核医学总论

核医学总论
中山大学第二附属医院核医学科 蒋宁一
核医学定义
Nuclear Medicine
*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
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（photoelectric effect）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。
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) 1 Cy＝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) 1 Sv=100 rem
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（charged particles）
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）。
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 （mass number）。以X代 表元素符号，则原子结构 可省可表略省示为略为为AX。：131例ZIA。X如N ：，1通315常3I可78，
单位时间内原子核衰变的数量定 义为放射性活度。
Hale Waihona Puke It=I0e-λt放射性核素的另一个特征性 的物理量半衰期，T1/2（halflife），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。
电子对生成
光子穿过物质时，当光子能量大 于1.022 MeV，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）
γ衰变
原子核从激发态（excited state） 回复到基态（ground state）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。
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（excited state）。
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
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。
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。
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（decay laws）
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。