[医学]核医学仪器与方法-1
核医学仪器实验报告
一、实验名称核医学仪器原理与应用实验二、实验日期2023年11月10日三、实验目的1. 了解核医学仪器的基本原理和结构。
2. 掌握核医学仪器的主要应用领域。
3. 学习核医学仪器在临床诊断和治疗中的作用。
4. 培养实验操作技能和数据处理能力。
四、实验原理核医学仪器利用放射性同位素发出的射线（如γ射线、β射线等）对人体进行成像或测量，从而实现对疾病的诊断和治疗。
本实验主要涉及以下原理：1. 闪烁探测原理：利用闪烁晶体将γ射线转换为可见光，再由光电倍增管转换为电信号，最终进行计数和成像。
2. 计数器原理：通过测量放射性同位素发出的射线数量，计算放射性活度。
3. 核医学成像原理：利用γ相机或SPECT等设备，对放射性同位素在体内的分布进行成像。
五、主要仪器与试剂1. 仪器：核医学仪器、闪烁晶体、光电倍增管、计数器、γ相机、SPECT等。
2. 试剂：放射性同位素、闪烁液、NaI(Tl)晶体等。
六、实验步骤1. 准备阶段：- 熟悉实验原理和仪器操作方法。
- 检查仪器设备是否正常。
2. 实验操作：- 将放射性同位素溶液注入闪烁晶体中，观察闪烁现象。
- 将闪烁晶体与光电倍增管连接，进行计数实验，测量放射性活度。
- 利用γ相机或SPECT进行成像实验，观察放射性同位素在体内的分布。
3. 数据处理：- 记录实验数据，包括放射性活度、计数率等。
- 对实验数据进行统计分析，计算相关参数。
4. 实验报告撰写：- 总结实验结果，分析实验现象。
- 讨论实验过程中遇到的问题及解决方法。
- 提出实验改进建议。
七、实验结果1. 观察到闪烁晶体在放射性同位素的作用下产生闪烁现象。
2. 通过计数实验，测得放射性活度为X mCi。
3. 利用γ相机或SPECT进行成像实验，观察到放射性同位素在体内的分布情况。
八、讨论1. 本实验验证了核医学仪器的基本原理，证明了闪烁探测和计数器的有效性。
2. 实验过程中，观察到放射性同位素在体内的分布情况，为进一步的临床诊断和治疗提供了依据。
核医学-第一篇 基础篇 第二章 核医学仪器
其作用是有效地把光传递给光电倍增管的光阴极，以减少全反射。 其作用是将微弱的光信号转换成可测量的电信号，是一种光电转换器件。 一般紧跟在光电倍增管的输出端，对信号进行跟踪放大。
5. 后续电子学线路 用于对探测器输出电脉冲信号进一步分析处理，包括主放大器、脉冲高度
分析器等单元。
6. 显示记录装置 主要有定标器、计数率仪、显像仪器等。
核医学仪器的分类
根据使用目的不同，核医学仪器可分为显像仪器（包括γ相机、SPECT、PET等）、脏器功 能测量仪器、放射性计数测量仪器，以及放射性药物合成与分装仪器等。
第一节
放射性探测仪器的基本原理
核医学（第9版）
一、放射性探测的基本原理
放射性探测是用探测仪器把射线能量转换成可记录和定量的光能、电能等，通过一定的电 子学线路分析计算，表示为放射性核素的活度、能量、分布的过程，其基本原理是建立在射线 与物质相互作用的基础上。
下面以实验核医学和临床核医学最常用的固体闪烁计数器为例，简要介绍放射性探测仪器 的基本构成和工作原理。
核医学（第9版）
二、放射性探测仪器的基本构成和工作原理
固体闪烁计数器主要由以下部件组成：
1. 晶体 其作用是将射线的辐射能转变为光能，最常用的晶体是碘化钠晶体。
2. 光学耦合剂 3. 光电倍增管 4. 前置放大器
核医学（第9版）
一、γ相机的基本结构
探头
− 准直器（collimator） − 闪烁晶体 − 光电倍增管（PMT）
电子学线路
− 定位电路和能量电路
显示记录装置 显像床
核医学（第9版）
一、γ相机的基本结构
1. 准直器（collimator）
准直器是安置于晶体前方、由铅 或铅钨合金制成的一种特殊装置，有 若干个小孔贯穿其中，称为准直孔。 准直器的作用是只允许与准直孔角度 相同的射线到达晶体并被探测，其他 方向的射线则被吸收或阻挡。
临床本核仪器、显像方法及放射防护
二、电离辐射生物效应分类 （一）随机效应
效应
剂量
无剂量阈值
发生几率与剂量有关
效应的严重程度与剂量无关 如辐射致癌和遗传性疾病
（二）确定性效应
效应
阈值
剂量
•可能存在剂量阈值 •效应的严重程度与剂量呈正相关 如各种急性放射病
第三节 电离辐射的防护
一、目的 （一）防止一切有害的确定性效应。 防止一切有害的确定性效应。
使用放射性核素的标 记实验室、显像室、 记实验室、显像室、 诊断病人的床位区、 诊断病人的床位区、 放射性核素或药物的 贮存区、 贮存区、放射性废物 贮存区等。 贮存区等。
②加强个人防护 穿戴个人防护用品，遵守操作规程。 穿戴个人防护用品，遵守操作规程。
操作规程? 操作规程?
③放射性废物的处理 短半衰期放射性废物，存放应大约10个半 10个半 短半衰期放射性废物，存放应大约10 衰期。 衰期。
γ闪烁探测器（探头）工作原理 闪烁探测器（探头）
γ
准直器 晶体 光电倍增管 脉冲 信号
探测器作用: 探测器作用:射线能量
电脉冲信号
三、分类
1、显像仪器 照相机( camera) γ照相机(γ camera) 单光子发射型计算机断层仪(SPECT) 单光子发射型计算机断层仪(SPECT) 正电子发射型计算机断层仪(PET) 正电子发射型计算机断层仪(PET) 2、功能测定仪器 如甲状腺、肾功能测定仪等。 如甲状腺、肾功能测定仪等。 3、其它
15O 13N 11C
PMT
-511kev
+511kev
PMT
符合电路
采
集
图像重建
成
像
六、ECT和TCT的比较 ECT和TCT的比较
《核医学仪器》课件
对高辐射源进行严格管理，防止丢失或被盗。
定期进行辐射监测，确保仪器运行正常，辐射在安全范围内；
核医学仪器应安装在经过专门设计、符合安全标准的机房内；
核医学仪器使用后的处理及环保要求
对泄露的放射性物质应及时清除，防止扩散和污染环境。
对有潜在污染的场所和设备应进行去污处理，并经监测合格后方可重新使用；
核医学仪器的工作原理
01
核辐射衰减与核辐射探测的基本原理
介绍原子核、核素、同位素等基本概念，以及核辐射的衰减规律和探测原理。
02
γ闪烁照相机的工作原理
介绍γ闪烁照相机的结构、工作原理及其在核医学中的应用。
探测效率与能量分辨率
空间分辨率与灵敏度
图像质量与伪影
核医学仪器的主要技术参数及意义
介绍物理因素（如散射、本底、猝发等）、技术因素（如扫描时间、扫描层厚、重建算法等）和临床因素（如患者体位、器官运动等）对核医学仪器性能的影响。
核医学仪器在神经科学研究中的应用
甲状腺疾病诊断
核医学仪器可以利用放射性碘元素检测甲状腺的功能和状态，对甲状腺疾病的诊断具有重要意义。
肾上腺疾病诊断
核医学仪器可以检测肾上腺皮质醇、醛固酮等激素的分泌情况，对肾上腺疾病的诊断具有重要意义。
核医学仪器在内分泌疾病诊断中的应用
THANK YOU.
