核医学 讲义Word文件下载.docx

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1．原理

2．显像方式

（1）静态显像与动态显像

（2）局部显像与全身显像

（3）平面显像与断层显像

（4）阳性显像与阴性显像

（5）早期显像与延迟显像

3．核医学显像与X-ray、CT、MRI、超声等影像技术的比较

（二）核素功能测定法

甲状腺吸131I率测定、肾图等

（三）体外分析技术

RIA、IRMA等分析技术测定体液中的微量物质。

五、放射性核素治疗原理与特点

属于内放射治疗范畴。

原理：

选择性地将放射性核素聚集于病变组织，通过放射性核素放出的射线（如α、β射线等）对病变组织产生抑制和破坏作用。

特点：

非侵袭性、副作用较少和可示踪性。

六、核医学的发展史

七、我国核医学的现状

第二章核物理基础与辐射防护

一、核物理基础

一）原子核结构与基本概念

原子结构示意图

卢瑟福模型

中性原子：

Z＝核内质子数、核电荷数、原子序数、核外电子数。

物质的性质如元素的化学、物理及光谱特性与核外电子有关。

1.基态（goundstate）：

原子核处于最低能量状态。

2.激发态（excitedstate）：

原子核在核反应、核裂变、核衰变后处于的高能量状态，可表示为AmX，如99mTc（99m锝）。

3.元素（element）：

具有相同质子数的同类原子称为一种元素。

化学性质相同，物理性质可以不同。

如碘和磷元素：

碘：

13153I12753I磷：

3214P3114P

4.核素（nuclide）：

具有相同质子数和中子数，并处在相同特定能量状态的原子。

12353I12553I12853I12753I13153I

它们属于一种元素、五种核素。

化学性质相同，物理性质不同。

5.同位素（isotope）：

相同质子数，但中子数不同，周期表上位置相同的元素互称同位素。

氢：

氕11H氘21H氚31H

6.同质异能素（nuclearisomer）：

原子的质子、中子、电子数均相同，但处于不同能量状态的核素。

锝：

9943Tc（基态）T1/2＝21万年

99m43Tc（激发态）T1/2＝6.02hrm表示核素处于激发态。

二）放射性衰变

1.定义

1）稳定性核素：

原子核稳定，不会自发衰变的核素，stablenuclide。

2）放射性核素（不稳定核素）：

原子核处于不稳定状态，需要通过核内结构或能级调整才能趋于稳定的核素，radionuclide。

它们能自发地发出某种射线而转变为另一种核素。

3）放射性衰变（核衰变）：

放射性核素的原子自发地释放出一种或一种以上的射线并转变成另外一种原子的过程,radiationdecay。

其衰变类型与方式取决于原子核内的固有特征，与外界环境无关。

2.放射性衰变类型

1）α衰变alphadecay

核子总数过多（Z>

82）

AZX→A-4Z-2Y+42He+Q

2）β衰变betadecay

β-衰变:

富中子核素的中子数过剩——中子转换为质子

AZX→AZ+1Y+β-+Ue+Q

β+衰变:

贫中子（质子过剩）核素——质子数转换为中子

AZX→AZ-1Y+β++Ue+Q

电子俘获electroncapture（EC）:

贫中子核素从核外靠内层的电子轨道俘获一个轨道电子使核内质子转换为中子。

AZX+0-1e→AZ-1Y+Ue+Q

3）γ衰变gammadecay

处于激发态的原子核向低的激发态或基态跃迁时，将过剩能量以γ光子形式发射。

又称同质异能跃迁（或γ跃迁）。

通常伴随α或β衰变一起发生。

电子俘获有时也伴随γ射线。

AmZX→AZX+γ

3.放射性衰变规律

各种放射性核素的总放射性都随时间按指数规律衰减（随机和自发）：

A=A0e-λt

各个核素的衰变速度不一，都有自己独特的半衰期。

1）物理半衰期physicalhalflife（T1/2）:

放射性强度衰减到原来一半所需的时间。

2）生物半衰期biologicalhalflife（Tb）:

体内核素由于生物体内代谢排出过程而减少一半所需要的时间。

3）有效半衰期effectivehalflife（Teff）:

由于放射性物理衰变和生物排除的双重综合作用，使核素在体内放射性强度减少一半所需的时间。

1/Teff=1/T1/2+1/Tb

4.放射性强度/活度

放射性强度（A）：

一定量的放射性核素，在单位时间内发生衰变的原子核数称为放射性强度或放射性活度。

放射性强度（活度）单位:

贝可：

表示每秒内发生核衰变次数（贝克勒尔）。

1Bq=1/SBq、KBq、MBq、GBq。

居里：

1Ci=3.71010BqCi、mCi、μCi

1Bq=2.70310-11Ci

比放射性活度specificactivity：

单位质量物质内含有的放射性活度称比活度，Bq/g或Bq/mol。

放射性浓度radioactiveconstant：

单位体积溶液内含有的放射性活度称放射性浓度，Bq/L。

三）电离辐射与物质的相互作用

1.带电粒子与物质的相互作用

1）电离：

高速带电粒子在穿过物质时，和物质原子中的电子发生相互作用，使轨道电子获得足够的能量脱离原子，形成正负离子对的过程叫“电离”（ionization）。

2）激发：

核外轨道电子从入射的带电粒子获得较小能量时，便从低能级轨道跃迁到高能级轨道，使整个原子处于较高能量状态，这种现象或过程叫“激发”（excitation）。

3）散射:

入射的带电粒子（如β射线）受到物质中原子核库仑电场的作用而改变运动方向、损失能量的过程叫散射（scattering）。

4）韧致辐射：

高速带电粒子穿过原子核电场受到突然阻滞，运动方向发生较大偏移，将一部分动能转化为连续能谱的电磁辐射，称“韧致辐射”（bremsstrahlung）。

5）湮灭辐射：

β+粒子平均寿命10-9秒，它与物质相互作用并完全耗尽其动能前，与物质中的自由电子相结合，正负两个电子的静止质量转化为方向相反而能量各为511KeV的两个γ光子,这一过程称为“湮灭辐射”（annihilationradiation）或“光化辐射”。

6）吸收：

带电粒子与物质相互作用产生电离或激发等效应后，射线能量被逐渐消耗，直至耗尽，射线消失，这一过程称为“吸收”（absorption）。

射线在物质中的走行距离称“射程”（range）。

2.X、γ光子与物质的相互作用

1）光电效应:

photoelectriceffect

光子和原子内层电子作用，全部能量传给电子—“光电子”。

2）康普顿效应（散射）：

Compton-Wooeffect

也叫康普顿-吴有训效应，发生在γ射线能量较大时，光子仅将部分能量传递给轨道电子，使之脱离原子核而成为康普顿电子。

光子本身能量减低改变方向继续运行（散射）。

3）电子对生成：

electronpairproduction

一个具有足够能量（大于1.022MeV）的光子在原子核或其它粒子的电场作用下产生一个正电子和一个负电子的过程称为电子对生成。

四）辐射量及单位

1.照射（辐射）量exposure：

X或γ射线照射单位质量空气所产生的总电荷量。

是直接度量射线对空气电离能力的量，可间接反映射线剂量的强弱。

单位时间内照射量称照射量率。

国际单位：

库仑/千克（C/Kg）

旧单位：

伦琴（R）1R=2.58×

10-4C/Kg

2.吸收剂量absorbeddose：

单位质量的被照射物质所吸收的辐射能量（适用于任何射线对任何物质）。

单位时间内吸收剂量称吸收剂量率。

戈瑞（Gy）=焦耳/千克（J/Kg）

拉德（rad）1Gy=100rad1cGy=1rad

3.剂量当量doseequivalent

反映各种射线被吸收后产生的生物效应和危险度，与吸收剂量和射线种类有关。

需进行品质因素加权修正，使修正后的吸收剂量更能反映辐射对机体的危害程度。

H=D•Q•N

西沃特（sievert,Sv）1Sv=1J/Kg

雷姆（rem）1Sv=100rem

二、辐射防护

一）天然本底辐射Naturalbackgroundexposure

定义：

天然存在的各种放射性物质发射的射线。

包括：

宇宙射线cosmicradiation

地球辐射earthradiation

母体→子体→……→稳定核素

23892U（铀T1/2=4.47×

109y）

→α×

8次和β×

6次

→20682Pb（铅）

天然系列衰变是自然环境中天然本底辐射的来源之一。

二）人工辐射

核物理研究、军事、工业探伤、农业、勘探、考古、核化学、核电站、核废物、海关货检、食品消毒、医疗、建材、首饰、辐射事故、核事故。

三）放射线对人体的影响

放射线对人体的影响：

辐射生物效应！

1.国际放射防护委员会（InternationalCommissionofRadiationProtection，ICRP）辐射效应分类：

确定性效应（Determinateeffect）：

指辐射损伤的严重程度与所受剂量呈正相关，有明显的阈值。

随机性效应（Stochasticeffects）：

群体中辐射效应发生几率与剂量相关，但不存在具体的阈值。

如遗传效应和诱发癌变即属随机性效应。

2.辐射损伤的化学基础

放射生物效应产生根本原因和基础：

直接作用---生物分子的电离和激发

间接作用---产生自由基（radicals）：

极高不稳定性和化学反应性，可迅速引起其他生物分子结构破坏，如核酸、生物膜的损伤。

3.低剂量辐射的兴奋效应

事实：

天然本底辐射长期影响人类生存和繁衍。

现实：

辐射生物效应十分复杂，优待深入研究和探索。

1）免疫兴奋效应

2）DNA修复兴奋效应

3）诱导自由基清除

4）提高免疫功能抑制肿瘤

5）刺激动物生长发育

6）延长动物寿命

7）提高生育能力

8）抵抗大剂量辐射的适应性反应

4.辐射对机体组织的损伤

1）组织的辐射敏感性（总体上）

高等动物>

低等动物

分裂增殖活跃的细胞>

不活跃

分化程度低的组织>

高的组织

2）各系统辐射损伤

四）核医学辐射特点

1.放射源大多为开放性。

2.对患者