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1、,同学们辛苦了,陈辉霖,武汉大学人民医院核医学科 027-88041919转88579（办） 87829（宅） 15327418662 电子邮箱 C 个人网站 http:/ QQ号 446504895,核 医 学,Nuclear Medicine,医学,核医学的定义,核医学是研究核技术在医学中的应用及其理论的综合性边缘科学 不同的学科体系,核技术,核医学,核医学特点,涉及领域多 应用范围广 技术手段先进 方法学内涵丰富,核医学学科内容,影像医学与核医学 学位点 核医学也是一门影像学科 内容分为：实验核医学 临床核医学,临床核医学：诊断与治疗,放射性核素显像 放射性核素功能测定 放射性核素体外分
2、析 放射性核素治疗,核医学的主要任务,应用核科学技术探索生命现象的本质和客观规律； 揭示在正常及异常条件下疾病发生发展和转归的机理； 在临床医学上为疾病的诊断治疗及预防提供评价依据及手段；,原子的基本结构 与基本概念 X代表元素符号 N代表中子数 Z代表质子数 A代表原子的质量数 ZXN,核物理基础,A,核素：具有特定质量数、原子序数与能量 状态的一类原子 ZXN 同位素： 具有相同原子序数但质量数不 同的核素互称为同位素 同质异能素：具有相同质量数和原子序 数但能量状态不同的一类核素 稳定核素与放射性核素,nuclide,isotope,A,isomer,核衰变(decay)及其类型,衰变
3、衰变 -衰变 +衰变 电子俘获 衰变和内转换,衰变（alpha decay）,核衰变时放射出粒子的衰变 ZX Z-2 Y + 2He+Q,A,A-4,4,衰变,核衰变时放射出粒子的衰变 -衰变（beta decay） ZXZ+1Y+ -+Q +衰变 ZXZ-1Y+ + + +Q 电子俘获 ZX +-1eZ-1Y+ ,A,A,A,A,A,0,A,衰变（gamma decay）,核衰变时放射出粒子的衰变 Z X ZY+ ,A,AM,核衰变规律decay laws,衰变常数与衰变公式 Nt=N0e-t 半衰期 =0.693/T1/2 （生物半衰期 有效半衰期）,放射性活度及其单位,单位时间内的核衰变
4、次数 （衡量放射性强弱） 单位：贝克勒尔 居里,radioactivity,射线与物质相互作用（1）,带电粒子与物质相互作用 电离与激发 ionization excitation 韧致辐射 bremsstrahlung 散射 scattering,射线与物质相互作用（1）,带电粒子与物质相互作用 湮没辐射annihilation radiation 吸收absorption,射线与物质相互作用（2）,光子与物质相互作用 光电效应 photoelectric effect 康普顿效应 Compton scattering 电子对生成 pair production,射线与物质相互作用（3）,中
5、子与物质相互作用 弹性散射 核反应,辐射量及其单位,衡量辐射与物质相互作用时能量的传递关系以及反映与辐射效应相关的量和单位 具有法律效力的法定单位 医学中常用的辐射量有照射量、吸收剂量、当量剂量等,照射量exposure (空气电离能力的量） 反映X，辐射场的强弱,光子在质量为dm的空气中释放出来的全部电子（负电子和正电子）完全被空气所阻止时，在空气中产生任一种符号的离子总电荷的绝对值dQ，与空气质量dm之比。 X=dQ/dm（库仑千克）,吸收剂量absorbed dose （物质吸收辐射的能量） 说明受照物质吸收能量多少,单位质量被照射物质吸收任何电离辐射的平均能量 D=dE/dm（JKg