谢谢您的观看
全身显像仪器
用于全身检查，可发现肿瘤、炎症等异常病变；
pet
用于正电子显像，可得到人体各部位放射性分布情况；
γ相机
用于平面显像，可得到人体各部位放射性分布情况；
spect
用于单光子显像，可得到人体各部位放射性分布情况；
核医学仪器的工作原理及技术参数
03
核医学-2011物理师幻灯(核医学仪器1)-PPT精品文档
南方医院核医学科 黄凯
电话： E-mail：925994599qq
核医学仪器发展简史
1950 1951
井型晶体闪烁计数器 闪烁扫描机
1957
γ照相机
闪烁扫描机
1974 1979
PET SPECT
PET/CT SPECT/CT
2019
核医学仪器的基本原理
核医学仪器概述 核医学仪器的基本原理
核医学显像仪器与X线显像仪器的区别
γ照相机的组成：
– – – – – – – 准直器（collimator） 闪烁晶体 光电倍增管（PMT） 预放大器、放大器 X、Y位置电路 总和电路 脉冲高度分析器（PHA ） – 显示或记录器件等
一、准直器
1.空间分辨率
2.灵敏度 3.适用能量范围
配置该准直器的γ照 半峰值全宽度 (Full Width at Half Maximum， FWHM)，简称半 高宽。 相机探头测量单位 活度(如1MBq)的放
散 射 校 正
Fully Absorbed in The Crystal “Photo-Peak”
Scattered in The patient “Scatter”
Scattered in The Crystal “Compton”
Scattered photon absorbed in Crystal “Full Deposition”
多功能测定仪
体外测定核医学仪器
放射性活度测量: 活度计
样品测量——体外放射免疫分析仪
辐射防护仪器
核医学仪器的基本原理
放射性探测的依据
• 把不可见变为可见—需要转换，探测射线 的过程就是个能量转换的过程。 • 利用射线和物质的相互作用，射线与物质 作用后会损失能量，而物质会获得能量进 而产生各种效应，利用这些效应就可以探 测射线。
《核医学仪器与方法》课件
核医学仪器与方法是一门重要的医学领域，通过使用各种仪器和方法，可以 诊断和治疗多种疾病。本课件将介绍核医学仪器的概述和应用，以及核医学 的重要性和前景。
仪器概述
核医学技术概述
核医学技术是一种利用放射性同位素和仪器设 备进行医学诊断和治疗的方法。
仪器基本原理
核医学仪器的工作原理涉及射线探测、信息采 集和图像重建等过程。
核素探针的探测阈值和灵敏度 可以调整，以适应不同疾病的 诊断和治疗需求。
核素成像技术
1
单光子发射计算机体层显像
利用放射性同位素的发射的单个光子进
正电子发射断层扫描
2
行体层显像，以观察人体内部的活动。
通过正电子的发射和探测，实现对人体
组织和器官的断层扫描和成像。
3
同步辐射计算机体层扫描
同步辐射计算机体层扫描结根据功能和用途可分为放射性同位 素探针、探测器和成像仪器等。
仪器检定与质控
为确保核医学仪器的准确性和可靠性，需要进 行定期的检定和质量控制。
放射性同位素
1 应用广泛的同位素
放射性同位素在核医学中 有着广泛的应用，包括诊 断、治疗和研究等方面。
2 同位素的基本性质
放射性同位素具有不稳定 性和放射性衰变的特性， 可以通过放射性衰变发出 射线。
3 同位素探针的原理
同位素探针是一种利用放 射性同位素标记的特定物 质，用于诊断和治疗疾病。
核素探针与传感器
探测及测量原理
核素探针通过射线的探测和测 量，实现对特定区域的诊断或 治疗。
探测器种类与特点
核素探针使用不同种类的探测 器，例如闪烁探测器和计数器 等，具有各自的特点。
探测阈值与灵敏度控 制
核医学仪器基础知识
放射性同位素可以用于治疗癌症、甲状腺问题和其他疾病。
放射性剂量计算原理
放射性剂量计算是核医学中的重要步骤，通过精确计算患者接受的辐射剂量， 确保安全和有效的治疗。
闪烁探测器
探测原理
闪烁探测器通过闪烁晶体的特性 来探测和测量放射性同位素发出 的闪烁光信号。
用途
闪烁探测器常用于核医学成像设 备，如伽马相机，能够提供全身 和局部的图像信息。
正电子发射断层扫描仪
正电子发射断层扫描仪（PET）是一种高分辨率的核医学成像技术，利用正电 子湮灭探测器测量正电子与电子湮灭产生的能量和位置信息，可用于诊断和 治疗。
正电子湮灭探测器
用于正电子发射计算机断层扫描仪，能够探测和测量正电子与电子湮灭产生的能量。
单光子发射计算机断层扫描仪
利用放射性同位素发射单个光子，可以对器官和组织进行断层扫描。
射线检测原理
1 放射性同位素发射射
线
2 探测器测量射线
核医学仪器中的探测器可
3 成像和分析
通过对测量数据进行成像
核医学利用放射性同位素
核医学仪器基础知识
核医学是一门应用放射性同位素成像和治疗的技术，涉及各种仪器和设备的 使用。本节将介绍核医学的基本知识，为您提供全面的了解。
核医学简介
核医学是一门集生物学、医学和物理学于一体的学科，通过应用放射性同位素技术来诊断疾病和治疗患者。
核医学仪器种类
闪烁探测器
常用的核医学成像设备，能够探测和测量放射性同位素发出的闪烁光信号。
单光子发射计算机断层扫 描仪
闪烁探测器还可用于单光子发射 计算机断层扫描仪，用于三维断 层成像。
正电子湮灭探测器
探测原理
正电子湮灭探测器能够探测和测量正电子与电子湮 灭产生的能量和位置信息。
最新核医学-1-放射性药物讲稿教学讲义ppt课件
3. 标记方法
临床上使用的99mTc标记放射性药物是将从发生器新鲜淋洗 得到的99mTc加到商品试剂盒中，经摇动或加热等简单的操 作而制备的。
（四）双功能螯合剂法
是一种间接标记法，先把某种双功能螯合剂联接在被标记物的分子 上，再将放射性核素标记到螯合剂上,形成“放射性核素-螯合剂-被 标记物”的复合物，多用来标记多肽、单抗等。 螯合剂的存在，被标记物有可能出现理化和生物学性质的改变。
（五）正电子药物的制备
自 动 化 学 合 成 装 置 ， 化 学 合 成 模 块 （ chemistry process control unit，CPCU） 标记方法：亲核氟代，亲电氟代等。
3.体外诊断放射性药物
放射性药物不引入体内，在体外进行分析，如：RIA，IRMA等。
要求：
（1）射线能量较低，半衰期比较长。125I （2）不影响药物的物理、化学、生物性质。 （3）稳定性好，放化纯度大于95%。
4.正电子药物
采用正电子核素标记的放射性药物，进行正电子显像。
常用的正电子核素： 18F ， 11C，13N，15O
1.放射性核素
2.放射性核素
被标记的配体
放射性核素
131I，99mTc，32P 等。
被标记的配体
核医学方法与仪器 第一讲 有关核医学的物理知识.
