原子核與放射性原子核衰變核物理基礎(chǔ)基本概念（1）原子Atom構(gòu)成元素的最基本單位原子核Nucleus原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成，原子核帶正電荷

核衰變方式α衰變不穩(wěn)定的原子核自發(fā)地從核內(nèi)放出α粒子的過程為α衰變β衰變核衰變時放射出β粒子或俘獲軌道電子的衰變稱為β衰變β-衰變、β﹢衰變、電子俘獲（EC）又稱K俘獲γ輻射處于激發(fā)態(tài)的原子核，通過放出γ光子而回到基態(tài)這個過程稱γ輻射其他衰變1． 放射性衰變的位移定則衰變衰變2．天然放射系，Ｘ稱始祖元素。其中Ｘ稱為母核，Ｙ稱為子核。某種元素X，經(jīng)放射性衰變，變成B，如果B還是放射性的，又變?yōu)镃，依次下去，直到變?yōu)橐环N穩(wěn)定元素，就不再變了，則一系列元素構(gòu)成一個放射系。衰變及其統(tǒng)計規(guī)律:上一頁下一頁首頁三種射線的比較

αβγ帶電電子流電子流γ光流能譜單能連續(xù)能譜單能射程（空氣）3~4cm10~20cm無限大電離能力（空氣）1萬~7萬對/cm60~7千對/cm很小穿透力弱中大內(nèi)照射危害大中小外照射危害無中大衰變基本規(guī)律核衰變是一個量子躍遷過程。對一個特定的放射性核素，其衰變的精確時間是無法預(yù)測的；但對足夠多的放射性核素的集合，其衰變規(guī)律是確定的，并服從量子力學(xué)的統(tǒng)計規(guī)律。12/19/202260Co的半衰期為5.27a;238U的半衰期為4.5109a半衰期衰變規(guī)律也可表示為：放射性活度：單位時間內(nèi)物質(zhì)發(fā)生衰變的原子核數(shù)放射性強度單位：1貝克勒（Bq）=1次核衰變/秒3)平均壽命對某種放射物來說，有些核早衰變，有些核晚衰變，即有的壽命長，有的壽命短，平均壽命定義為而故亦即將代入衰變表達式得時刻未衰變核數(shù)目為：衰變及其統(tǒng)計規(guī)律上一頁下一頁首頁可見，核的平均壽命比它的半衰期略長一點，它表示，未衰變核為原來核數(shù)目的37%，所經(jīng)歷的時間。4)放射性活度為了表示某放射源的放射性強弱，人們引入放射性活度A，定義為：放射物在單位時間內(nèi)發(fā)生衰變的原子核數(shù)目，依此定義有衰變及其統(tǒng)計規(guī)律:上一頁下一頁首頁A的單位是：可見，放射物的放射性活度也是按指數(shù)規(guī)律衰減的，

，某放射物的A，不僅與它的半衰期有關(guān)，還與t時刻的N有關(guān)。可見，A反映了放射源的強弱。次核衰變/秒1貝克勒爾（Bq）=1次核衰變/秒1居里定義：衰變及其統(tǒng)計規(guī)律上一頁下一頁首頁定義：某放射源的放射性活度A與其質(zhì)量ｍ的比，即

表示了放射源樣品的純度，因為當(dāng)A一定時,ｍ越小，純度越高，而ｍ越大，純度越低。的放射性活度約為，而目前生產(chǎn)的的比活度為，因此這是不純的要想達到的放射性活度，至少需要1.714克。比活度比如，1克純的

衰變及其統(tǒng)計規(guī)律上一頁下一頁首頁6)半衰期的測定作為它的"手印"，通過Ａ的測量可以求得它的先測某一時刻的它的Ａ，再測所經(jīng)歷的時間t，該t就是它的，但是對于特別長的放射物，這種方法是行不通的，對放射性核素來說，是一個很重要的量，由

