学上的应用张伟健，科技与产业，2010年第3期 【2】医学物理研究进展，包尚联，唐孝

10、威，自然科学进展，2006年1月，第16卷第1期核物理原理核物理原理上海市民上海市民v放射性核衰变放射性核衰变放射性核衰变的类型 放射性核衰变的规律放射性核衰变的类型放射性核衰变的类型核物理原理核物理原理 衰变 放射性核素放射出粒子后变成另一种核素。子核的电荷数比母核减少2，质量数比母核减少4。 衰变 -衰变 放射出-粒子（高速电子）的衰变。 +衰变 放射出+粒子（正电子）的衰变。 衰变处于激发态的核，通过放射出射线而跃迁到基态或较低能态的现象。放射性核衰变的规律放射性核衰变的规律核物理原理核物理原理（1）放射性核衰变的规律 理论和实验均表明，任何一种放射性物质，在单独存放时，其核数量的变化都是按指数规律随时间t衰减的。 （2）半衰期 在实际中，常用半衰期来描述核衰变的快慢。放射性物质中的核数衰变到原数的一半所需要的时间，称为半衰期（T）。核物理原理核物理原理 人工放射性核素的提取人工放射性核素的提取 核反应堆生产核反应堆生产 裂变产物中分离提取胶体腔内胶体腔内治疗治疗医用核物理医用核物理放射治疗技放射治疗技术术五大类型五大类型组织间插组织间插值治疗值治疗敷贴治疗敷贴治疗外照射治疗外照射治疗特异性内特异性内照射治疗照射治疗诊断诊断技术技术治疗治疗技术技术成