核医学方法与仪器第一讲有关核医学的物理知识金永杰本讲座撰写人金永杰先生清华大学教授中国电子学会核医学电子学专业委员会副主任委员一核医学及其技术基础核医学(Nuclear Medicine)采用放射性同位素来进行疾病的诊断治疗及研究它是核技术与医学相结合的产物放射医学也以核辐射为手段但是它使用封闭型辐射源(如X光球管加速器)从人体外进行照射核医学则将开放型放射性同位素以放射性药物的形式引入体内虽然核医学包括用核辐射的生物效应治疗疾病但是诊断疾病是临床核医学的主要内容诊断核医学可划分为两类:(1) 体外诊断将放射性核素放在试管中(In Vitro)进行放射性免疫测量或活化分析(2) 体内诊断把放射性核素引入活体内(In Vivo)进行脏器功能测量或显像后者为当代核医学最主要的工作领域核医学依据放射性示踪原理进行体内诊断放射性核素及其标记物构成了放射性药物它们保持着对应稳定核素或被标记药物的化学性质和生物学行为能够正常参与机体的物质代谢放射性药物产生的γ射线能穿透机体可以在体外测量到所以核医学能够无创伤地观察放射性药物在活体中循环扩散聚集排出的过程得到药物分子的图像提供关于机体代谢的生理学的功能方面的信息由于疾病一般先表现在生理功能方面的变化然后才有脏器形态的改变所以核医学方法有助于疾病的早期诊断核医学涉及核物理化学药学电子学计算机等学科在技术上以放射性药物和核医学仪器为基础从核素的生产标记化合物的研制到新型放射性药物的寻找没有化学人员与药理学家参与是不可能的从放射免疫分析仪功能仪扫描机γ照相机到单光子发射CT(Single Photon Emission ComputedTomography SPECT)正电子发射CT(Positron Emission Tomography PET)的设计制造没有物理人员和工程人员参与也是不可能的二关于放射性衰变的一些物理知识1. 同位素和放射性衰变一切物质都是由原子组成的原子又是由质子和中子构成的原子核以及围绕原子核运动的电子组成的质子的数量决定了原子的种类质子数相同中子数不同的核素在元素周期表中处于同一位置故称为同位素(Isotopes)它们具有相同的化学及生物性质自然界中存在的核素大多是稳定的但是它们的一些同位素是不稳定的会自发地蜕变成其他的核素或改变其能态并伴随αβγ辐射这个过程称为放射性衰变(Radioactive Decay)放射性衰变的发生是随机的我们用单位时间内平均发生衰变的次数来衡量样品的放射性衰变能力称作放射性强度或放射性活度(Activity)它的单位是贝克尔(Bq)或居里(Ci)1Bq=1次核衰变/秒1Ci=3.71010次核衰变/秒不难得出1mCi(10-3Ci)=37MBq随着衰变进行样品中放射性核素逐渐减少其放射性强度呈负指数规律下降A=A o e-t为核素的衰变常数放射性强度减弱一半所需的时间称为半衰期T可以推出T1/2=0.693/除了物理半衰期以外核医学中还有一个生物半衰1/2期的概念它是指生物体内的放射性核素由于生物代谢从体内排出一半所需的时间用T b表示假定生物代谢造成的放射性强度减少也符合指数规律A(t)=Ae-bt则生物体内的放射性强度由于放射性衰变和生物代谢共同作用造成的衰减: A(t)=Ae-t.e-bt =A o e-(b)t总衰减速度大于任何单一因素所造成的衰减速度α粒子是两个质子和两个中子构成的氦原子核β辐射就是电子流γ射线的本质是与无线电波和可见光一样的电磁波由于它的波长比可见光更短有更强烈的粒子性表现所以我们也常称之为γ光子(Photon)这些粒子所具有的能量用电子伏特(electron V olt eV)来量度1eV就是电子经过1V的电场加速所获得的能量更大的单位是千电子伏特(kilo electron V olt keV)和兆电子伏特(Mega electron V olt MeV)1keV=1000eV1MeV =1000keV2. 同质异能素与辐射核内质子数和中子数都相同而处在不同能量状态的核素互称同质异能素(Isomer)例如m 9943Tc 和9943Tc 互为同质异能素m 9943Tc 的能态比9943Tc 高它处于亚稳态(Metastable State)处于亚稳态的原子核在回到基态时会放出γ光子这种原子核能态的改变称为同质异能跃迁(Isomeric Transition IT)例如m 9943Tc在跃迁时伴随γ辐射主要产生140keV 的低能γ射线3. 正负电子对湮灭许多缺中子核素会发生质子转变成中子并放出一个正电子的β蜕变结果变成原子序数少1的核素如189F +β188O 正电子是普通电子的反粒子它从原子核放出来以后与周围物质的原子发生碰撞迅速损失能量一般在几个毫米距离内就停止下来然后正电子与普通电子发生湮灭反应它们的质量转变为能量以两个向相反方向运动的511keV 的湮灭光子的形式释放出来4. 射线与物质的作用αβ是带电粒子它们在人体组织中会与各种分子原子发生碰撞减慢速度失去能量最后被吸收掉而被碰撞的分子原子则被电离和激发获得的能量最终转变为热(分子原子的振动)由于α和β粒子很快就失去了能量所以它们很难穿过人体组织γ光子的本质为电磁波它与物质作用的机理主要有以下三种:(1) 光电效应(Photoelectric Effect)即γ光子与原子壳层电子相互作用把能量全部交给电子使之成为自由电子的过程γ光子丧失全部能量后消失壳层电子逸出造成的空缺会导致荧光辐射而电子由光电效应获得的动能在与周围物质的作用中迅速耗散(2) 康普顿散射(Compton Scattering)γ光子与原子最外壳层电子发生弹性碰撞将部分能量交给电子使之脱离原子核的束缚从原子中逸出而光子运动方向改变能量减少(3) 电子对生成(Pair Production)能量大于1.02MeV 的光子经过原子核场转化为一个正电子和一个负电子γ光子消失强度为I 0(Photons/cm 