医科大学精品课件：核医学总论.ppt

1、核医学总论,中山大学孙逸仙纪念医院 蒋宁一 联系电话：81332515,第一节：核医学定义与内容,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,诊断核医学,临床核医学,治疗核医学,体外分析,体内,显 像 检查法,非显像 检查法,核医学,实验核医学,核医学内容（一）,放射性核素示踪技术 放射性核素动力学分析 体外放射分析 放射自显影， 活化分析 微型PET 或 动物PET,实验核医学,实验核医学,核医学内容（二）,

2、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。,主要特征,核医学是现代医学的重要组成部分 因为它有以下特征 : 体内物质代谢的动态观察 反映器官在整体及局部上的功能 简单,安全及非侵害的诊断和治疗. 高灵敏检测,灵敏度:10-1210-15g 能应用于大部分学科及医学专业,第二节：核物理基础知识,原子结构,原子核,中子,质子,电子,（一） 原子核结构,原子核结构: X为元素符号 Z为质子数 N为中子数 A为质量数,原子核结构,元素、核素、同位素,元素具有相同质子数的原子，化学性质相同，但其中子数可以不同，如131I和127I； 核素质子数相同

3、，中子数也相同，且具有相同能量状态的原子，称为一种核素。同一元素可有多种核素，如131I、127I、3H、99mTc、99Tc分别为3种元素的5种核素； 同质异能素质子数和中子数都相同，但处于不同的核能状态原子，如99mTc、99Tc 。,同位素凡同一元素的不同核素（质子数同，中子数不同）在周期表上处于相同位置，互称为该元素的同位素。,4,（二） 放射性衰变,原子核稳定，不会自发衰变的核素称为稳定核素(stable nuclide); 原子核处于不稳定状态，需通过核内结构或能级调整才能趋于稳定的核素称为放射性核素(radionuclide); 放射性核素的原子由于核内结构或能级调整，自发地释放

4、出一种或一种以上的射线并转化为另一种原子的过程称为放射性衰变(radiation decay)。,-衰变（-decay）：,-衰变发生在中子过剩的原子核。衰变时放出一个-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。,+衰变（+decay）：,+衰变发生在中子较少的原子核。衰变时放出一个粒子（正电子）和反中微子。核内一个质子转变为中子。因而子核比母核质子数减少1，原子质量数不变。,衰变,原子核从激发态（excited state）回复到基态（ground state）时，以发射光子释放过剩的能量，这一过程称为衰变。 这种激发态的原子

5、核常是在衰变、衰变或核反应之后形成的。射线的本质是中性的光子流。,指数衰减规律 N = N0e-t N0: （t = 0）时放射性原子 核的数目 N: 经过t时间后未发生衰变的放射性原子核数目 :放射性原子核衰变常数 大小只与原子核本身性质有关，与外界条件无关; 数值越大衰变越快 半衰期(half-live)：放射性原子核数从N0衰变到N0的1/2所需的时间,N = N0e-t,衰变规律,放射性核素的另一个特征性的物理量半衰期，T1/2（half-life），表示原子数从N0衰变到N0的一半所要的时间。 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）。,重要概念,生物半排期Tb是指

6、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。 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。,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3.71010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。,单位换算,1Ci= 3.71010 Bq = 37GBq=1000mCi 1mCi= 3.7107 Bq = 37MBq=1000uCi 1uCi= 3.7104 Bq = 37kBq,。

7、。 。 。原子。, n,物质：气体 液体 固体 包括人体 等,（三） 射线与物质的相互作用,1.带电粒子与物质相互作用,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：高速带电粒子通过核电磁场使受到突然阻滞，运动方向和速度都发生变化，能量减低，多余的能量以X射线的形式辐射出来，称为bremsstrahlung。 散射：入射粒子（包括电磁辐射）与物质的原子核碰撞而改变运动方向的过程。,光子（）与物质的相互作用,光电效应 光电效应（photoele

8、ctric 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电子的性质类似射线），而光子本身改变方向继续运行。,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/k

9、g) 专用单位：R（伦琴）,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 Cy100 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,第三节 放射性药物,基本慨念,放射性制剂是指其分子中含有放射性核素的放射性试剂和放射性药物的总称。 含有放射性核素，能直接用于人体进行临床诊断、治疗和科学研究的放射性核素和放射性