知，。方法衰變及其統(tǒng)計規(guī)律:上一頁下一頁首頁比如質(zhì)子半衰期解：依題意次衰變/月＝１次衰變/年，假設(shè)每月測到一個質(zhì)子衰變，需要多少水呢？A=1衰變及其統(tǒng)計規(guī)律上一頁下一頁首頁個水分子，而每一個含有10個質(zhì)子，所以18克水中含有個質(zhì)子，所以N個質(zhì)子對應(yīng)的水質(zhì)量為?可見，要50多噸水，每月才能觀察到1次核衰變。我們知道，的分子量是18，即18克水中含有衰變及其統(tǒng)計規(guī)律上一頁下一頁首頁該系從(鈾)開始經(jīng)7次，4次衰變成（鉛）。由上面的討論我們看到，衰變從始祖元素開始，是連續(xù)發(fā)生的，取一個衰變系中任一元素來看，它一方面從它的母體中得到補充，另一方面又向它的子體衰變。我們定義的過程是一個級聯(lián)衰變。4）錒系（A=4n+3系）以上各系中，4n+x系表示所有核素的A均可表為4的整數(shù)倍加x。注：3.簡單級聯(lián)衰變的規(guī)律衰變及其統(tǒng)計規(guī)律:上一頁下一頁首頁在級聯(lián)衰變中，每一級向下的衰變都滿足上述指數(shù)規(guī)律因此故t時刻,A的減少量為B的減少量為考慮到A不斷向B補充，所以B的純“增量”為式中是包括得到補充后，尚未衰變的B核數(shù)目。(1)衰變及其統(tǒng)計規(guī)律上一頁下一頁首頁齊次方程，當(dāng)子核壽命遠小于母核壽命時，它的通解為：所以式的通解可以表示為為了滿足初始條件故原方程的通解是此時近似有：衰變及其統(tǒng)計規(guī)律:上一頁下一頁首頁即子核與母核有相同的衰變規(guī)律，這為我們保存短壽命子核提供了一個有效方法-母、子同存。上式化為：在二千多種核素中，有1600多種是人工方法制造的，人們在生產(chǎn)放射性核素時，生產(chǎn)的同時，衰變也在發(fā)生，怎樣達到一個最佳的產(chǎn)出率呢？一方面，某種核素由于生產(chǎn)在增加，另一方面它也在衰變。4.同位素生產(chǎn)設(shè)某時刻未衰變的核為Ｎ，則式中P是人工生產(chǎn)率.衰變及其統(tǒng)計規(guī)律:上一頁下一頁首頁這是一階非齊次常微分方程，設(shè)方程的一個特解是，代入得，齊次方程的通解為:故上面方程的解為，代入初始條件解得生產(chǎn)出的放射性同位素的放射性活度為由此式可見，時，時，放射性活度A并不隨核反應(yīng)的繼續(xù)而增加。當(dāng)后，衰變及其統(tǒng)計規(guī)律上一頁下一頁首頁錒系镎系A(chǔ)=4n+3A=4n+1分類核醫(yī)學(xué)實驗核醫(yī)學(xué)臨床核醫(yī)學(xué)核藥學(xué)核儀器和核電子學(xué)核醫(yī)學(xué)的發(fā)展史（1）1934年EnricoFermi發(fā)明核反應(yīng)堆，生產(chǎn)第一個碘的放射性同位素。1936年JohnLawrence首先用32P治療白血病，這是人工放射性同位素治療疾病的開始。1937年Herz首先在兔進行碘[128I]半衰期（半衰期T1/225分）的甲狀腺試驗，以后被131I（8.4天）替代。1942年JosephHamilton首先應(yīng)用131I測定甲狀腺功能和治療甲狀腺功能亢進癥1943年至1946年用131I治療甲狀腺癌轉(zhuǎn)移核醫(yī)學(xué)發(fā)展史（2）1946年7月14日，美國宣布放射性同位素可以進行臨床應(yīng)用，開創(chuàng)了核醫(yī)學(xué)的新紀元1951年BenedictCassen發(fā)明線性掃描機1958年HalO.Anger發(fā)明Anger照相機1959年SolomonA.Berson和RosalynS.Yalow發(fā)明放射免疫分析等對影像核醫(yī)學(xué)和體外測定的發(fā)展都起到了很大的推動作用50年代，鉬[99Mo]-锝[99mTc](99Mo-99mTc)發(fā)生器的出現(xiàn)70年代單光子斷層儀的應(yīng)用和80年代后期正電子斷層儀進入臨床應(yīng)用，使影像核醫(yī)學(xué)在臨床醫(yī)學(xué)中的地位有了顯著提高

反應(yīng)堆最早的掃描機最早的伽瑪相機最早的攝碘試驗鉬[99Mo]-锝[99mTc](99Mo-99mTc)發(fā)生器放射性衰變規(guī)律與半衰期（T1/2）

通常以物理半衰期（T1/2）來表示放射性核素的衰變速率，物理半衰期是指在單一的衰變方式中，放射性強度減弱一半所需要的時間生物半衰期（Tb）指生物體內(nèi)的放射性核素由于生物代謝過程，減少到原來的一半所需要的時間有效半衰期（Teff）指放射性核素由于放射性衰變和生物代謝過程共同的作用，減少到原來的一半所需的時間常用的放射性核素的T1/2

名稱T1/2名稱T1/2131碘

（131I）8.4天99m锝

(99mTc)6小時32磷

（32P）14.3天113m銦

(113mIn)1.6小時51鉻

（51Cr）27天125碘(125I）60天18氟

（18F）110分67鎵

(67Ga)78小時射線和物質(zhì)的相互作用

帶電粒子和物質(zhì)的相互作用

電離作用、韌致輻射和散射γ射線和物質(zhì)的相互作用

光電效應(yīng)、康普頓－吳有訓(xùn)效應(yīng)和電子對生成效應(yīng)

中子與物質(zhì)的相互作用

彈性散射和核反應(yīng)輻射量與單位

輻射量名

稱SI單位專用單位名

稱

換

算通名專名放射性活度A1/秒S－1貝克Bq居里Ci１Ci＝3.7×1010Bq１Bq＝2.7×10-11Ci照射量X庫侖/千克C·Kg-1

倫琴R１R＝2.58×10-4C·Kg-1１C·Kg-1＝3.83×103R吸收劑量D焦耳/千克J·Kg-1戈瑞Gy拉德rad１rad＝0.01Gy１Gy＝100rad劑量當(dāng)量H焦耳/千克J·Kg-1西沃特Sv雷姆rem１rem＝0.01Sv１Sv＝100rem放射性藥物放射性藥物放射性核素及其化合物Na131I、Na99mTcO4Na2H32PO4放射性標(biāo)記化合物

99mTc-HMPAO

99mTc-MIBI放射性藥物的要求合適的半衰期高純度（化學(xué)和放化純）高比度無毒、安全合適的射線和能量放射性藥物的來源反應(yīng)堆裂變產(chǎn)物、分離純化

