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上善若水08级临七核医学

一、核医学基础

核医学Nuclearmedicine：

研究核素技术在医学中应用及其理论的综合性学科（利用核素诊断、治疗疾病和医学研究）。

包括，实验核医学、临床核医学

核射线：

由原子核释放出的具有一定能量高速运行的粒子或光子

核医学使用的射线为核射线，包括α、β-、β+、γ四种；而放射科使用的射线为X射线。

α射线：

两个中子两个质子（氦核粒子流），空气中射程几毫米

β－射线：

同核外电子，空气中一般射程3～6米，机体组织中一般射程几毫米

β＋射线：

带正电荷电子（正电子、）射程同β－，能量消耗殆尽时产生湮灭辐射

γ射线：

为电磁辐射，射速同光速，空气中最大射程不清

同位素--凡原子核具有相同的质子数而中子数不同的元素互为同位素

核素--具有特定的质量数、原子序数与核能态，且其平均寿命长得足以被观测的一类原子称为核素原子核的质子数、中子数和核能态均相同的原子属于同一种核素核素包括：

稳定性核素、放射性核素

同质异能素--具有相同的原子序数及核子数而核能态不同的核素为同质异能素

放射性核素（radionuclide）---不稳定核素的原子核能自发地放出各种射线而转变为另一种核素，称为放射性核素。

稳定性核素（stablenuclide）“稳定”是相对的，半衰期大于109年者统称为稳定性核素。

放射性核衰变:

（radiation）放射性核素的原子核自发的放出射线，并转变成新的原子核的过程称为核衰变

（一）α衰变：

需要发生在原子序数大于82的重元素核素。

衰变时放射出α射线，衰变后原子序数减少2，质量数减少4的衰变为α衰变。

（二）β―衰变：

因核内中子数过多，中子、质子数不平衡，由中子转化为质子的同时由核内放射出β―射线的过程，核素质量数不变，原子序数增加1。

（三）β＋衰变：

因核内质子数过多，质子、中子数目不平衡，由质子转化为中子同时由核内放射出β＋射线的过程，核素的质量数不变，原子序数减少1。

（四）电子俘获：

当核内中子数相对不足时，从核外内层轨道（K层）上俘获一个电子，使核内的一个质子转化为中子，同时放出一个中微子的过程。

衰变后核素的质量数不变，原子序数减少一。

（五）γ衰变：

是一种能量跃迁。

激发态的原子核以放出γ射线（光子）的形式释放能量而跃迁到较低能量级的过程称γ衰变，也称γ跃迁。

衰变后核素的质量数、原子序数均不变，只是核能态的变化。

（六）内转换：

放射性核素由激发态向基态或由高能态向低能态跃迁时，将多余能量直接传给核外电子，使轨道电子获得足够的能量脱离原子束缚成为自由电子，该过程称内转换。

该自由电子称为内转换电子。

放射性活度（简称活度）单位时间内发生衰变的原子核数，单位时间“秒”。

放射性活度的国际单位为贝可勒尔（Bq）（Becquerel）简称贝可（Bq）。

1Bq表示放射性核素在一秒内发生一次核衰变，即1Bq＝1/s。

物理半衰期：

在单一的放射性核素衰变过程中，放射性活度降至其原有值一半时所需要的时间称为物理半衰期，简称半衰期（T1/2）。

有效半衰期：

某生物系统中某单一放射性核素的活度，由物理衰变与生物代谢共同作用而使放射性活度减少至原有值的一半所需要的时间。

带电粒子与物质的相互作用

（一）电离作用（ionization）电离：

带电粒子通过物质时，同原子的核外电子发生静电作用，使原子失去轨道电子而形成自由电子（负离子）和正离子的过程称电离。

外层电子内补放出x射线

（二）激发作用（excitation）激发：

带电粒子同原子的核外电子发生静电作用，使电子得到能量，从较低能轨道跳到较高能轨道，使整个原子处于较高能量的激发态，该现象成为激发。

（三）散射作用（scattering）所有使射线改变方向的行为过程均称作散射。

（四）韧致辐射（bremsstrahlung）高速带电粒子通过较强的核电场时受到突然阻滞，运动方向发生很大的偏离，其一部分或全部动能转变为连续能谱的x射线，这种现象称为韧致辐射。

