实验核医学-总结-CHF.doc

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1、实验核医学的定义、内容和任务。（一）定义：利用核素和核射线的特性进行生命科学和基础医学的基础和理论研究，探索生命本质中的关键问题，加深对生命现象的认识和病理过程理解的一门边缘交叉学科。（二）任务：是医学研究，包括核医学自身理论与方法的研究，基础医学与临床医学研究。（三）内容：核物理基本知识；放射防护基本知识；核辐射的测量；核素标记技术；体外放射分析；生物芯片技术；受体的放射分析；活化分析技术；放射自显影术；稳定核素技术；核素示踪技术；分子核医学。第一章 绪论、核物理与辐射防护基本知识重点：核衰变的概念、电离辐射与物质相互作用的类型；本章节的难点：核衰变的类型及特点基本概念或关键词：核素；核衰变

2、；衰变常数；放射性活度；电离；激发；轫致辐射；契仑科夫辐射；湮没辐射；光电效应；康普顿吴有训效应；电子对生成效应。掌握原子核的结构及稳定性。原子 = 原子核（ = 质子+ 中子） + 电子A= 质量数，核子数；Z= 原子序数( 核电荷数、质子数P)；N= 中子数，N=A-Z。表述核素有关的概念。1、 元素：指具有相同质子数的一类原子。2、核素：具有特定原子序数、质量数和核能态的原子称为核素。3、同位素：质子数相同，而中子数不同的核素间的相互称谓。4、同质异能素：质子数和中子数都相同，但具有不同能态的核素间的相互称谓。5、稳定核素：原子核不会自发衰变（跃迁）的核素。6、放射性核素：原子核会自发衰

3、变（跃迁）的核素。7、人工放射性核素：用反应堆或加速器生产的放射性核素。 8、天然放射性核素：自然界存在的放射性核素。 9、宇生放射性核素：3 H 、14 C 、7Be 、22Na、6Li（n, ）3H ; 14N（n, p）14C。10、原生放射性核素：三个天然放射系铀系、钍系、锕系、40 K、87 Ru等。核素稳定与否的规律性：稳定同位素几乎全落在一条光滑的曲线，称为稳定曲线。 偏离稳定曲线上方的核素为丰中子核素，易发生 衰变；下方的核素为缺中子核素，易发生衰变。（一）1、原子序数1-7 的元素(H-N) ，轻核，n=p(n/p=1)，稳定； 2、原子序数8-82 的元素(O-Pb)，重核

4、，n/p=1 1.5 ，稳定。（二） 原子序数82 的原子核均不稳定产生一系列 、- 、+ 、K-ec 、跃迁。1. 核衰变：放射性核素的原子核自发的发生结构或能态的改变，而生成另一种核素并释放某种粒子和光量子的核转变过程，称为放射性衰变，常见核衰变分为r衰变三种类型2. 衰变常数：一个原子核在单位时间内发生衰变的概率。在时间间隔t到t+t内，衰变的原子核数目N与t和在此时刻尚未衰变的总核数N的乘积成正比，及N/t=-N，式中，是比例常数，称为为衰变常数（衰变公示N=N0 et ）3. 衰变：Z82 的放射性原子核自发地从核内释放出一个粒子而变成A-4、Z-2的另一个原子核的过程。 粒子的本质

5、是氦的原子核。4. 电子俘获衰变(K-EC)：质子数过多的原子核自发地从核外绕行电子层中 （ 主要是K 层 ） 俘获一个电子而变成A=A 、Z-1 的另一个原子核的过程。5. 衰变：处于激发态的原子核能自发地将多余的核能以 射线的形式从核内释放出来而回到基态(A=A ，Z=Z) 的过程。6. -衰变：中子数过多的原子核自发地从核内释放出一个-粒子而变成A=A 、Z+1 的另一个原子核的过程。这种粒子的本质是电子7. +衰变：质子数过多的原子核自发地从核内释放出一个 +粒子而变成 A=A 、Z- 1 的另一个原子核的过程。这种粒子的本质是正电子（三）半衰期与放射性活度1. 物理半衰期T1/2：放