131Te(n,γ)131I加速器

15O（α,d）18F放射性藥物的來源發(fā)生器（“母?！保?/p>

99mMo-99mTc（鉬-锝）

113Sn-113In（錫-銦）放射性藥物的來源核醫(yī)學(xué)儀器基本原理

核醫(yī)學(xué)儀器探測的基本原理是以射線與物質(zhì)的相互作用為基礎(chǔ)，并根據(jù)實際使用需要而設(shè)計的電離作用

熒光現(xiàn)象

感光作用

基本結(jié)構(gòu)射線探測器

分析和記錄脈沖信號的電子測量裝置

質(zhì)量控制

不同類型的核醫(yī)學(xué)儀器檢測和診斷用的核醫(yī)學(xué)儀器γ閃爍計數(shù)器（γscintillationcounter）液體閃爍計數(shù)器（liquidscintillationcountetr）放射性活度計臟器功能測定儀臟器顯像儀器其它γ閃爍計數(shù)器放射性活度計腦血流測定儀r-CBF同位素掃描機雙探頭SPECTPET自動免疫測定儀骨密度儀放射防護用的儀器

個人監(jiān)測儀袖珍劑量儀

膠片劑量儀

熱釋光劑量儀

表面污染及場所劑量監(jiān)測儀

熱釋光劑量儀袖珍劑量儀哇！沒有污染閃爍探測器和氣體探測器氣體探測器使用粒子和氣體分子的作用，產(chǎn)生的電離電子在氣體中收集并放大而設(shè)計的探測器。閃爍探測器則使用粒子和固體分子的作用，產(chǎn)生的光子在透明介質(zhì)中傳播并被收集，再進行電子學(xué)放大。固體介質(zhì)的分子間距只相當(dāng)于氣體分子間距的10%左右，電子的漂移變得十分困難。因此只有光子可以比較有效的傳播。閃爍探測器也可以使用氣體作介質(zhì)但是光產(chǎn)額不足。閃爍探測器探測器介質(zhì)：閃爍體無機閃爍體簡單的固體晶體，如氧化晶體、氟化晶體、碘化晶體。價帶上的電子被激發(fā)到導(dǎo)帶，電子退激發(fā)時發(fā)射一個光子，發(fā)光時間約為10ns，受外界影響小，但是光子的衰減時將較長，發(fā)光弱。晶體中參雜金屬或稀土雜質(zhì)：NaI(Tl)、CsI(Tl)、CaF2(Eu)、ZnS(Ag)作為發(fā)光中心。雜質(zhì)的混入使晶格導(dǎo)帶和價帶之間的禁帶變窄，電子激發(fā)產(chǎn)生光子的幾率升高，但壽命有很寬的分布大比重的晶體，具有對粒子高的阻止能力，可以將探測的體積縮小。有機閃爍體：發(fā)光的衰減時間段，約3～5ns有機晶體：不宜生產(chǎn)大尺寸的閃爍體，使用性較差。有機液體：由液體溶劑配制溶質(zhì)構(gòu)成。常用溶劑：三甲苯、甲苯、對二甲苯。一些溶質(zhì)雖然很適合使用，但發(fā)射的光波波長較短，和光探測器的靈敏光譜譜段錯位，因此在其中配入第二中溶質(zhì)，吸收第一溶質(zhì)發(fā)出的光，然后發(fā)出較長波長的光。第二溶質(zhì)也稱為光波位移劑。第一溶質(zhì)：PPO對聯(lián)三苯、PBD、BIBUQ等。第二溶質(zhì)：POPOP、PPO等。有機塑料：有固體溶劑配制溶質(zhì)構(gòu)成：把閃爍溶質(zhì)溶在塑料單體中進行熱聚合而成。常用的塑料閃爍溶劑有：聚苯乙烯、聚乙烯基甲苯、二甲基苯乙烯有機閃爍體對自身發(fā)的光透明度很好閃爍體的性能無機晶體的發(fā)射波段較豐富，從紫外區(qū)到黃光區(qū)都有對應(yīng)的晶體。對于有機閃爍體大部分溶質(zhì)的發(fā)光光譜在藍光綠光區(qū)。發(fā)光光產(chǎn)額由于閃爍體光子數(shù)目很難測量，所以用發(fā)光效率來描述閃爍體很復(fù)雜。相對NaI（Tl）晶體的光輸出：將標(biāo)準(zhǔn)尺寸的測試晶體和NaI晶體對于單能光子源在全能峰的比較來定義待測晶體的光輸出。光產(chǎn)額定義為光電子數(shù)／MeV，通過單個光電子信號對單能光子射線全能峰相比較得出測試結(jié)果。發(fā)光衰減時間入射粒子的能量丟失、電離、激發(fā)、退激發(fā)和發(fā)射光子數(shù)達到最大值的過程是閃爍體發(fā)光的增加過程，時間非常短，對于大多數(shù)有機閃爍體約為0.1ns。而無機閃爍體發(fā)光過程較復(fù)雜，需要ns量級，這個時間相對于發(fā)光之后的衰減時間而言可以忽略不計。衰減過程符合指數(shù)衰減規(guī)律。對有機閃爍體而言約在1－10ns量級。同樣無機閃爍體的衰減時間較長而且差別較大。閃爍體發(fā)光衰減時間除與溫度有關(guān)外，還與入射粒子的種類有關(guān)。第六章

核醫(yī)學(xué)成像技術(shù)