2s)的γ光子束(或称γ射线)穿过物质时一部分光子与物质发生作用被吸收掉穿出厚度为x 的吸收物质后γ光子束强度被衰减为:I=I 0 e -µrc 式中ρ为吸收物质的密度单位为g/cm 3; µ为质量衰减系数(Mass Attenuation Coefficient)单位为cm 2/g 它取决于γ光子的能量E 和吸收物质的原子序数Zµ是上述三种效应的衰减系数之和:µ=τ+σ+k 式中光电效应衰减系数τZ 3/E 3低能γ光子和重元素原子作用时光电效应显著; 康普顿散射效应衰减系数σZ/E 随Z E 变化不大中等能量的γ光子与中等原子序数的物质作用时康普顿散射是主要因素在E> 1.02MeV 时才发生电子对生成其衰减系数k Z logE 高能光子经过重元素核场时才有电子对生成效应图1表示不同能量(E)的γ光子在不同原子序数(Z)的吸收物质中主要的作用机制可以看出对于核医学使用的能量范围为50~500keV 的γ光子来说与Z 20的人体组织的主要作用机制是康普顿散射与Z=82的铅主要作用机制是光电效应与αβ相比γ射线能够穿透更厚的吸收物质而且能量越高的γ射线穿透物质的能力越强对于m 9943Tc 产生的能量为140keV 的γ射线来说46mm 厚的人体组织才使它的强度衰减一半然而0.9mm 的铅便可使它的强度衰减10倍γ光子不像带电粒子那样直接引起物质的电离但是它引起的原子壳层电子发射和正负电子对会导致电离效应5. 临床使用的放射性核素用于临床的放射性核素应符合以下要求:(1) 半衰期合适使用较大强度的放射性核素可以缩短数据采集时间减小统计误差为了减少病人的辐照剂量半衰期要尽可能短短半衰期核素还便于在短时间内重复施用而不增加残留本底考虑到操作方便常选用半衰期为几小时到几天的核素现在半衰期为几分钟的放射性核素也开始在临床上使用(2) 射线的种类和能量恰当用于诊断的核素所产生的射线应该能穿出机体被探测到所以常用γ射线其能量如果过低在体内吸收太多; 能量过高则屏蔽准直困难影响空间分辨率探测效率也下降临床使用的γ射线能量一般在50~500keV 之间(3) 产生的射线种类及能量单一以减少散射和其他效应形成的测量本底核素的衰变产物应该是稳定核素以下介绍几种核医学常用的放射性核素a. m9943Tc(Technetium锝)经IT衰变产生140keV的能量γ射线(90%)不伴生β辐射适合用闪烁探测器探测半衰期为6.02h99m Tc标记的化合物络合物几乎可以用于所有器官的显像和血流动力学研究如: 脑血流灌注显像剂99m Tc-HMPAO异腈类心肌灌注显像剂99m Tc-MIBI最近还出现了99m Tc标记的抗体和其他导向药物例如: 浓集于心内膜炎的病损部位的99m Tc-抗葡萄球抗体检测血栓的99m Tc-抗血小板的单克隆抗体等99m Tc是理想的体外显影用核素它的用量占放射性核素总用量的90%左右b. 13153I(Iodine碘)经β-衰变产生605keV的β (90.4%)364keV的γ(82%)和637keV的γ (6.8%)物理半衰期为8.04h适于作甲状腺肾肝脑肺胆的显像功能测量和治疗但由于γ能量偏高γ相机探测效率低图像分辨率差c. 13154Xe(Xenon氙)经β-衰变产生346keV的β(99.3%)和81keV的γ (98%)半衰期为5.29天113Xe 气和113Xe生理盐水用于肺通气灌注显像d. 正电子衰变类放射性核素11 6C的半衰期为20.3min137N的半衰期为10min158O的半衰期为123s18 9F的半衰期为110min它们用于PET显像三γ射线探测器1. 闪烁探测器的构造和工作原理核医学仪器大多采用闪烁探测器来测量γ射线它的性/价比很好图2是一种闪烁探头的结构它主要由闪烁晶体和光电倍增管组成入射的γ光子在闪烁晶体中发生光电效应和康普顿散射把能量传给电子这些电子最终通过电离或激发作用将能量沉积在晶格中然后晶体发生退激释放出被沉积的能量其中一部分能量以可见光的形式释放出来X光增强屏和夜光手表盘使用的就是这类闪烁物质晶体产生的闪烁光非常微弱为了避免光逃逸除了与光学窗接触的表面以外晶体四周都填入白色的MgO或Al2O3反光粉为了屏蔽外界的光线防止潮气侵蚀晶体和机械损伤整个探测器用铝制或薄不锈钢制外壳包裹起来铝和薄不锈钢不透光但对γ射线的衰减很小NaI(Tl)晶体的密度大(ρ= 3.67g/cm3)又含有高原子序数的碘(Z=53)是γ射线的良好吸收物只要有一定厚度就可以将入射的γ光子的全部能量沉积在晶体中它的光产额高每keV辐射能量平均产生40个可见光光子输出的闪光信号强NaI(Tl)晶体产生的闪光亮度与入射γ光子的能量成正比所以可以用来测量γ光子的能量此外NaI(Tl)晶体对它产生的闪光是透明的即使很厚的晶体因自吸收造成的光损失也很小因此核医学仪器广泛使用NaI(Tl)晶体制作闪烁探测器一些核医学仪器中如PET还采用锗酸铋(Bi4Ge3O12也称BGO)氟化铯(CsF)等闪烁晶体光电倍增管(Photo Multiplier Tube PMT)是一种电子管它能够将微弱的光信号转换成电流脉冲NaI(Tl)晶体中的闪烁光经光学窗进入光电倍增管在光阴极上打出光电子离光阴极不远处的第一打拿极上加有200~400V的正电压光电子被它吸引和加速高速光电子撞在打拿极上会产生多个二次电子二次电子又被加有更高电压(+50~+150V)的第二打拿极吸引和加速并在它上面撞出更多二次电子然后第三打拿极使电子进一步倍增经过9~12个打拿极的连续倍增二次电子簇流最后被阳极收集起来形成电流脉冲每个打拿极的倍增因子一般为3~6总倍增因子可以达到105~108从阳极上得到的电子簇流与进入光电倍增管的闪光强度成正比因而也与入射闪烁晶体的γ光子的能量成正比所以闪烁探测器是一种能量灵敏探测器外界磁场能影响在打拿极之间飞行的二次电子的运动轨迹从而使倍增因子发生变化因此在光电倍增管外面通常包裹着高导磁系数材料制造的磁屏蔽层以降低外界磁场的影响2. 