6、射性核素由于衰变,其原子核数目或活度减少到原来一半所需的时间,用T 1/2表示。T1/2=ln2/2. 生物半衰期（Tb）：生物半衰期（Tb）：由于代谢而使放射性物质减少一半所需的时间。对应的衰变常数称为生物衰变常数（b）。 3. 有效半衰期（Te）：生物体内放射性核素实际数目减少一半所需的时间，对应的衰变常数称为有效衰变常数（e）4. 放射性活度(A）：单位时间内放射性核素原子核衰变的次数 A=A0 et- （为衰变常数） 旧制：居里（Ci=3.7x1010次核衰变） 新制：贝克（1Bq=1次核衰变）5. 放射性比活度（S）：单位化学质量（摩尔、容积）的放射性物质所具有的放射性活度。反映放射

7、性物质的纯度。S=A/m掌握电离辐射与物质相互作用的类型。（一） 带电粒子（、e、p）与物质的相互作用：激发；电离；弹性散射；轫致辐射；契仑科夫辐射；湮灭辐射，吸收。1. 吸收：带电粒子在物质中运行所产生的激发、电离、散射等效应，使其能量逐渐消耗直至全部消失，粒子运行停止，并和周围的物质发生一些特殊作用，原来的带电粒子不复存在，称为吸收(射程：带电粒子被物质吸收前在物质中所前进的直线距离，称为射程)2. 电离：带电粒子入射物质后，使物质的原子变为离子对的作用称为电离3. 激发：带电粒子入射物质后，与物质的原子核外壳层电子发生的静电作用，使壳层电子获得能量而加速运动，由内层轨道跃迁至外层轨道，即

8、从低能态跃迁到高能态，导致该电子所属的原子由基态变为激发态，这种现象称为激发4. 散射：带电粒子入射物质后，它受到物质原子核库伦电场作用而改变运动方向的现象，称为散射.(带电粒子与原子核作用前后总动能保持不变的过程称为弹性散射)5. 韧致辐射：高能-粒子入射物质通过原子核附近时，受到库伦电场作用而急剧减速，将部分或全部动能转化为电磁辐射，这种辐射称为韧致辐射6. 湮灭辐射：-粒子与物质相互作用而能量耗尽时，将与物质中的自由电子结合，正负电荷相抵消，转化为两个方向相反。能量各为0.511MeV的光子，称为湮灭辐射或光化辐射7. 契仑科夫辐射：高能粒子入射折射率较大的透明介质时，若其在该介质中的运

9、动速度VC/n（C为光在真空速度，n为介质折射率），则在粒子经过的径迹上，将沿一定方向发射出紫外波长的微弱可见光，这种辐射称为契仑科夫辐射。（高能射线（V大）入射高折光率（n大）的介质易实现契仑科夫辐射。 可利用这一性质，无需用闪烁液，只用水等高折光率溶液做介质，即可对高能射线做液闪测量。 ）（二） 射线（X 射线）与物质相互作用：光电效应（能量1.02MeV 的光子）1. 光电效应：当射线入射物质后与其原子核外电子（主要是离核较近的内层轨道电子）碰撞时，将全部能量传递给该电子，获得能量的电子摆脱原子核的束缚变为自由运动的电子，称为光电子，而射线因失去全部能量而消失，这种现象称为光电效应2.

10、康普顿效应：当能量较高的射线入射物质时，与物质的原子核外电子（主要是离核较远的外层轨道电子）发生非弹性碰撞，一部分能量传递给该电子，使其摆脱原子核的束缚称为自由电子（称康普顿原子），而射线仍具有剩余能量维持其在物质内做改变入射方向的运动（称为散射光子）这个过程称为康普顿效应3. 电子对生成：当能量1.022MeV的射线入射物质后，受到物质原子核的核力场作用转化为一对正负电子，而射线消失，多余的能量作为电子对动能，这个过程称为电子对效应4. 射线的吸收：由于射线与物质的相互作用产生光电效应、康普顿效应、电子对生成而导致射线能量减弱的现象，称为射线的吸收（三） 随射线能量增大，总吸收系数变小，说明