NuclearMedicalImagingTechnology

核技術(shù)成像概述若將一定量的放射核素引入人體，它將參與人體的新陳代謝，或者在特定的臟器或組織中聚集。RNI的本質(zhì)就是體內(nèi)放射活度分布的外部測量，并將測量結(jié)果以圖像的形式顯示出來。它含有豐富的人體內(nèi)部功能性信息，因此，RNI以功能性顯像為主。放射性核素能自發(fā)地進行衰變，使原來的核素的數(shù)量不斷減少并產(chǎn)生出新的核素。衰變后的新核有的是穩(wěn)定的核素，有的仍是放射性核素并繼續(xù)進行衰變，核衰變方式有等多種，但所有放射性核素在衰變時都遵循著共同的基本規(guī)律。有效半衰期由于人體的排泄作用使核素數(shù)量的減少也按指數(shù)規(guī)律變化，它對應(yīng)的衰變常數(shù)，稱為生物衰變常數(shù)。為有效衰變常數(shù)，其中為物理衰變常數(shù)。物理半衰期，生物半衰期，它們之間的關(guān)系為

射線探測利用放射性探測儀器（或測量裝置）可以探測和記錄放射性同位素所放出射線（或粒子）的種類、數(shù)量（強度）和能量（能譜）等。臨床醫(yī)學(xué)上常通過探測放射性的方法來觀察放射性同位素在人體臟器內(nèi)的分布，以診斷臟器是否存在病變和確定病變所在的位置等。一、閃爍計數(shù)器閃爍計數(shù)器是射線探測的基本儀器，它由閃爍體、光學(xué)收集系統(tǒng)和光電倍增管組成。其測量原理是：射線在晶體內(nèi)產(chǎn)生熒光，利用光導(dǎo)和反射器組成的光收集器將光子投射到光電倍增管的光陰極上，擊出光電子，光電子在光電倍增管內(nèi)被倍增、加速，在陽極上形成電流脈沖輸出，電流脈沖的高度與射線的能量成正比，電流脈沖的個數(shù)與輻射源入射晶體的光子數(shù)目成正比，即與輻射源的活度成正比。閃爍計數(shù)器的優(yōu)勢是：它既可以測量光子也可以探測帶電粒子，特別是對射線有很高的探測效率；經(jīng)光電倍增管給出的電流脈沖有較強抗干擾能力，適用于較復(fù)雜環(huán)境的工作。1、脈沖幅度甄別器

閃爍計數(shù)器所產(chǎn)生的電流脈沖的幅度和輻射光子的能量成正比，如測出脈沖幅度與計數(shù)的關(guān)系曲線就等于測出了幅射能譜。只允許一定幅度脈沖通過的電路，并將通過的脈沖送到計數(shù)器中記錄，這種儀器就是脈沖幅度甄別器（pulseamplitudediscriminator）。圖6-3表示脈沖幅度甄別器原理，圖中(a)表示（b）表示在不同甄別閾值下的計數(shù)率曲線：（c）表示計數(shù)率密度。實際上曲線(c)是曲線(b)導(dǎo)數(shù)的絕對值，在10V和30V附近有兩個波形，表明存在兩組射線，兩個波形幅度分別表示了其相對強度。2、單道脈沖幅度分析器能直接測出幅度在之間脈沖計數(shù)的儀器叫單道脈沖幅度分析器，它由兩個甄別器組成。上限甄別器有較高的甄別閾值，下限甄別器閾值為V，其差值叫道寬。脈沖幅度分析器伽瑪照相機和單光子發(fā)射型計算機斷層照相機是將人體內(nèi)放射性核素分布快速、一次性顯像的設(shè)備。它不僅可以提供靜態(tài)圖像也可以進行動態(tài)觀測，既可提供局部組織臟器的圖像，也可以提供人體人身的照片。圖像中功能信息豐富，是診斷腫瘤及循環(huán)系統(tǒng)疾病的重要裝置。照相機的探頭也就是發(fā)射型計算機斷層（ECT）中的單光子發(fā)射型計算機斷層（SPECT）的探頭。1、探頭探頭是照相機的關(guān)鍵部件，由準(zhǔn)直器、閃爍體、光電倍增管、電阻矩陣等部件組成，如圖6-13。其作用是把人體內(nèi)分布的放射性核素輻射的射線限束、定位，用多個光電倍增管將由射線在閃爍體激起的熒光轉(zhuǎn)化為電脈沖，再將這些電脈沖轉(zhuǎn)化為控制像點位置的位置信號和控制像點亮度的Z信號。2、位置信號和Z信號每一個光電倍增管給出的電流都要經(jīng)前置放大后分別通過四個電阻形成的位置信號。此外，四個位置信號還要在一個加法器中總合起來，再通過脈沖幅度分析器，選取需要的脈沖信號送到示波器的Z輸入端，控制像點的亮度，此信號又稱為Z信號。3、顯示和記錄位置信號和Z信號都由一個延遲電路控制，使像點按時間順序依次形成，最后形成完整的畫面。示波器是照相機的基本顯示裝置。一般使用三臺示波器，一臺是記憶示波器用于儲存圖像；另外兩臺是與記憶示波器同步的普通顯示器，一臺用于照相，另一臺用于醫(yī)生對圖像的觀察。

