核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)復(fù)習(xí)：1、如何增大X線強(qiáng)度？2、如何增多X線的量?3、如何提高X線的硬度？

第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)概述基本概念核醫(yī)學(xué)儀器

核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)

（NuclearMedicine）第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)

是將核技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科，是用放射性核素診斷、治療疾病和進(jìn)行醫(yī)學(xué)研究的醫(yī)學(xué)學(xué)科。屬于臨床醫(yī)學(xué)。一、核醫(yī)學(xué)定義第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)研究?jī)?nèi)容實(shí)驗(yàn)核醫(yī)學(xué)利用放射性核素進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)的理論研究。臨床核醫(yī)學(xué)（clinicalnuclearmedicine）

1.診斷核醫(yī)學(xué)體內(nèi)診斷體外診斷

2.治療核醫(yī)學(xué)第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)二、基本概念1.原子核（nucleus）結(jié)構(gòu)2.核素（nuclide）3.同位素（isotope）4.同質(zhì)異能素(isomer)5.穩(wěn)定核素（stablenuclide)6.放射性核素(radionuclide)7.放射性衰變（radiationdecay）8.半衰期,T1/2(half-life)9.放射性活度A（radioactivity）第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)

1.原子核（nucleus）結(jié)構(gòu)原子（atom）中子（neutron）質(zhì)子（proton）電子（electron）AZＸNAＸ13153I78131IA是質(zhì)量數(shù)。A=Z+N第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)

基態(tài)（groundstate）

激發(fā)態(tài)（excitedstate）核反應(yīng)、核裂變、放射性衰變AＸAmＸ99Tc99mTc很快放出過剩能量第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)2.核素（nuclide）：具有特定質(zhì)量數(shù)、原子序數(shù)與核能態(tài)的一類原子。3.同位素（isotope）：具有相同原子序數(shù)，而質(zhì)量數(shù)不同的核素。4.同質(zhì)異能素(isomer)：有相同質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)，處于不同核能態(tài)的一類核素。第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)5.穩(wěn)定核素（stablenuclide)原子核的穩(wěn)定性與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的比例有關(guān)。當(dāng)原子核內(nèi)引力與排斥力平衡時(shí)，原子核穩(wěn)定，不會(huì)自發(fā)衰變的核素稱為穩(wěn)定核素。

引力

靜電排斥力核子（質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子）之間質(zhì)子之間第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)6.放射性核素(radionuclide)原子核處于不穩(wěn)定狀態(tài)，需通過核內(nèi)結(jié)構(gòu)或能級(jí)調(diào)整才能趨于穩(wěn)定的核素稱為放射性核素。如99Tcm、131I、32P、90Sr、153Sm、188Re、125I、60Co等。

引力

靜電排斥力核子（質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子）之間質(zhì)子之間第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)7.放射性衰變（radiationdecay）放射性核素的原子由于核內(nèi)結(jié)構(gòu)或能級(jí)調(diào)整，自發(fā)地釋放出一種或一種以上的射線并轉(zhuǎn)化為另一種原子的過程稱為放射性衰變。

第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)核衰變類型（nucleardecay)

衰變（alphadecay）

-衰變（betadecay）正電子衰變電子俘獲（electroncapture）衰變（gammadecay）第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)1）α衰變

核衰變時(shí)放射出α粒子的衰變。

AZX--A-4Z-2Y+42He+Q

42Heγ第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)α粒子特性α粒子實(shí)質(zhì)上是He原子核；α衰變發(fā)生在原子序數(shù)大于８２的重元素核素；在空氣中的射程約為３－８cm，在水中或機(jī)體內(nèi)為0.06-0.16mm；因其射程短，一張紙即可阻擋；但α粒子的電離能力很強(qiáng)。對(duì)開展體內(nèi)惡性組織的放射性核素治療具有潛在的優(yōu)勢(shì)。第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)2）β衰變核衰變時(shí)放射出β粒子或俘獲軌道電子的衰變。β衰變后核素的原子序數(shù)可增加或減少，但質(zhì)量數(shù)不變。分β－衰變、β＋衰變和電子俘獲三種類型。β粒子的速度為20萬km/s。第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)β－衰變衰變時(shí)放射出β－粒子。核內(nèi)中子過多造成的不平衡。中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子的過程。