11、射线在物质中的贯穿本领变大。从上述内容可知 ，无论何种效应占主导地位，对射线的有效防护，应使用高密度、高原子序数的物质 。当射线能量小于0.lMeV时，光电效应为主；能量为0.12MeV时，康普顿效应为主，能量超过10MeV时，电子对生成效应为主。 （四） 电离密度：带电粒子穿过物质时，单位路径上形成的离子对的数目。（带电粒子：速度越小，所带电荷越多，电离密度越大。）因而 粒子电离密度比 粒子大。（五） 传能线密度(LET) ： 带电粒子穿过物质时，单位路径上能量转移小于某一特定值 的历次碰撞所损失的能量。（六） 、 、 三种射线的共同点 都是从核里发射出来的，都具有极快的速度，其中 最快，

12、次之， 最慢；都能使介质电离，其电离本领以最强， 次之， 最弱；都具有一定的穿透能力，其中 最强， 次之，最弱；它们都能引起生物学和化学变化，特别是都能使照相底片感光；在放射过程中都能不断释放辐射能量，使周围介质吸收后温度升高；三种射线都能产生荧光。 第一章2 辐射防护基本知识目的要求：掌握常用辐射量的概念、辐射生物效应的发生机理、效应分类、辐射防护的目的和原则。 本章节的重点：辐射生物效应发生机理、效应分类；辐射防护的目的和原则、辐射剂量限值；内外照射防护的基本方法。本章节的难点：辐射生物效应发生机理；常用辐射量的含义与运用。基本概念或关键词：随机效应；确定性效应；吸收剂量；比释动能；当量剂

13、量；有效剂量。电离辐射生物效应：是指电离辐射的能量传递给生物机体后所引起的变化和反应。（一） 发生机理：1、原发作用：1）直接作用：作用于生物大分子引起损伤； 2）间接作用：作用于水分子，产生活性物质再作用于生物大分子引起损伤。2、继发作用：生物大分子损伤 生化改变 细胞代谢改变 病理改变 损伤 死亡损伤和修复同时存在。（二） 分类：1、按辐射效应后果：躯体效应 、遗传效应； 2、按症状出现的时间：急性效应、慢性效应。 3、按辐射防护观点：随机效应、确定性效应。（三） 随机效应：辐射效应发生的几率与辐射剂量大小成正比的效应称随机效应 。 其特点是，效应的发生不存在剂量的阈值，它原则上是以群体为

14、对象进行评价。遗传效应和致癌效应视为随机效应（四） 确定性效应：辐射效应发生的 严重程度 与辐射剂量的大小成正比的效应称确定性效应。其特点是，效应的发生有剂量阈值的概念，它原则上是个人受照射的水平问题，皮肤红斑、脱发和白内障视为确定性效应。（五） 影响辐射素：与辐射有关因素：1. 射线种类（内照射；外照射）；2. 吸收剂量；3. 辐射剂量率；在一般情况下单位时间内机体所接受的照射剂量（剂量率）越大，生物效应越显著。 4. 照射方式、部位、范围和分次照射；同一剂量的辐射，在分次给予的情况下，其生物效应低于一次给予的效应。分次愈多，各次间隔时间愈久，则生物效应愈小。 当照射剂量和剂量率相同时，腹部

15、照射的全身后果最严重，依次为盆腔、头颈、胸部及四肢。 与机体有关因素：1. 生物种系：种系演化越高，机体组织结构越复杂，其敏感性越高；2. 生物个体：随着个体发育过程，其敏感性是逐渐降低。老年人组织抗氧化能力下降，敏感性提高；3. 组织细胞：与分裂能力成正比，与分化程度成反比；高度敏感组织： 淋巴组织、胸腺、骨髓组织、胃肠上皮（小肠隐窝上皮细胞）、性腺、胚胎组织；4. 组织和细胞内环境：局部组织含氧量增高可使放射敏感性增高，称为氧效应。局部组织温度增高可使放射敏感性增高，称为温度效应。某些化学试剂和激素可改变机体辐射敏感性 （防护效应 、增敏效应）5. 细胞核的敏感性高于胞浆； DNAmRNArRNA 、tRNAPr。（六）常用辐射量及其单位：1、照射量X；2、吸收剂量D ；3、当量剂量HR。1. 照射量：在质量为dm