光電倍增管光電倍增管在閃爍探測器中占有非常重要的地位，它探測到光子和給出電信號只要6－30ns的時間。高靈敏度的光電倍增管的放大倍數(shù)得到108，能夠探測到單個入射的光子在光電倍增管的真空管內(nèi)，打拿極依次排列，電壓逐次升高，入射的光子在陰極上打出光電子。電子在任兩個打拿極之間加速，擊中打拿極后產(chǎn)生出更多的電子，電子經(jīng)過幾個打拿極放大后將達到可觀測的電荷量，流過負載電阻形成電壓信號輸出。光電倍增管的參數(shù)輻照靈敏度：標(biāo)準(zhǔn)頻率和功率的光照射，電信號的輸出強度和入射光強度之比。輻照靈敏度定義為安培／流明電流放大：相同光強照射下陰極電流和陽極電流之比，這個比值在光電倍增管工作時保持穩(wěn)定。量子效應(yīng)：產(chǎn)生的光電子數(shù)和入射的光子數(shù)之比，和輻照靈敏度直接相關(guān)。光譜效應(yīng)：輻照靈敏度隨光頻率的變化而產(chǎn)生的變化，因此光電倍增管具有僅對某些波段的光靈敏特性陰極暗電流：在沒有光入射的情況下，仍有電流輸出。熱電子發(fā)射，因此應(yīng)讓光電倍增管工作在較低的溫度下殘余氣體電離：電子電離管內(nèi)的殘余氣體，電離出的正離子會打擊在打拿極上產(chǎn)生了新的電子，電子隨后被打拿極放大產(chǎn)生信號，這種噪音出現(xiàn)在正常信號的尾端。玻璃閃爍：環(huán)境射線或玻璃內(nèi)射線，引起的非正常的電信號輸出。漏電流：光電倍增管內(nèi)結(jié)構(gòu)材料絕緣或表面的電流場發(fā)射：工作電壓過高時，產(chǎn)生的尖端放電電子引起。磁場效應(yīng)：磁場的存在會影響電子的移動軌跡，而使部分電子不能被下一級的打拿極接收到，從而降低了放大倍數(shù)。光電倍增管多放置在磁場屏蔽套中，減小磁場的影響。線性和飽和：入射光超過一定數(shù)值時，光陰極的光電轉(zhuǎn)換達到飽和。高壓過高，放大倍數(shù)大造成后幾級打拿極之間的漂移電荷影響了電場分布從而造成電子增益縮小。準(zhǔn)直器由于射線的輻射的各向同性，必需用一裝置來判斷光輻射的來源。類型平等多孔發(fā)散型會聚型或針孔型準(zhǔn)直器的參數(shù)靈敏度空間分辨率深度響應(yīng)靈敏度在空氣垂直準(zhǔn)直器軸線旋轉(zhuǎn)的均勻平面光源，探測器測得的通過準(zhǔn)直器的計數(shù)率與平面光源單位面積上的放射性活度的比值。空間分辨力顯像裝置能分辨兩線源或點源的最小距離的倒數(shù)。相對計數(shù)率焦平面FLd0MTF 把實物對比度轉(zhuǎn)化為圖像對比度的方法空間周期和頻率MTF＝1MTF＜1R是F的函數(shù)，在某一個深度上有一最小分辨距離其2倍分別為焦點遠限和焦點近限焦平面FL時間特性：脈沖上升時間：電脈沖信號從輻度的10％上升到90％的時間，約1～30ns。渡越時間：從光進入光電倍增管到電信號輸出的時間，約6～50ns。渡越時間漲落：渡越時間的分布的半寬度，0.1ns～1ns。高壓極性：多數(shù)高壓倍增管，將陽極接地而陰極工作在負高壓，負高壓容易和處在地電位的磁屏蔽之間發(fā)生放電而引起噪音。可在兩者之間增設(shè)一層和陰極同電位的電極層，將放電排除在真空管以外可以使陰極處于地電位，而陽極處在正高壓。但是在陽極到前端電子學(xué)電路之間串接耐高壓電容隔直。使最初的打拿極不會發(fā)生放電。外部電路光電倍增管的輸出電流流入阻容電路。電阻為PMT的負載電阻和放大電路的的輸入阻抗的并聯(lián)，電容為PMT的分布電容和輸入電容的并聯(lián)。電信號的形狀決定于PMT輸出電荷的衰減常數(shù)t1（即，輸入光信號的衰減）和放大電路阻容時間常數(shù)t2。當(dāng)t2很大時，電荷釋放很慢，PMT電荷逐漸積累，PMT的輸出電壓信號從零逐漸增長至最大值。當(dāng)t1很大時，電荷得不到積累就被釋放掉，因此PMT的電壓信號幅值很小，而且時間寬度窄。因此PMT的放大電路需要接合實際的需要和閃爍體的特征參數(shù)來設(shè)計。二、單光子發(fā)射型計算機斷層原理發(fā)射型計算機斷層是通過計算機圖像重建來顯示已進人體內(nèi)的放射性核素在斷層上的分布。ECT分為單光子發(fā)射型計算機斷層（SPECT）及正電子發(fā)射型計算機斷層（PET）。1、成像的本質(zhì)與方法ECT的本質(zhì)是由在體外測量發(fā)自體內(nèi)的射線技術(shù)來確定在體內(nèi)的放射性核素的活度。SPECT的放射性制劑都是發(fā)生衰變的同位素，體外進行的是單個光子數(shù)量的探測。SPECT的成像算法與X-CT類似，也是濾波反投影法。即由探測器獲得斷層的投影函數(shù)，再用適當(dāng)?shù)臑V波函數(shù)進行卷積處理，將卷積處理后的投影函數(shù)進行反投影，重建二維的活度分布。