光电倍增管的高压供电在光电倍增管工作的时候必须给各个打拿极D和阳极A分配相对于光阴极K依次递增的电位通常采用对高压电源HV(1000V左右)进行电阻分压的方法供电图3是采用正高压供电的情况R1~R8是分压电阻因为最后几个打拿极流过的脉冲电流较大C1和C2并联在相应的分压电阻上可以保持脉冲发生时打拿极电位稳定减少信号噪声和畸变RL给阳极电流脉冲提供通路由于它连在正高压上必须有高耐压的电容Ca把直流高压与后续电路隔离开而让脉冲信号通过由于RL下端不接地输出信号容易引入干扰但是正高压供电时光阴极是接地的这对光阴极的安全有利而且暗电流小输出噪声低图4是负高压供电的电路图它也能给各个打拿极和阳极提供依次递增的电位由于RL下端接地所以不需要高耐压的隔直电容可以克服干扰问题因此负高压供电较为常用但因为紧贴光电倍增管管壁的金属支架或磁屏蔽套通常是接地的负高压供电会使电子撞击光电倍增管内壁产生噪声光电倍增管的放大因子随各打拿极的电压而变化高压HV的1%改变会造成输出脉冲幅度10%以上的变化因此要求高压电源的长期稳定性和温度稳定性都非常好一般应比所要求的增益的稳定度高一个数量级直流高压输出应该不受电源电压和负载电流变化的影响交流纹波应该小于0.1V正确选择工作点很重要让光电倍增管工作在坪区(即灵敏度受高压变化影响最小的区域)不但有利于提高增益的稳定度而且常常能获得较佳的信号/噪声比3. 闪烁探测器测得的γ能量谱γ光子与闪烁晶体作用产生闪光由于作用过程不同各次闪光的强度不尽相同有一定的分布图5a是理想情况下单一能量γ光子入射NaI(Tl)晶体所产生的光脉冲其幅度大小不等图5b是脉冲幅度的统计分布即γ能谱其中右端的高峰是由光电效应产生的称为光电峰(Photopeak)由于在光电效应中γ光子把全部能量转换成可见光所以光电峰的横坐标对应γ光子的能量Er在康普顿散射中γ光子只把部分能量通过反冲电子传递给闪烁晶体被γ光子带走的能量和散射角有关因此探测器的输出脉冲幅度有很宽的分布在光电峰左边的低能区形成康普顿坪如果被散射的γ光子接着又被探测器吸收产生的脉冲也在光电峰里由于γ射线在NaI(Tl)晶体中产生可见光光子的数目可见光光子到达PMT光阴极的数目光阴极释放光电子的数目打拿极的倍增因子都有随机的统计涨落以及PMT光阴极各处灵敏度的不均匀加在PMT上的高压的波动及PMT的电子学噪声都会造成虽然γ光子沉积在NaI(Tl)晶体中的能量相同但是闪烁探测器输出的脉冲幅度参差不齐的现象这在图5b的脉冲幅度谱上表现为光电峰有一定的宽度也就是说探测器有一定的能量分辨率我们可以用光电峰高度一半处的宽度E来描述探测器的能量分辨率称为半高宽(Full Width at Half MaximumFWHM)通常FWHM表示为E与光电峰能量Er的百分比: FWHM(%)=(E/E r) 100%能量高的γ射线在闪烁晶体中可以产生更多的可见光光子相对的统计涨落较小探测器的能量分辨率也较好对140keV的γ射线NaI(Tl)闪烁探测器的FWHM(%)大约为11~15%未完待续。
核医学仪器探测的基本原理(一)
核医学仪器探测的基本原理(一)核医学仪器探测的基本核医学仪器在现代医学诊断与治疗中发挥着重要的作用。
它可以利用不同核素的放射性衰变来实现对人体内部疾病的探测和诊断。
本文将从浅入深，介绍核医学仪器探测的基本原理。
1. 核医学仪器的分类核医学仪器可以按照其测量手段的不同进行分类。
主要分为放射性核素探测器和影像形成器。
1.1 放射性核素探测器放射性核素探测器用于检测和测量放射性核素发出的射线。
常见的放射性核素探测器有闪烁探测器、半导体探测器和气体探测器等。
1.2 影像形成器影像形成器是核医学仪器检测结果的可视化工具。
常见的影像形成器有闪烁摄影机、单光子发射计算机断层扫描（SPECT）和正电子发射断层扫描（PET）等。
2. 核医学仪器的工作原理核医学仪器的工作原理基于放射性核素的衰变特性和射线的相互作用规律。
2.1 放射性核素的衰变特性放射性核素具有不稳定的原子核，会自发地发出射线以转变为稳定的核或其他核素。
常见的射线有阿尔法（α）、贝塔（β）和伽马（γ）射线。
2.2 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用决定了仪器如何检测和测量放射性核素发出的射线。
主要的相互作用过程有闪烁、电离和散射等。
2.3 仪器的工作流程核医学仪器的工作流程一般包括以下步骤： - 放射性核素的制备和标记 - 患者的内部摄取或注射放射性核素 - 探测器的检测和测量- 数据的处理和图像的重建3. 核医学仪器的应用核医学仪器在医学领域有着广泛的应用。
3.1 肿瘤检测与诊断通过给患者注射放射性核素，核医学仪器可以检测到肿瘤的存在并进行定位，提供有关肿瘤的生物学特征和活动状态的信息。
3.2 心血管疾病诊断核医学仪器可以通过检测心肌血液灌注、心肌代谢和心功能等指标，帮助诊断心血管疾病，如冠心病、心肌梗死等。
3.3 神经系统疾病诊断核医学仪器可以通过检测脑代谢、脑血流和神经受体等指标，帮助诊断神经系统疾病，如脑肿瘤、帕金森病等。
3.4 其他应用领域核医学仪器还可应用于骨科、内分泌学、肾脏病等领域的诊断和疾病监测。
核医学仪器
第二章核医学仪器核医学仪器是指在医学顶用于探测和记录放射性核素放出射线的种类、能量、活度、随时间变化的规律和空间散布等一大类仪器设施的统称，它是展开核医学工作的必备因素，也是核医学发展的重要标记。
依据使用目的不同，核医学常用仪器可分为脏器显像仪器、功能测定仪器、体外样本丈量仪器以及辐射防备仪器等，此中以显像仪器最为复杂，发展最为快速，在临床核医学中应用也最为宽泛。