10、标记物称为放射性药物。 不需引入体内的放射性核素和放射性标记物称为放射性试剂。,反应堆制备放射性药物 加速器制备放射性药物,放射性发生器（母牛）:是一种从半衰期较长的母体核素中制备由母体核衰变产生半衰期较短的子体核素的无菌层析柱密闭系统。 99Mo-99mTc(66.2h-6.02h) 113Sn-113mIn(115d-1.66h),名词,放射性核纯度指特定放射性核素的放射性占总放射性的百分数。 化学纯度是指以某一形式存在的物质的质量占该样品总质量的百分数。 放射化学纯度（radiochemical purity, Rp）：指以特定化学形态存在的放射性核素活度占样品总活度的百分数。,第四节

11、核医学常用仪器,凡在医学中探测和记录放射性核素放出射线的种类、能量、活度及其随时间变化在空间分布的仪器。,显像仪器,scanner, camera,SPECT,PET,CT/PET,1950,1960,1970 1990,？,静态,动态,安排者,断层照相术,功能显像,分子功能显像,21century,融合,1990,脏器显像仪,闪烁照相机：由闪烁探头（准置器、晶体）、电子学线路（放大器、脉冲分析器）、显示记录装置（示波器、照相机）及一些附加设置（门电路、数字记录器等）组成。,Single Photon Emission Computed Tomography,SPECT：在闪烁照相机基础上增加

12、了探头旋转装置、图象重建软件。有单探头、双探头、三探头。,SPECT/CT,同时提供功能血流灌注、代谢影像 和解剖形态结构影像，为临床提供 科学诊断依据,Positron emission tomography,PET：是专为探测体内正电子发射体湮灭辐射时同时产生的方向相反的两个光子而设计的显像仪器。数十个甚至上百个小光子探测器环形排列，在躯体四周同时进行探测，其他部件基本同SPECT。,全身正常影像,PET/CT,PET/CT以PET特性为主，同时将PET影像叠加在CT图像上，使得PET影像更加直观，解剖定位更加准确。,食管癌PET-CT显像,第五节 放射卫生防护,目的： 1. 防止发生对健

13、康有害的非随机效应。 2.将随机效应的发生率降低到被认为是可以接受的水平。,基本原则： 1 实践的正当化（Justifiction） 2 放射防护最优化（Optimization） 3 个人剂量的限制（Dose Limitation）,放射防护措施,内照射防护措施 个人防护（穿戴防护用品）、操作规程、事故处理。 * 去污染处理、放射性废物处理,外照射防护措施 时间：尽可能缩短操作放射源的时间。 距离：在不影响工作的前提下，加大工作人员与放射源的距离。 屏蔽：借助物体对射线的吸收减少受照射剂量。,什么是示踪？ 所谓示踪就是指示行踪。 什么是放射性核素示踪技术？ 就是以放射性核素或标记化合物作为示

14、踪剂，应用射线探测仪器检测示踪剂的行踪，来研究被标记物在生物体系或外界环境中分布状态或变化规律的技术。,第二章 示踪技术,What is tracing technique?,显像剂在脏器或组织集聚机制,1、组织代谢（甲状腺、FDG等） 2、细胞吞噬（胶体、淋巴显像） 3、循环通道（微血管栓塞，流经腔道，血池） 4、选择性摄取（细胞代谢，渗透） 5、选择性排泄（肾，肝胆） 6、特异性结合（抗原抗体，受体配体） 7、离子交换，化学吸附（骨） 8、细胞拦截（变形红细胞）,核素显像特点,功能影像特征 血流、功能、代谢、排泄 病理生理、分子水平代谢和化学信息 安全无创伤 缺点： 采集信息量有限分辨率较差,不同影像的比较,ECT主要反映脏器或组织的功能、血流与代谢，也反映其形态，但分辨率较CT,MRI差。 CT,MRI主要反映解剖学形态变化，分辨率较好，有时也反映其功能变化，但不如ECT。 ECT显像时不同脏器显像需不同药物，同一脏器不同目的显像，也要用不同药物。 CT,MRI检查时，任何脏器较单纯，均只有普通平扫和增强。,复习,1、核医学概念与分类 2、核素、同位素、同质异能素、半衰期 3、放射性衰变类型、射线与物质相互作用 4、辐射防护目的与原则 5、常用显像仪器，SPECT、PET/CT 6、核素显像原理与特点 7、放射性药物的基本概念,