6、Gy rad）,当量剂量equivalent dose （衡量生物效应的危险度）,组织中某点处的当量剂量是吸收剂量D、品质因数Q以及其他修正因数乘积N的乘积 H=DQN （Sv， rem）,有效剂量effective dose （衡量生物效应的发生率）,全身非均匀性照射当量剂量与相应的组织权重因子乘积的总和 HT = WR DT R,一、名词解释：核素 放射性核素 同位素 同质异能素 核衰变 放射性活度 比活度 放射性浓度 衰变常数 物理半衰期 生物半衰期 有效半衰期 韧致辐射 光电效应。 二、简述常见的核衰变的类型。 三、辐射剂量单位有哪些？,复习思考要点,放 射 防 护,Introduct
7、ion,原子核科学技术的迅速发展及其在各个领域的广泛应用，使得人类接触射线的机会日益增多。因此，放射防护的宗旨是为了保障放射性工作人员、公众及其后代的健康和安全，提高放射防护的效益，促进核技术的发展及放射工作的顺利进行。,The origin of ionizing radiation,Natural background 天然本底：宇宙射线，环境中的天然放射性核素，人体内的放射性核素。三种来源的本底辐射，在一般地区使人体受到年累积剂量当量约为1mSv.a-1。 Artificial radioactivity： Occupation radiation Medical radiation E
8、nvironmental radioactive pollution。,Other radiation,在生活中人们也经常受到来自其它方面的照射，如佩戴夜光表、看电视、乘飞机等，也会造成一定的剂量，但都不会对人体健康造成危害。,生活中的放射性辐射剂量,公众所受辐射照射比例（1993年）,高本底地区,一些国家和地区地表辐射在1m高处空气中的平均吸收剂量率(nGy.h-1)： 奥地利 印度 波兰 美国 意大利 东德 瑞士 日本 西 德 中国台湾 印度喀拉拉邦和泰米尔纳德邦西南沿海长约Km宽约0.5Km的地带富含独居石沉积物（ 232Th占该石重8-10.5%），居住万居民，是世界上含钍最高地区，空
9、气平均剂量率1300nGy.h-1。,中国大陆高本底辐射区,广东的阳江县，地表含有独居石矿物的沉积物土壤中U,Th,Ra的含量较高，比正常地区高倍（吸收剂量平均为0.34uGy.h-1） 世界上95%以上的人生活在“正常区”,电离辐射生物效应,是指电离辐射将辐射能量传递给有机体所引起的任何改变的总称 研究电离辐射对人体的影响（发生、发展、转归、机理），这些影响包括机体受照射后产生的一系列生化、病理生理及形态变化进而引起的一些生物效应。,基本原理,生物大分子的电离、激发 射线能量的转换 物理学化学生物学 生物分子细胞组织器官机体,放射生物效应的分类,确定性效应与随机效应 (严重程度与发生机率)
10、近期效应与远期效应 躯体效应与遗传效应 低剂量辐射兴奋效应,低剂量辐射有益论,既然一些地区的天然本底辐射高出一般地区许多倍，与辐射有关的肿瘤疾病发病率是否增高？其调查的结果是否定的。 因而，近几年产生了“ 小剂量辐射有益论” 的观点，认为小剂量辐射可用刺激机体的免疫系统，增强抵抗疾病的能力，使肿瘤发生率反而降低,即低剂量辐射的兴奋效益。但此种观点尚有待进一步论证。,一定的低剂量对生物生命活动的辐射兴奋效应(hormesis)。,曾报告的低辐射剂量兴奋效应：,增进动物的生长与发育 延长寿命 改善幼体存活率 改善伤口愈合 增强对感染的抵抗力 降低致癌机率,放射卫生防护,防护目的Objective
11、of radioactivity protection 防止一切有害的非随机效应。是基于任何照射都将产生一定的危害，应避免一切不必要的照射的观点。 将随机效应的发生机率降低到被认为可以接受的水平。 防护基本原则 放射实践正当化 放射防护最优化 个人剂量限制化,防护基本原则的含义,实践正当化(justification)：核医学工作、核电站等带来明显的好处 放射防护最优化：防护有科学依据 个人剂量的限制：不超过国家规定的剂量限值。 按照以上原则就可以使放射工作的危险度不高于其它行业。,放射卫生防护基本标准,国家以法规形式颁布的标准国家标准。 国际放射防护委员会（ICRP）及国际原子能委员会(IA