照相機型SPECT在臨床應(yīng)用上占絕對優(yōu)勢。它由照相機探頭、旋轉(zhuǎn)掃描支架及成像軟件構(gòu)成，整體在計算機控制之下。2、數(shù)據(jù)的衰減校正和照相機一樣，射線轉(zhuǎn)變成的電流脈沖要經(jīng)過各自的放大器和單道脈沖幅度分析器進行處理，但處理后的數(shù)據(jù)還不能用于成像，還要進行射線的衰減校正。SPECT中不希望穿出人體的射線有衰減，因為SPECT是通過射線的體外計數(shù)來標(biāo)定體內(nèi)放射性活度。衰減是不可避免的，它的存在嚴重影響了活度的精度。目前ECT機中多采用平均衰減校正的方法。這種校正方法是很粗糙的。SPECT可以提供建立三維圖像的信息，也可以建立任意方位的斷層圖像，這為臨床診斷提供了方便。SPECT在空間分辨力、定位的精確度、計算病變部位的大小和體積等方面遠優(yōu)于照相；而且與照相比較，斷層圖像受臟器大小、厚度的影響大為降低，對一些深度組織的探測能力也顯著提高。SPECT有利于發(fā)現(xiàn)早期的病變，在這方面SPECT明顯優(yōu)于X-CT和B超，甚至MR。正電子發(fā)射型計算機斷層一、正電子發(fā)射型計算機斷層原理1、采用具有自準(zhǔn)直符合計數(shù)方法根據(jù)動量守恒，涅滅輻射產(chǎn)生的雙光子飛行在同一直線上，但方向相反。在衰變發(fā)生的區(qū)域兩側(cè)，放置兩個光子探測器，當(dāng)兩個探測器同時接收到光子時，符合電路會給出一個計數(shù)。從圖6-16中可以看出為獲得投影數(shù)據(jù)要求探測在某一方向（直線）上的計數(shù)，SPECT中的射線就要在探測器中加裝準(zhǔn)直器，這樣很多的光子就被準(zhǔn)直器擋掉了。而湮滅輻射有自準(zhǔn)直作用，無需準(zhǔn)直器，這樣PET的靈敏度大大提高，引入體內(nèi)的放射性性劑的量大為減少。將探測器一對一對的用符合電路聯(lián)結(jié)起來，每對探測器就給出一個投影數(shù)據(jù)，足夠多的探測器就給出了足夠多的投影數(shù)據(jù)，利用計算機按一定的算法，如濾波反投影法，就可重建放射性同位素在人體斷層上的活度分布。由于探頭總有一定的高度與寬度，在內(nèi)，兩個不相關(guān)的光子也有可能進入兩個探測器，也會給出一個計數(shù)，但這個計數(shù)是假的，并不表示在投影方向上發(fā)生了一次衰變，這樣的符合叫做隨機符合，它是符合計數(shù)的噪聲。2、衰減校正符合探測帶來的另一好處是湮滅輻射發(fā)生地點對測量結(jié)果的影響不大，而這個不大的影響還可以得到很精確的校正。PET的量化精度可提高到10%。3、PET的檢測系統(tǒng)PET檢測系統(tǒng)為多環(huán)結(jié)構(gòu)，見圖6-17。多環(huán)結(jié)構(gòu)檢測系統(tǒng)一次采集可以獲得多個斷層圖像數(shù)據(jù)。如環(huán)的個數(shù)為n，則一次獲得個斷層數(shù)據(jù)，其中n個來自同一環(huán)內(nèi)的符合探測，個斷層數(shù)據(jù)則來自相鄰環(huán)之間的交叉符合計數(shù)。二、正電子發(fā)射型計算機斷層的技術(shù)優(yōu)勢PET與其他影像技術(shù)比較有以下一些技術(shù)優(yōu)勢：1、PET所用的放射性制劑中的核素是構(gòu)成人體生物分子的主要元素，在理論上可以顯示機體進行的生理、生化過程。2、由于采用了貧中子核素，其半衰期極短，如11C、12N、15O和18F的半衰期都是以分鐘計，有“超短半衰期核素”之稱，故對人體的放射性劑量很小，在臨床檢查上可以進行多次給藥、重復(fù)成像檢查。3、PET采用了具有自準(zhǔn)直的符合電路計數(shù)方法，省去了準(zhǔn)直器，使探測效率即靈敏度大為提高。這帶來的直接好處是放射性制劑用量大為減少，成像信號的信噪比大為提高，相對照相和SPECT圖像質(zhì)量更高，患者的安全性更高。4、由于正電子發(fā)生電子對湮滅的距離為1.0mm左右，所以PET圖像空間分辨距離較SPECT提高近十倍，更有效檢出5~10mm的病灶。5、因為衰減校正更為精確，PET便于做定量分析。6、PET多環(huán)檢測技術(shù)可以獲得大量容積成像數(shù)據(jù)，從而可以進行三維圖像重建。PET所用的核素制劑主要是人體富有的貧中子短壽命同位素核素制劑，如11C、12N、15O和18F等。這些核素要在加速器中通過相關(guān)的核反應(yīng)來產(chǎn)生，其特點是壽命很短，還得配有合成放射性制劑的熱配室，這是PET設(shè)備昂貴的原因。

