中山大核医学课件03核医学总论

核医学总论核医学定义

NuclearMedicine

*用放射性核素诊断、治疗疾病和进行医学研究的学科

*核技术+医学：研究核技术在医学中的应用及其理论的综合性边缘科学

*根据我国医学专业学位的设置，属于“影像医学与核医学”学位点

分类：实验核医学临床核医学核医学内容（一）实验核医学：侧重实验核技术的方法学探讨和在基础医学、生物医学中的应用研究内容：包括核测量技术、标记技术、示踪技术、体外放射分析技术、活化分析技术。

核医学内容（二）临床核医学：研究核素及核射线在临床诊断和治疗中的应用技术及其理论包括体外测定、显像诊断和核素治疗。

核物理基础知识几个基本概念：原子结构的表示：原子（atom）由质子（protons）、中子（neutrons）和电子（electrons）组成。质子和中子组成原子核。电子绕核运行。

N代表中子数，以Z代表质子数，A代表原子的质量数（massnumber）。以X代表元素符号，则原子结构可表示为：ZAXN

，通常可省略为AX。例如：13153I78，可省略为131I。

同位素、核素

凡具有相同质子数而中子数不同的元素互为同位素（isotope）。

例131I、123I、125I、127I均有53个质子，在元素周期表中处于同一位置，是同一元素—碘元素，但具有不同的中子数，它们是碘元素的不同的同位素。同一元素的同位素具有相同的化学性质和生物学特性。

同质异能素（isomer）

原子核与核外电子一样，也可处于不同的能量状态。能量较高的状态称为激发态（excitedstate）。

通常把质子数和中子数都相同但核能状态不同的原子称为同质异能素。以在原子质量数的后面加一小写的“m”来表示，例：99mTc与99Tc互为同质异能素。

放射性衰变

衰变类型

α衰变（αdecay）α衰变是放出α粒子的放射性衰变。α粒子是由两个质子和两个中子组成，实际是氦核42He。因而α衰变时，母核放出α粒子后，质量数减少4，原子序数减少2。

β-衰变（β-decay）：

β-衰变发生在中子过剩的原子核。衰变时放出一个β-粒子（电子）和反中微子。核内一个中子转变为质子。因而子核比母核中子数减少1，原子序数增加1，原子质量数不变。

γ衰变

原子核从激发态（excitedstate）回复到基态（groundstate）时，以发射γ光子释放过剩的能量，这一过程称为γ衰变。

这种激发态的原子核常是在α衰变、β衰变或核反应之后形成的。γ射线的本质是中性的光子流。

电子俘获衰变：

电子俘获衰变与正电子衰变时核结构的改变类似，发生在缺中子的原子核。一个质子俘获一个核外轨道电子转变成一个中子和放出一个中微子。因而子核比母核中子数增加1，质子数减少1，质量数不变。

放射性活度

放射性活度的旧制单位是居里（curie），1居里表示每秒3.7×1010次核衰变。放射性活度（radioactivity）是表示单位时间内发生衰变的原子核数。新的国际制单位是贝可（Bq）。1Bq定义为每秒一次衰变。

衰变规律（decaylaws）

放射性核素原子的衰变是随机的、自发的，并非在瞬间同时完成，而是按一定的速率进行衰变,各种放射性核素都有自己特有的衰变速度。

单位时间内原子核衰变的数量定义为放射性活度。

It=I0e-λt放射性核素的另一个特征性的物理量半衰期，T1/2（half-life），表示原子数从N0衰变到N0的一半所要的时间。

几个重要概念放射性活度减少至一半所需要的时间称作物理半衰期（T1/2）。生物半排期Tb是指生物体内的放射性核素经由各种途径从体内排出一半所需要的时间。

有效半衰期Teff是指生物体内的放射性核素由于从体内排出和物理衰变两个因素作用，减少至原有放射性活度一半所需的时间。

射线与物质的相互作用

带电粒子与物质的相互作用

带电粒子（chargedparticles）例如α粒子和电子，在穿透物质时，可引起与射线相遇的原子产生电离（ionizations）和激发（excitations）。

凡原子或原子团由于失去电子或得到电子而变成离子的过程称为电离。

如果核外电子获得的能量不足以形成自由电子，只能由低能轨道跃迁到能量较高的轨道，使原子处于能量较高的激发态，这种现象称为激发。韧致辐射：电磁场使带电粒子动能改变时发射的电磁辐射。

散射：入射粒子（包括电磁辐射）与粒子或粒子系统碰撞而改变运动方向与能量的过程。

γ射线与物质的相互作用

光电效应光电效应（photoelectriceffect）是指光子把能量完全转移给一个轨道电子，使之发射出成为光电子。

康普顿散射

康普顿散射与光电效应不同，发生在γ射线能量较大时，光子只将部份能量传递给轨道电子，使之脱离原子核发射出成为Compton电子（compton电子的性质类似β射线），而光子本身改变方向继续运行。电子对生成

光子穿过物质时，当光子能量大于1.022MeV，在光子与介质原子核电场的相互作用下，产生一对正、负电子。这种作用被称之为电子对生成。

辐射剂量及单位照射量：表示照射到某一定物质上的射线有多少。是以直接度量X射线或r射线对空气电离能力来表示射线空间分布的物理量。国际制单位：库仑/千克（C/kg)专用单位：R（伦琴）吸收剂量电离辐射授予单位物质的评价能量与该单位物质的质量之比。反映被照射物质吸收电离辐射能量大小的物理量。国际制单位：戈瑞（Cy)专用单位:拉德(rad)1Cy＝100

rad当量剂量按照辐射权重因子加权的吸收剂量反映各种射线被吸收后引起的生物效应及危险度的电离辐射量。与吸收剂量、射线种类有关国际制单位：希沃特（Sv)专用单位：雷姆（rem)1Sv=100

rem放射性药物基本慨念

放射性制剂是指其分子中含有放射性核素的放射性试剂和放射性药物的总称。凡需引入体内的放射性核素和放射性标记物称为放射性药物。可分为诊断和治疗用两种放射性药物。不需引入体内的放射性核素和放射性标记物称为放射性试剂。反应堆制备放射性药物

加速器制备放射性药物

放射性发生器（母牛）:是一种从半衰期较长的母体核素中制备由母体核衰变产生半衰期较短的子体核素的无菌层析柱密闭系统。

99Mo-99mTc(66.2h-6.02h)113Sn-113mIn(115d-1.66h)核医学仪器

凡在医学中探测和记录放射性核素放出射线的种类、能量、活度及其随时间变化在空间分布的仪器。

γ闪烁计数器

液体闪烁计数器

放射性活度计

脏器功能测定仪

脏器显像仪

脏器显像仪

闪烁照相机：由闪烁探头（准置器、晶体）、电子学线路（放大器、脉冲分析器）、显示记录装置（示波器、照相机）及一些附加设置（门电路、数字记录器等）组成。

SinglePhotonEmissionComputedTomographySPECT：在闪烁照相机基础上增加了探头旋转装置、图象重建软件。有单探头、双探头、三探头。PositronemissiontomographyPET：是专为探测体内正电子发射体湮灭辐射时同时产生的方向相反的两个γ光子而设计的显像仪器。数十个甚至上百个小γ光子探测器环形排列，在躯体四周同时进行探测，其他部件基本同SPECT。

PET/CT医用正电子回旋加速器生产正电子核素药物化学合成系统放射卫生防护

目的：1.防止发生对健康有害的非随机效应。2.将随机效应的发生率降低到被认为是可以接受的水平。

基本原则：1实践的正当化（Justifiction）2放射防护最优化（Optimizat