12、EA)发布有关放射防护标准，为各国制定标准的主要依据。,基本限值,放射工作人员的剂量限值 剂量限值是经过长期累积或一次照射后，对机体损害最小和遗传效应的机率最低的剂量，放射工作人员可以接受的上限，而不是安全与危险的分界线。剂量限值要考虑到随机效应与非随机效应。,公众中个人的剂量限值,全身： 5 mSv （60号：1 mSv） 任何单个组织或器官： 50mSv (60号：眼晶体15mSv，皮肤50mSv） 长期持续受到照射时：一生中全身年剂量当量应 1 mSv（含待积剂量）。 新出版物对公众的剂量限值更加严格。,放射卫生防护措施,合理使用放射源 外照射防护三要素 时间、距离、屏蔽 内照射防护要点
13、,外照射的防护措施,时间、距离、屏蔽防护三要素。 受照剂量与放射活度、受照时间成正比，与照射距离的平方成反比。 时间防护：缩短与放射源接触时间 距离防护：尽可能增加与放射源距离。 距离增加倍，剂量下降至1/4。 屏蔽防护：根据不同射线选择不同屏蔽物质 减低活度：满足工作前提下尽可能减少用量。,Paper Copper/perspex Lead/concrete, ,Penetration power of different rays,内照射防护和去污技术,预防性措施 开放性放射工作场所的选址与设计 工作场所的合理布局：三区制（清洁区、中间区、活性区），活性区又分为高、中、低活性区。,安全操作
14、技术 准备充分、操作熟练、注意防护、避免污染。 去污技术 原则：去污及时、防止扩散、合理选用去污技术和去污剂、去污时也要注意放射防护。,Radioactive waste treatment,废水：废水贮存系统贮存衰变，低活度稀释排放； 废物：放置衰变； 废气：低活度可大气稀释。,一、放射防护的基本原则是什么？ 二、外照射有哪些防护措施？,复习思考要点,核医学仪器,核医学仪器是把探测到的射线的能量转换成可记录和定量的电能、光能等，测定放射性核素的活度、能量及其分布的装置。,临床核医学测定及显像仪器, 闪烁计数器 放射免疫测量仪 液体闪烁计数器 低能射线 放射性活度计 脏器功能测定仪：肾、心、甲
15、状腺 照相机；一次成像、平面、静态、动态 发射型计算机断层显像仪 (ECT)： 单光子发射型计算机断层 (SPECT) 正电子发射型计算机断层 (PET) SPECT/ CT、 PET / CT：同机图像融合,核医学放射防护用仪器,个人剂量监测仪 表面污染及场所剂量监测仪,核医学仪器的基本原理,电离作用 荧光现象 感光作用,核医学仪器的基本结构,基本结构 探头(换能器） 晶体 光电倍增管 前置放大器 电子测量装置 定标器 计数率仪 脉冲幅度分析器,晶体 光电倍增管,光电倍增管（PMT）结构原理,常用核医学显像仪器,相机 SPECT PET,照相机的工作原理,照相机的工作原理是利用引入人体内的放射性核素发出的射线使碘化钠晶体激发并产生闪烁荧光，荧光光子与光电倍增管的阴极发生光电效应产生光电子，光电子经光电倍增管联极倍增放大在阳极形成电脉冲，电脉冲信号经位置电路、显示系统和成像装置等处理描绘出放射性分布图象。,相机,准直器,屏蔽和准直作用 保证影像的分辨率和定位的准确,信号分析和 数据处理系统,SPECT,单光子发射型计算机断层(Single Photon Emission Computed Tomography，SPECT) SPECT相当于大视野照相机，其探头系统为一旋转型照相机，它围绕病人作1800或3600