np+e-β－γ第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)β－粒子的特性β－粒子實(shí)質(zhì)是負(fù)電子；衰變后質(zhì)量數(shù)不變，原子序數(shù)加１；β－粒子的能量分布從0～最大具有連續(xù)能譜，穿透力比a粒子大；電離能量比a粒子弱，能被鋁和機(jī)體吸收；在軟組織中的射程僅為幾厘米，可用于治療，如碘治療甲亢。第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)β＋衰變衰變時(shí)放射出β＋粒子。核內(nèi)中子過少致不平衡。質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子過程。β＋γpn+e+第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)β＋粒子的特性β＋粒子實(shí)質(zhì)是正電子；衰變后子核質(zhì)量數(shù)不變，但質(zhì)子數(shù)減１；β＋也為連續(xù)能譜；天然核素不發(fā)生β＋衰變，只有人工核素才發(fā)生；應(yīng)用：PET成像。第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)電子俘獲(electroncapture,EC)核衰變時(shí)俘獲一個(gè)軌道電子。它是核內(nèi)中子數(shù)相對(duì)不足所致。從內(nèi)層軌道（K）俘獲一個(gè)電子，使核內(nèi)一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)化為一個(gè)中子。應(yīng)用：顯像、體外分析和核素治療。P+e-n特征X線Auger電子γ第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)3）γ衰變與內(nèi)轉(zhuǎn)換γ衰變是伴隨其它衰變而產(chǎn)生；核素由激發(fā)態(tài)向基態(tài)或高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)放出γ射線的過程也稱為γ躍遷(γtransition)；γ衰變后子核質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)均不變，只是能量改變。內(nèi)轉(zhuǎn)換電子γ第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)γ射線特性γ射線為光子流，不帶電，穿透力強(qiáng)，電離能力弱；γ射線在真空中速度為30萬km/s。應(yīng)用：體外成像。第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)三種衰變的比較α衰變質(zhì)量、質(zhì)子數(shù)都變；β衰變質(zhì)子數(shù)變，質(zhì)量數(shù)不變；γ衰變質(zhì)子、質(zhì)量數(shù)都不變，而能量改變。第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)

射線

-射線正電子電子俘獲

射線氦核（42He）發(fā)生于原子序數(shù)>82的核素粒子質(zhì)量大，帶電核射程短、穿透力弱，不適合顯像射程短、能量單一，對(duì)局部的電離作用強(qiáng)，引入體內(nèi)后，對(duì)其局部的生物組織產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷，而不影響遠(yuǎn)處組織。因此對(duì)開展體內(nèi)惡性組織的放射性核素治療具有潛在優(yōu)勢(shì)應(yīng)用特征組成高速運(yùn)動(dòng)的電子流穿透力弱治療，如32P-真性紅細(xì)胞增多癥，131I－甲狀腺疾病

+粒子發(fā)生于貧中子核素射程僅1~2mmPET顯像

光子發(fā)生于衰變、衰變或核反應(yīng)之后

不帶電荷，運(yùn)動(dòng)速度快（等于光速），穿透力強(qiáng)，對(duì)組織的局部作用較

-射線和射線弱體外顯像Ｘ射線俄歇電子內(nèi)轉(zhuǎn)換電子發(fā)生于貧中子核素核醫(yī)學(xué)顯像、體外分析、放射性核素治療第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)衰變規(guī)律放射性核素是不穩(wěn)定的，它要自發(fā)地發(fā)生衰變而變成新元素的核。放射性原子核并不是同時(shí)衰變的，對(duì)于某一個(gè)原子核而言，何時(shí)衰變是各自獨(dú)立沒有規(guī)律的，但對(duì)于某一種原子核的群體而言，它的衰變是有規(guī)律的，即原子核數(shù)目隨時(shí)間增長按指數(shù)規(guī)律減少。第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)8.半衰期，T1/2(half-life)物理半衰期（physicalhalflife）:放射性核素減少至一半，所需的時(shí)間。越短說明核素衰變?cè)娇?。生物半衰期（biologicalhalflife）:生物體內(nèi)的放射性核素由于機(jī)體代謝從體內(nèi)排出一半所需的時(shí)間。有效半衰期（effectivehalflife）:生物體內(nèi)的放射性核素由于機(jī)體代謝從體內(nèi)和物理衰變兩個(gè)因素作用，減少至原有放射性活度的一半所需的時(shí)間。第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)T1/2為每一放射性核素所特有。測(cè)定T1/2可確定核素種類，甚至可推斷放射性核素混合物中核素種類。例如：99mTc6Hr153Sm47Hr131I8Day186Re90Hr32P14Day125I60day第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)9.放射性活度（radioactivity）單位時(shí)間內(nèi)原子核的衰變數(shù)量。衰變常數(shù)：