（五）吸收作用（absorption）

带电粒子与物质相互作用，能量耗尽，射线不再存在，称作吸收

粒子在物质中的运动轨迹称为路程

粒子在物质中运动轨迹的投影的直线距离称射程

β―射线被物质吸收后，成为自由电子

β＋射线被物质吸收时，发生湮灭辐射

（六）湮灭辐射（annihilationradiation）：

β＋入射粒子与物质作用，其动能丧失殆尽时与自由电子结合，转化为方向相反能量各为0.511MeV的两个光子，这种辐射为湮灭辐射

光子与物质的相互作用

㈠光电效应（photoelectriceffect）当光子与物质相互作用时，将全部能量转移给原子的内层电子，光子消失，获得能量的电子，脱离原子成为高速运行的光电子的过程称光电效应

㈡康普顿效应（Comptoneffect）当光子与物质原子相互作用时，将部分能量转移给原子K或L电子层的电子而光子改变运行方向，核外电子获得能量后，脱离原子而运动的现象称康普顿效应。

㈢电子对生成（pairproduction）：

能量大于1.02MeV的光子在原子核或其他粒子的强电场作用下，光子消失转化为正、负两个电子发射出去的过程称为电子对生成。

负电子性质同β－射线，正电子如同β＋射线

发射出的正、负电子均将引起次级电离，正电子最终将呈现湮灭辐射。

中子与物质的相互作用：

（一）快中子主要引起核反应：

可用其产生放射性核素。

（二）慢中子主要为弹性散射：

被撞击的原子核越小，中子损失的能量越多。

可把全部能量转交给氢原子核。

被撞击的原子核大到一定程度时，中子近乎不损失能量，只改变运行方向。

因此中子易穿过重物质，易被含氢多的物质吸收。

放射性探测（radiationdetection）：

用探测仪器将射线能量转换成可纪录和定量的电能、光能等，测定放射性核素的活度、能量、分布的过程

核探测仪器的基本原理主要有以下三条：

即〔电离作用、荧光现象、感光作用〕

①电离作用：

射线通过物质时，引起物质原子的电离，形成离子对，离子对的量同射线辐射量呈正相关，通过对离子对的收集达到对射线的测量。

②荧光现象：

某些物质受射线激发作用后，当原子退激时即产生荧光；接收荧光并转变成电信号，电信号的高低与射线能量、电信号的数量与放射性活度分别呈正相关。

通过对电信号的分析纪录，达到对射线的探测、鉴别、计量或显像

③感光作用：

射线可使感光材料形成“潜影”，经显、定影处理后，根据感光材料中黑色沉淀形成的黑影的部位、相对灰度对射线进行定位、定量判断

闪烁探测器简称闪烁探头，其主要结构有准置器、晶体（闪烁体）、光电倍增管和前置放大器四部分

准直器：

由铅或铝钨合金中央打孔或四周合拢形成，置于探头的最前方，仅允许对成像有用的射线通过，进行射线筛选的装置

放射性药物系指含有放射性核素、用于医学诊断和治疗的一类特殊制剂。

包括放射性核素的简单化合物和放射性标记化合物。

放射性药物特点

㈠具有放射性:

放射性药物是辐射源，利用其放出的射线达到诊断、治疗疾病的目的，如应用不当可致不必要的放射性损伤或环境污染

㈡有特定的物理半衰期和有效半衰期：

放射性药物的放射性活度随时间的延长而减少。

放射性药物引入机体、脏器、组织、细胞内，经生物代谢、放射性衰变的共同作用而产生特定的有效半衰期

㈢脱标和辐射自分解：

放射性标记药物中的放射性核素脱离被标记物的现象称为脱标；某些对辐射敏感的被标记物，辐射造成自身化学结构变化或生物活性丧失，放射性药物的生物学行为改变为辐射自分解

（四）计量单位和使用量：

放射性药物以放射性活度为计量单位。

一次诊断用化学量仅限于微克水平，其化学量不足以显示出药理效应

（五）生理、生化特性：

生理、生化特性取决于被标记物，参于脏器或组织细胞的代谢

医用放射性核素的来源

㈠反应堆生产：

利用反应堆中的快中子轰击稳定核素原子核

㈡加速器生产：

加速带电粒子轰击稳定核素原子核

㈢经放射性核素发生器获得：

分离获得衰变后仍为放射性核素的子核

㈣从核废料或天然物质中提取：

经核废料提取。

放射性核素发生器：

一种能从较长半衰期的放射性母体核素中分离出衰变后产生的较短半衰期子体放射性核素的装置。

俗称“母牛”

放射性药物的质量控制

放射性核素纯度：

简称“放核纯”。

是指特定放射性核素的含量。

由于制剂中除特定放射性核素外常混有微量的其它放射性核素

放射化学纯度：

简称“放化纯”。

是指放射性制剂的规定化学形式所占的比例。

由于制剂中除特定的化学结合形式外常混有微量的其它化合物

比活度：

在较高的放核纯、放化纯情况下，单位容积内的放射性比值

辐射剂量单位：

一、照射量：

单位库伦/千克（C/Kg）

γ、χ射线在空气中释出的全部次级电子被完全阻止时，所形成的同一种符号电量的比值

二、吸收剂量：

单位戈瑞（grayGy）

单位质量的受照射物质吸收辐射的平均能量1Gy=1j/Kg

三、当量剂量：

单位希沃特（Sv）

因射线种类的不同，同样的吸收剂量机体产生的生物学效应不同

作用于人体的放射源：

一、天然本地辐射

1、宇宙射线：

①初级宇宙射线②感生放射性核素

2、地球辐射：

地球本身天然存在的放射性核素

二、医疗照射：

χ线、核医学诊断，放疗等

三、其他人工辐射：

核反应堆、核电站、核武器、火力发电等。

日常消费产品的电视机、夜光表、电子器件、静电消除器、烟雾探测器及含铀和钍的制品等

辐射生物效应：

既核射线能量传递给生物体后机体引起的变化和反应。

一、确定性效应和随机效应

1、确定效应：

辐射损伤的严重程度

2、随机效应：

辐射损伤的发生几率

二、辐射损伤的化学基础

1、直接损伤：

电离、激发、次级电离致使化学键断裂分子结构的破坏

2、间接损伤：

产生的自由基引起分子结构的破坏

①细胞多、结构复杂、演化高者敏感

②代谢越旺盛、细胞分裂越快越敏感

外照射防护措

⑴时间防护：

缩短接触放射性的时间。

⑵距离防护：

加大与放射源的距离。

⑶屏蔽防护：

用相应物体对放射源进行相应的屏蔽。

内照射防护和去污染技术

1、防皮肤、衣物沾染（理、化清洗）。

2、防进入机体（呼吸道、消化道）。

3、促进排出

示踪原理：

放射性核素踪迹技术是根据研究需要，选用放射性核素标记到被研究物质的分子上，将其引入生物机体或生物体系中，标记物将参与机代谢及转化过程。

由于放射性核素标记化合物与被研究的非标记化合物具有相同的化学性质和生物学行为，通过对标记物发出的射线的检测，间接了解被研究物质在生物机体或生物体系中的动态变化规律，获得定性、定量及定位结果。

基本类型：

一）体内示踪技术

1、物质吸收、分布、排泄的失踪研究2、放射性核素稀释法

3、放射性核素功能测定4、放射性核素显像技术

（二）体外示踪技术

1、物质代谢与转化的失踪研究2、细胞动力学研究

3、放射自显影技术4、活化分析

5、体外放射分析

优点：

1、灵敏度高：

可精确探测极微量物质，一般可达到10-14～10-18g水平

2、方法相对简便、准确：

核衰变不受其它干扰，操作程序简化，获得结果准确，重复性好

3、符合生理条件：

被标记物一般为机体代谢物且微量，不影响机体生理、病理代谢

4、定性、定量、定位研究相结合：

可动态观察组织、细胞代谢状态、代谢量，可