核医学显像仪器经历了从扫描机到γ 照相机、单光子发射型计算机断层仪（ single photon emission computed tomography，SPECT）、正电子发射型计算机断层仪（ positron emission computed tomography，PET）、PET/CT、SPECT/CT 及 PET/MR的发展历程。
1948 年 Hofstadter开发了用于γ 闪耀丈量的碘化钠晶体；1951 年美国加州大学 Cassen 成功研制第一台闪耀扫描机，并获取了第一幅人的甲状腺扫描图，确立了影像核医学的基础。
1957 年 Hal Anger研制出第一台γ 照相机，实现了核医学显像检查的一次成像，也使得核医学静态显像进入动向显像成为可能，是核医学显像技术的一次飞腾性发展。
1975 年 M. M. Ter-Pogossian 等成功研制出第一台PET，1976 年 John Keyes 和 Ronald Jaszezak 分别成功研制第一台通用型SPECT和第一台头部专用型SPECT，实现了核素断层显像。
PET因为价钱昂贵等原由，直到20 世纪 90 年月才宽泛应用于临床。
近十几年来，跟着PET/CT的渐渐普及，实现了功能影像与解剖影像的同机交融，使正电子显像技术迅猛发展。
同时，SPECT/CT及 PET/MR的临床应用，也极大地推动了核医学显像技术的进展。
第一节核射线探测仪器的基根源理一、核射线探测的基根源理核射线探测仪器主要由射线探测器和电子学线路构成。
核医学仪器的原理和应用
核医学仪器的原理和应用1. 介绍核医学是一门综合运用核物理、放射性同位素和生物学等学科知识的医学专业，广泛应用于医疗诊断、治疗和研究领域。
核医学仪器是核医学中不可缺少的设备，它们利用放射性同位素的特性以及核反应和核衰变等原理，实现对人体内部组织和器官的非侵入性实时观察和诊断。
2. 核医学仪器的分类核医学仪器主要包括放射性同位素制备与加工设备、核素探针和放射性检测设备以及图像处理和分析系统等。
根据具体的功能和应用领域，核医学仪器可以分为以下几类：2.1 放射性同位素制备与加工设备•核医学中常用的放射性同位素包括技术性放射性同位素和医学用放射性同位素。
技术性放射性同位素主要用于核医学研究和生产加工方面，而医学用放射性同位素则用于临床医学的诊断和治疗。
•放射性同位素制备与加工设备主要包括核反应堆、加速器和放射性同位素制备自动化装置。
这些设备的主要作用是产生和加工所需的放射性同位素，以满足医学应用的需求。
2.2 核素探针和放射性检测设备•核素探针是核医学中常用的一种设备，它利用放射性同位素发出的射线来实现对人体内部组织和器官的非侵入性探测和成像。
核素探针主要分为手持式探针和固定式探针两种，可以根据具体的应用需求选择合适的探针。
•放射性检测设备主要包括放射性计数器和放射性成像仪。
放射性计数器用于测量放射性同位素的强度，而放射性成像仪则可以将放射性同位素在人体内部的分布情况以图像的形式展示出来。
2.3 图像处理和分析系统•图像处理和分析系统在核医学中扮演着重要的角色，它可以对核素探针或放射性成像仪获得的图像进行处理和分析，提取有用的信息并帮助医生做出正确的诊断。
图像处理和分析系统主要包括图像重建、滤波和配准等方面的算法和技术。
3. 核医学仪器的应用核医学仪器在医学领域有着广泛的应用，可以用于人体的诊断、治疗和科学研究等方面。
以下是核医学仪器的一些主要应用：3.1 核医学诊断•核医学诊断是核医学的主要应用之一，可以通过核素探针或放射性成像仪获取人体内部的生物代谢信息，对疾病进行诊断。
第三章 核医学常用仪器
常用核医学仪器
1、γ闪烁探测器 2、γ照相机 3、单光子发射断层扫描仪 4、正电子发射断层扫描仪
5、甲状腺功能测定仪、肾图仪
（上尿路通否？）
Γ闪烁探测器
γ照相机结构----静态动态显像
准值器collimator
NaI（TlI）crystal
探头 光导
photomultiplier tube matrix
(二)后续电子学线路
1.前置放大器 2.主放大器 3.脉冲高度分析器(甄别器) 4.定标器数据处理和定时系统等 5、计算机输出系统
液体闪烁探测器 （liduid scintillation detector）
探测效率（E） 经测量得到的放射源的计数率（cps）与 该放射源在单位时间内的衰变数（dps） 的比值
电脑屏幕
单光子发射断层扫描仪
探头
显示屏
床
单光子发射断层扫描仪（γ光子）
探头（多个探头多角度采集信号提高 灵敏度、空间分辨率） 机架、计算机 光学照相、检查床 图象重建系统
SPECT与X-CT的比较
仪器种类 射线性质 SPECT（属于发射型CT） γ射线，光子流 X-CT透射 X射线，光子流
入射方式
符合线路
飞行时间测量装置
计算机数据处理
图象显示 断层床
PET显像原理
11C13N15O18F
引入体内
β+
ANIHHILATION
方向相反γ 光子
空间位置信
号能量信号
多角度核素 分布投影
不同角度分组
互成180。探头
计算机重建 多断面影像
功能代谢影像 各种生理参数
分子显像
PET优点（与SPECT相比）
核医学仪器与方法课件
常用的放射性测量仪器包括闪烁计数器、半导体探测器 等。
半导体探测器利用半导体材料对射线的高灵敏度特性， 测量放射性物质的活度和分布等参数。
03
核医学仪器应用方法
放射性核素显像技术
总结词
利用放射性核素标记的药物作为示踪剂，通过体外成像技术显示组织器官的生理和病理变化。
详细描述
放射性核素显像技术是核医学中应用最早、最广泛的技术之一。它利用放射性核素标记的药物作为示踪剂，通过 体外成像技术显示组织器官的生理和病理变化。该技术可用于诊断肿瘤、心血管疾病、神经系统疾病等多种疾病 。
正电子发射断层显像技术
总结词
利用正电子发射断层扫描技术，对体内正电子示踪剂进行成像，以获取分子和代谢水平的信息。
核医学仪器与超声成像的比较
超声成像利用高频声波显示脏器和组织的结构，而核医学仪器则利用放射性核素发出的 射线进行成像。两者原理和应用场景不同，但都是无创、无痛、无辐射的检查方法。