光探測器件半導(dǎo)體光電器件半導(dǎo)體PN節(jié)上建立電場，帶電粒子或光子擊中后，半導(dǎo)體材料中載流子被激發(fā)出來，載流子在PN節(jié)電場的作用下發(fā)生類似于氣體探測器的雪崩放大過程，從而將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌⒎糯?。電容耦合器件CCD半導(dǎo)體上生成數(shù)目眾多的MOS結(jié)構(gòu)，MOS結(jié)構(gòu)的耗盡層對粒子和光照是敏感的，輻照產(chǎn)生的電荷被收集到耗盡層中，足夠強度的電荷量被作為信號讀出。閃爍探測器閃爍體產(chǎn)生的閃爍光被和閃爍體相連的光探測器探測形成電信號，就形成了閃爍體探測器。閃爍體探測器特征光收集閃爍體產(chǎn)生的閃爍光在閃爍體內(nèi)按光學(xué)規(guī)律傳播，可以直接進入光探測器或經(jīng)過閃爍體邊界反射后進入。光反射后的會出現(xiàn)衰減和時間上的滯后：只接受可發(fā)生全反射的光，相當(dāng)大比例的光子被浪費，但是緩解光子到達的滯后效應(yīng)。鏡面反射，每次反射都會損失光子，不適合多次散射。漫反射的反射次數(shù)多，滯后效應(yīng)明顯。因此需要根據(jù)實際需要選擇反射方法和組合反方法。接受均勻性粒子穿過閃爍體的不同位置會造成光傳播到光探測器的衰減不同，波形有變化，因此對作為量能器的閃爍體探測器，需要進行特殊的設(shè)計使光接收度趨向均勻。閃爍體和探測器的耦合可以使用光導(dǎo)，光導(dǎo)的使用會進一步弱化所收集的光子。光衰減長度光子在閃爍體中傳播按指數(shù)規(guī)律衰減，除了對吸收光譜中光子的吸收外，閃爍體的衰減常數(shù)是閃爍體的一個重要參數(shù)。在實際的閃爍體中，閃爍體的邊界反射會助長這種衰減。探測效率閃爍探測器對帶電粒子的探測效率很高，此處多指對Gamma光子的探測效率。能量分辨率：能量分辨率是指對單能光子的能量測量峰的半寬度，它是閃爍體計數(shù)器的主要性能。閃爍晶體電磁量能器的能量分辨率與粒子能量近似成1／E1／4的關(guān)系。在低能粒子探測中，NaI（Tl）、CsI（Tl）的應(yīng)用占主導(dǎo)地位，能量分辨率小于4％，而且價格較便宜。在高能區(qū)，粒子的能量不能完全沉積，量能器往往做成閃爍塑料和重金屬材料片組成的多層結(jié)構(gòu)取樣量能器。閃爍計數(shù)器測量粒子的dE/dX。能量分辨率大于10％／E1／2。閃爍體的能量線性：指閃爍體的光輸出和入射粒子能量沉積的關(guān)系，多數(shù)閃爍探測器的這種關(guān)系是線性的。當(dāng)粒子的能量沉積過高，閃爍體發(fā)光出飽和時會破壞這種線性。時間測量和分辨率。類似于能量分辨率的定義，分辨率定義為時間測量分布的半高寬度。影響時間分辨率有脈沖幅度、脈沖前沿在閾值區(qū)漲落。閃爍體的輻射效應(yīng)閃爍體經(jīng)過高能粒子的長時間照射后，光輸出會逐漸減少，閃爍體出現(xiàn)顏色。因此需要對于特定實驗的閃爍體的抗輻射能力進行測量。顯像技術(shù)定義放射性藥物注入人體后，顯像儀探測放射性核素在臟器內(nèi)的體內(nèi)分布情況，以影像形式顯示臟器的形態(tài)、位置、大小、功能和結(jié)構(gòu)改變原理選擇性攝取或參與合成代謝131I甲狀腺顯像131I-MIBG腎上腺髓質(zhì)顯像細胞吞噬肝膠體顯像化學(xué)吸附和離子交換骨99mTc-MDP顯像原理循環(huán)通路管腔通路：腦脊液腔、氣道血管灌注：99mTc-MIBI心肌顯像微血管堵塞：131I-MAA肺顯像特異性結(jié)合放射免疫顯像（標(biāo)記抗體）受體顯像（標(biāo)記配體）方法靜態(tài)顯像與動態(tài)顯像局部顯像與全身顯像平面顯像與斷層顯像陰性與陽性顯像核素顯像技術(shù)特點功能性顯像定量顯像化學(xué)或代謝顯像放射性核素治療概況核醫(yī)學(xué)是利用放射性核素診斷和治療疾病的醫(yī)學(xué)科學(xué)“治療核醫(yī)學(xué)”在近年有了不少發(fā)展放射性核素可以治療的疾病131I治療甲狀腺功能亢進癥√131I治療甲狀腺癌32P治療血液系統(tǒng)疾病（真性紅細胞增多癥、原發(fā)性血小板增多癥）√153Sm-EDTMP（或89Sr）治療骨轉(zhuǎn)移癌√放射性核素可以治療的疾病188Re-硫化錸治療骨關(guān)節(jié)炎及血友病性關(guān)節(jié)炎√32P敷貼治療皮膚?。ň窒扌匝芰龅龋?31I-MIBG治療嗜鉻細胞瘤放射免疫導(dǎo)向治療√腫瘤介入內(nèi)照射治療其它疾病原理