●某種放射性核素的核在單位時(shí)間內(nèi)自發(fā)衰變的比率；

●它反映該核素衰變的速度和特性；λ值大衰變快，小則衰變慢，不受任何影響。第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)衰變公式衰變公式：Nt=Noe-λt；A=Aoe-λt特性：不同的放射性核素有不同的λ；共性：任何放射性核素的衰變?cè)雍藬?shù)目隨時(shí)間增長按指數(shù)規(guī)律減少；

tNlogNt第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)貝克（Bq）為放射性活度的國際單位，1Bq表示放射性核素每秒衰變1次；居里（Ci）為舊的單位，1Ci表示每秒衰變3.7x1010次。1Ci=3.7x1010Bq,即1mCi=37MBq第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)中國計(jì)量科學(xué)研究院生產(chǎn)

RM-905型醫(yī)用活度計(jì)（2000年）推出采用RS-232接口與計(jì)算機(jī)通訊，隨機(jī)提供Windows9x管理軟件光盤?？蓽y(cè)99mTc、131I等?？蓽y(cè)153Sm、186Re及18F、15O、13N等正電子藥物。量程范圍：1μCi-10Ci（99mTc）第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)普通核醫(yī)學(xué)儀器可測(cè)1Bq，約為10-16g。天平：10-5g微量化學(xué)分析：10-9g熒光分析：10-11g~10-12g光譜分析：10-10g第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)三、核醫(yī)學(xué)儀器基本原理

核醫(yī)學(xué)儀器探測(cè)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(shí)際使用需要而設(shè)計(jì)的。基本結(jié)構(gòu)射線探測(cè)器分析和記錄脈沖信號(hào)的電子測(cè)量裝置質(zhì)量控制

第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)Gamma相機(jī)空間分辨率4mm；能量分辨率11%；Gamma相機(jī)是對(duì)體內(nèi)示蹤核素釋放出來的Gamma射線進(jìn)行探測(cè)并形成高分辨率的形態(tài)圖像。經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，可用于診斷甲狀腺、腦、費(fèi)、肝、腎、心血管等臟器的病變和動(dòng)態(tài)功能。第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)Gamma刀：1968年，西班牙醫(yī)師Salorio采用DET/PET顯示癲癇低代謝區(qū)（即癲癇放電區(qū)），又采用X刀/伽瑪?shù)?，治?1只神經(jīng)科疾病貓（局部藥物致癇）。結(jié)果，8只貓神經(jīng)科疾病發(fā)作停止，3只貓仍然發(fā)作，說明立體定向放射治療可以用于癲癇治療，這是一個(gè)劃時(shí)代的貢獻(xiàn)。近年來，日本、韓國、美國、中國相繼開展了這項(xiàng)治療，有效率大大提高，取得了令人注目的療效。第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)伽馬刀Co60遠(yuǎn)距離治療機(jī)

第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)核醫(yī)學(xué)成像單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)體層(singlepotonemissioncomputedtomography，SPECT)正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)體層(positronemissioncomputedtomography，PET)第十一章核醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)(2)核醫(yī)學(xué)顯像X-CT顯像儀器SPECT、PETT-CT、螺旋CT成像發(fā)射型成像穿透型成像（r射線由體內(nèi)射出成像）（X射線穿透人體成像）成像原理利用臟器內(nèi)外或臟器與利用臟器內(nèi)外或臟器與病病變之間的放射性濃度變之間的密度差別為基礎(chǔ)差別為基礎(chǔ)成像性質(zhì)生理、功能顯像為主形態(tài)、結(jié)構(gòu)顯像為主優(yōu)、缺點(diǎn)早期診斷分辨率高、圖像清晰分辨