感谢您的观看
THANKS
如遇到无法解决的问题，应及时联系厂家或专业维修人员进 行维修，避免影响正常工作。同时，应建立完善的维修档案 ，记录故障现象、排除方法和维修结果等，以便日后参考和 总结。
05
核医学仪器发展趋势与展 望
核医学仪器的发展趋势
核医学仪器向高精度、高灵敏度方向发展
01
随着科技的不断进步，核医学仪器在探测器和成像技术方面取
核医学仪器的发展历程
20世纪50年代
核医学仪器开始应用于临床， 最初是用于检测体内放射性物
质的分布情况。
20世纪70年代
随着计算机技术的发展，核医 学仪器开始实现数字化和自动 化，提高了成像质量和效率。
第二章核医学仪器
1、空间分辨率高； 2、采用电子准直，灵敏度高，探测效率高； 3、发射正电子核素为人体生命元素，能准确地显示受检脏器 内显像剂浓度提供的代谢影像和各种定量生理参数； 4、易进行衰减校正和定量分析。
PET/CT的特点：
CT与PET硬件、软件同机融合。 解剖图像与功能图像同机融合。
Philips PET/CT
PET/CT融合图像
第三节 功能测定仪器
功能测定仪器是从体表测量放射性核素在脏器中随 时间变化的动态变化，描记或显示脏器中的时间—放射性 曲线，借以分析、判断脏器的功能或血流量的一类仪器。
一般由闪烁探测器连接计数率仪、记录器组成，大 部分仪器配备有计算机处理系统。
1、根据性能分：针对某一脏器功能测定而设计的专用仪器 （如肾功能测定仪、心功能测定仪、甲状腺功能测定仪） 可测定多种脏器功能的多探头脏器功能仪
不同种类准直器的物理性能
2.晶体
作用：将γ光子转变成可见光，一般为碘化钠晶体[NaI(Tl)] 外形：圆形、方形、矩形 规格：φ280~500mm、400mm×400mm、640mm×400mm
厚度最薄6.2mm，最厚12.5mm，通用9.3mm
不同晶体材料的性能比较
3.光电倍增管
作用：将光能转变成电信号 外形：圆柱状、六边形、正方形 PMT个数：因视野大小和PMT大小而异
常用仪器：
γ闪烁计数器、医用γ谱仪、γ免疫计数器
γ计数器
时间分辨仪
二、活度计
活度计（radioactivity calibrator）是用于测量放射性药 物或试剂所含放射性活度的一种专用放射性计量仪器。
活度计
由带铅壁的气体电离室、后续电路、显示器及计算机 系统组成。
核医学仪器
建立一个以美国为中心的国际货币制度。布雷顿森林体系的内容也 正好反映了这样一个事实。
（2）布雷顿森林体系的内容
湮没符合探测装置
脏器功能测定仪
采用探头计数仪测量脏器对放射 性药物的摄取、吸收及排泄，并将 计数随时间的变化绘制成曲线，反 应脏器的功能。 甲状腺功能测定仪 肾图仪
体外放射分析用测量仪
井型晶体计数仪 液体闪烁计数仪 放射性活度测量仪 污染、剂量监测仪
图像融合技术
将PET与CT、SPECT与CT两幅不 同图像采用计算机软件融合成一张 图像 现已制造出PET/CT、 SPECT/CT
国内不流通金币，只流通银行券；银行券不具有无限的法偿力；不 能自由铸造金币，但仍然规定单位货币的含金量，并且规定黄金的 官方价格；银行券不能自由兑换成黄金，但在需要进行国际支付时， 可以用银行券到中央银行根据规定的数量兑换黄金。
金块本位制是在金本位制度崩溃之后，经济实力较强的国家所使用 的货币制度。1925—1928年期间，英国、法国、比利时和荷兰等国 曾经使用过金块本位制度。由于其不稳定，1929年世界经济危机发 生后，各国的金块本位制都先后崩溃了。
原理：
应用：常用的γ井型计数器主要用于血、尿等各 类组织样品及体外分析标本放射性测量。
γ照相机
γ照相机是一次成像的核医学医器，以放射性
核素示踪原理为基础，利用其带有准直器的大 型闪烁探测器测量体内脏器核素浓度分布及其 随时间的变化，以平面像的形式显示在照相示 波器或计算机屏幕上。
γ照相机组成：闪烁探头（准直器、NaI(Tl)晶 体、光导、光电倍增管、前置放大器、定位网 络）、电子学线路、显示记录装置及数据处理 系统－计算机。
低能准直器：<150KeV的γ射线，厚度
核医学仪器与方法NMIM刘亚强
现代化（八十年代末～今）
建立了放射性核素的发射型计算机断层重建术， 显像从二维进入三维，定量分析更精确。单光子发 射断层仪（SPECT）普遍用于常规临床检查。正电 子发射断层仪（PET）的空间分辨率及探测效率大 大提高，它使用的轻核素为组织器官的功能测定提 供广泛的可能，对认识思维的本质，进行分子生物 学和分子核医学研究具有重大价值。
在这个时代，新型放射药物层出不穷，各种 99mTc标记的显像剂、受体、抗体、多肽广泛应用， 201Tl、123I、113In、和11C、13N、15O、18F进入临床。
创新（二十一世纪）
生命科学研究已经从机体、器官、组织进入细 胞、染色体、DNA的微观水平，医学正在从传统的 疾病表征观察、常规的生化实验室检测，过渡到从 人体全身显像分析基因、蛋白质表达水平来认识疾 病的病因，并提供全新的预防、诊断和治疗手段。
（2）放射免疫分析
抗原和抗体互相结合的免疫反应具有很强的特异性， 一种抗原只与一种特定的抗体结合。
核测量具有很高的灵敏度，甚至可以测到单个原子。 综合了这两种技术的放射免疫测量，能够检测人体中 10-9～10-12克的微量生物活性物质。 放免分析仅需从病人取少量血样或尿样，即可测量其 中某种物质的含量。它可测定血液成份（如肌红蛋白、 心肌球蛋白、铁蛋白）、激素（如甲状腺激素、前列腺 素、生长激素、促性腺激素、胰岛素、胃泌素、胰泌 素）、病原体（如肝炎病毒）、肿瘤相关抗原（如癌胚 胎性抗原、血清铁蛋白、单克隆抗体）等多种重要的生 物活性物质。