利用131Iβ-射線的電離輻射生物效應(yīng)對功能亢進的甲狀腺組織產(chǎn)生抑制和破壞作用，減少甲狀腺激素的合成分泌過多，從而達到治療目的，被稱為“不開刀的手術(shù)”。甲狀腺癌及其轉(zhuǎn)移灶的131I治療原理分化較好的甲狀腺癌及其轉(zhuǎn)移灶具有與甲狀腺組織相同的攝取、濃聚碘和合成甲狀腺激素的功能，這是它的天然導(dǎo)向能力131I物理半衰期長短相宜，又具有大量合適能量起到電離輻射的生物效應(yīng)，能破壞癌組織，達到治療目的153Sm-EDTMP治療腫瘤骨轉(zhuǎn)移

適應(yīng)癥各種惡性腫瘤導(dǎo)致的多發(fā)性骨轉(zhuǎn)移，伴有或不伴有骨痛血常規(guī)指標(biāo)：WBC>3.5×109/L,PLT>80×109/L肝腎功能基本正常89Sr治療腫瘤骨轉(zhuǎn)移適應(yīng)癥各種惡性腫瘤導(dǎo)致的多發(fā)性骨轉(zhuǎn)移，伴有或不伴有骨痛血常規(guī)指標(biāo)：WBC>3.0×109/L,PLT>60×109/L肝腎功能基本正常89Sr治療腫瘤骨轉(zhuǎn)移與153Sm-EDTMP相比，其具有以下的優(yōu)勢：副反應(yīng)輕微，骨髓抑制少有效時間長，可達3~6月輻射損傷少，對周圍環(huán)境影響小有效率更高188Re-硫化錸關(guān)節(jié)滑膜切除概況血友病、類風(fēng)關(guān)、銀屑病性關(guān)節(jié)炎及其他一些疾病均可發(fā)生慢性滑膜炎炎癥反應(yīng)的滑膜會增厚、充血，絨毛增生，關(guān)節(jié)滑液增加治療慢性滑膜炎的方法用藥物治療原發(fā)病，成功率很低外科手術(shù)切除病變滑膜（切口大）經(jīng)關(guān)節(jié)鏡滑膜切除（切口?。┓派湫曰で谐g(shù)放射性滑膜切除術(shù)作為一種替代外科手術(shù)滑膜切除的方法，放射性滑膜切除術(shù)的發(fā)展已有30余年的歷史在我國尚未正式開展療效常見腫瘤的有效率分別為：肺癌86.7%乳腺癌89.4%前列腺癌95%鼻咽癌100%直腸癌87.5%食道癌80%原發(fā)病灶不明的骨轉(zhuǎn)移83.3%治療總有效率達86.6%放射性滑膜切除術(shù)在用于放射性滑膜切除的核素中

188Renium(Re)

是一種新型的放射性滑膜切除劑188Re的優(yōu)點可通過188W/188Re發(fā)生器生產(chǎn)半衰期較短，為17小時，衰變較快穿透力：最大射程為11mm；平均射程為3.9mm188Re的優(yōu)點可發(fā)射能峰為155kev的射線用相機顯像，可以進行放射性的泄漏情況評價和劑量的計算放射衛(wèi)生防護

放射衛(wèi)生防護目的

防止有害的非隨機效應(yīng)

將隨機效應(yīng)的發(fā)生機率降低到被認為是可以接受的水平

基本原則

實踐的正當(dāng)化

放射防護最優(yōu)化

個人劑量的限制

放射衛(wèi)生防護的基本標(biāo)準(zhǔn)

放射性工作人員的劑量限值：<50mSv/年

放射衛(wèi)生的防護措施

技術(shù)措施外照射：時間防護距離防護屏蔽防護內(nèi)照射：防止放射性物質(zhì)攝入體內(nèi)越遠越好！屏蔽防護技術(shù)措施預(yù)防性措施安全操作技術(shù)去污染技術(shù)放射性廢物的處理預(yù)防性措施

——工作場所的合理設(shè)置清潔區(qū)活性區(qū)

保健措施

定期體格檢查等組織措施

國家的嚴格管理制定安全操作規(guī)程放射事故的組織管理習(xí)題1．放射性核素顯像常用的131I半衰期是A．6.06小時B．3小時C．12小時D．2.7天E．8.04天

2．核技術(shù)是研究

A．核技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用及其理論

B．核技術(shù)的應(yīng)用范疇

C．核技術(shù)的發(fā)展史D．核技術(shù)的發(fā)展前景

E．以上都是3．目前核醫(yī)學(xué)常用的治療方法是A．內(nèi)照射治療B．敷帖治療C．外照射治療D．深部X線E．加速器4．1896年法國的貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了哪種元素的放射性，第一次認識到放射現(xiàn)象A．鐳B．鈾C．鈷D．鍶E．鈣

7．下面關(guān)于放射性顯像的敘述不正確的是A．藥物能自發(fā)地發(fā)射出射線B．放射性藥物可引入體內(nèi)C．藥物可被組織器官吸收D．藥物能參與體內(nèi)代謝過程E．射線可全部被儀器測量10．核醫(yī)學(xué)檢測中，主要通過探測體內(nèi)的哪種射線，獲得斷層圖像A．珈瑪射線B．正電子射線C．貝它射線D．負電子射線E．內(nèi)轉(zhuǎn)換放出光子F．標(biāo)志X射線11．在元素周期表中，原子序數(shù)相同而中子數(shù)不同的是A．核素B．同位素C．核子D．光子E．同質(zhì)異能素F．放射性核素18．當(dāng)SPECT顯像時，若射線的能量過高，則圖像的分辨率會A．無影響B(tài)．增高C．降低D．增高或降低E．以上都不對5．居里夫婦發(fā)現(xiàn)的具有放射性的物質(zhì)是

A．鐳

B．鈾

C．鈷

D．鍶

E．鈣

29．單光子發(fā)射型計算機斷層SPECT和正電子發(fā)射型計算機斷層PET的共同特點是A．都是在體外探測珈瑪射線B．都是在體內(nèi)探測鋇達射線C．都是在體外探測珈瑪射線D．都是在體外探測雙光子32．在各種醫(yī)學(xué)影像設(shè)備中，就技術(shù)水平和應(yīng)用價值來說，頂尖的當(dāng)屬。A．MRIB．PETC．照相D．X-CT7．RNI的技術(shù)特點是什么?4