核 素 成 像 以 药 物 分 子 的 （ molecular ） 、 代 谢 的 （ metabolic ） 、 生 物 的 （ biological ） 、 功 能 的 （functional）显像为特点，成为影像医学不可缺少的组 成部分。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、核素和原子核 2．核素与元素同位素，同质异能素
凡质子数相同的原子为一种元素，他们的原子序数相 同，具有相同的化学性质，但原子核中子数可以不同，因 而物理特性有某些差异。 核素的同位素也是不同的概念。 凡属于同一种元素的核素，在元素周期表中处于相同的位 置，称为核元素的同位素。
当两个核素质子数和中子数都相同，而能量状态不同 时，互称为同质异能素，如 Tc和 Tc。
一、核素和原子核 1．核素 原子核由质子和中子（统称核子）组成。凡原子核具
有特定的质子数、中子数和能量状态的一类原子，称为一 种核素。国际上通常采用符号 来表示各种核素。其中X 为某种元素的化学符号，Z是原子序数，即核内质子数，A 是质量数，即核内核子的总数（质子数和中子数之和）。 右上角可另加数字或符号表示化学价、电荷或能态， 如 Tc （习惯也常写作 Tc ）的m表示该核素处于 激发态。
核医学仪器与方法 -1
核的衰变及其方式
一、 有关的几个基本概念 1、 衰变 2、 母核和子核 3、 放射性核素和放射性同位素 4、 核衰变的自发性 二、核的衰变形式 1、 β -衰变 2、 （β -γ ）衰变 3、变和核裂变
核的衰变及其方式
二、放射性核素和核衰变 3．核衰变方式 （2） 衰变：主要发生在中子相对过剩的核素。
核中一个中子转化为质子，总核子数不变，同时释出一 个负电子（来自核的负电子称 粒子）及一个反中微 子（ ）。故子核的原子序数比母核增加1，原子质量 数不变。是一种质量极小的不带电基本粒子，穿透性极 强，一般探测器不能测知。 衰变可用下列衰变方程 表示。
放射性核素的衰变规律
放射性核素的衰变规律
4．放射性衰变规律 放射性衰变规律 实验证明，放射性衰变是一级反应， 即对每种放射性核素来说，单位时间内衰变的原子数只 和存在的原子总数呈正比，可用下式表示：
可以看作是 衰变相反的过程，即核中一个质子转化 为中子，同时释出一个正电子（称 粒子）及一个中 微子（ ）故核子总数也不变，原子序数减少1而原质 量数不变。 也是质量极小的不带电基本粒子，穿透 性极强而很难测知。 衰变可用以下衰变公式表示。
二、放射性核素和核衰变 3．核衰变方式 （4）核外电子俘获（EC）：发生在中子相对不足
一、核素和原子核 3．原子核的能级
原子核由于不断运动而具有一定的能量。一般情况下， 原子核都处于能量最低的状态，称为基态，在一定条件下， 原子核可以暂时处于较高的能量状态称为激发态。处于激 发态的核素都很不稳定，要释放过剩的能量而回到基态。
二、放射性核素和核衰变 1．稳定性核素和放射性核素 核素按照原子核的稳定程度分为稳定性核素和放射
二、放射性核素和核衰变 3．核衰变方式 （5）γ跃迁及同质异能跃迁：上述四种衰变的子
核可能先处于激发态，在不到1微秒的时间内回到基态 并以γ光子的形式释出多余的能量。此过程称γ衰变或γ 跃迁。如果γ 跃迁释出的能量传给一个核外电子（K层 电子几率最高），使之间脱离轨道而发射出去这过程就 是内转换。发射的电子称内转换电子。发生内转换后K 层轨道的空缺和EC的空缺相似，随后可由外层电子补 缺，从而又发射X线和俄歇电子。 同质异能跃迁可以以 下衰变方程表示：
性核素。稳定性核素是指原子核稳定的核素，在没有外 来因素（如高能粒子的轰击）干扰时，不发生核内成分 或能级的变化。天然放射性核素品种不多，数量也很少， 现今广泛应用的医用放射性核素主要由人工方法制备， 称人工放射性核素。核医学常用的放射性核素及其物理 特性见附录（临床常用放射性核素表）。
二、放射性核素和核衰变 2．核衰变 是指放射性核素的原子核不稳定，会自发地变成另
二、放射性核素和核衰变 3．核衰变方式
在以上五种衰变方式中，任何单个原子都只以其中一种方式衰 变，但对某些核素的许多原子来说，却可以有两种或两种以上的衰 变方式，各有一定的几率。例如 γ 占31%， 占15%，EC占 54%。 此外，还有一些较少见的核衰变方式，如超铀元素 锎 会自发裂 变发射中子而变成较轻的两个核素等。
一种核素，同时释放出一种或一种以上的射线。这种变 化过程称为放射性核素的衰变或蜕变（简称核衰变）。 核衰变是由原子核内部的矛盾运动决定的。每种元素的 原子核，其质子数和中子数必须在一定的比例范围内才 是稳定的，比例过大过小放射性核素都要发生核衰变。
二、放射性核素和核衰变 3．核衰变方式 放射性核素主要衰变方式有： α衰变、 衰变、
发生β-衰变的原因 ：原子核中中子数太多
原子核 N / Z 比值 稳定性
12 C 6/6 = 1
稳定
14 C 8/6 = 1.33 不稳定
14 C原子核中的中子发生 β-衰变，产生一个质子， 一个负电子和一个反中微子
中子β-衰变： n → p + e- +
n
p
二、放射性核素和核衰变 3．核衰变方式 （3） 衰变：主要发生在中子相对不足的核素。
1）α衰变
衰变
α (4He)
母核
子核 发射射线 衰变能量
226Ra → 222Rn + 4He + 4.78MeV
( Z, A ) (Z-2, A- 4) (2,4)
(88,226) (86, 222) ( 2,4 )
衰变能在反冲核与 α 粒子间按动量能量守恒分配 原子核变化发射的载能的亚原子粒子—— 放射性粒子。
衰变、核外电子俘获以及γ跃迁和同质异能跃迁。 （1）α衰变：主要发生于原子序数>82的重元素
核素。每次衰变释出一个氦核，称α粒子，母核失去二 个质子和二个中子，故子核的原子序数较母核减少2， 原子质量数减少4。可用下列衰变方程表示。
核的衰变及其方式
放射性衰变的基本类型
主要有三种基本类型： 衰变 衰变