核医学物理基础

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1、第一章第一章核医学物理根底核医学物理根底 福建省立医院核医学科福建省立医院核医学科何品玉何品玉供供8年制及年制及7年制年制临床医学等床医学等专业用用核核医医学学NUCLEARMEDICINE主主编张永学永学副主副主编匡安仁匡安仁黄黄钢2024/9/271a原子原子结结构构原子核中子质子电子+ +第一第一节节 原子原子结结构构KLM2024/9/272a 原子由原子由质子、中子和子、中子和电子子组成。成。质子与中子与中子子组成原子核。成原子核。每个每个电子都沿着自己的固定子都沿着自己的固定轨道道围绕着原着原子核运子核运动，处于不同于不同轨道道电子具有不同的能量，子具有不同的能量，电子子总是首先占

2、据着位能是首先占据着位能较低的内低的内层。每。每层所能容所能容纳的最多的最多电子数子数为2n2。质子子带正正电，电子子带负电，中子不中子不带电。质子数与子数与电子数相等，子数相等，整个原子呈中性。整个原子呈中性。磷原子磷原子 15P17 结结构示意构示意图图32322024/9/273aX X为元素符号元素符号Z Z为质子数子数 ( (原子序数原子序数) )N N为中子数中子数A A为质量数量数A=Z+NA=Z+N原子核结构表示： AXN，可省略为AX如：131I 78131 I 32 P1732 Pz535315152024/9/274a元素、同位素、核素、元素、同位素、核素、同同质质异能素

3、异能素 元素元素质质子数相同的一子数相同的一类类原子。化学性原子。化学性质质相同，而物理特相同，而物理特性可有差异，如性可有差异，如131131I I和和127127I I 核素核素质质子数、中子数相同，且原子核子数、中子数相同，且原子核处处于相同能量状于相同能量状态态的一的一类类原子。原子。2024/9/275a 同同质异能素异能素 具有相同的具有相同的质量数和量数和质子数，但核能子数，但核能态不同不同 的原子，彼此称同的原子，彼此称同质异能素。异能素。 如如：基基态核核素素与与激激发态核核素素99Tc99Tc与与99mTc99mTc 基基态原子核的最低能量状原子核的最低能量状态稳定定态 激

4、激发态比比基基态高高的的能能量量状状态不不稳定定态 2024/9/276a 同位素同位素质子数同，中子数不同子数同，中子数不同, ,在周期表上在周期表上处于相同于相同 位置的核素，互称位置的核素，互称为同位素同位素 如：如： 131I78 131I78、 125I72 125I72、 123I70 123I70、 127I74 127I74 1H 1H氕 pie pie、2H2H氘daodao、3H3H氚chuanchuan 同位素具有化学性同位素具有化学性质相同，生物学特征相同，但物理相同，生物学特征相同，但物理 性性质有差异的特点有差异的特点 53535353535353532024/9/

5、277a 每种元素包括假设干种核素，核素有2300多种， 分别属于100余种元素。 核素因物理性质不同，分为： 稳定性核素 Z20 N/Z1 Stability 不稳定性核素放射性核素 Z83 Unstability 2024/9/278a一、核力与放射性核素一、核力与放射性核素1.原原子子核核内内存存在在两两种种力力库库仑仑斥斥力力质质子子之之间间存存在在相相互互排排斥的力；核力中子与斥的力；核力中子与质质子之子之间间存在互相吸引的力。存在互相吸引的力。 核核内内两两种种力力不不能能保保持持平平衡衡或或核核能能量量处处于于激激发发态态。原原子子核核不不稳稳定定，需需通通过过核核内内结结构构或

6、或能能级级调调整整(自自发衰衰变)才才能能趋于于稳定定的核素。的核素。中中子子数数与与质子子数数的的比比例例在在一一定定范范围内内能能使使库仑斥斥力力与与核核力力平平衡衡时或或核核能能量量处于于基基态稳定定状状态。原原子子核核稳稳定定，不不会会自自发发衰衰变变的核素的核素。 发发生核衰生核衰变变取决于核内取决于核内结结构特征与能量状构特征与能量状态态第二第二节节 放射性核衰放射性核衰变变2024/9/279a二、放射性衰二、放射性衰变变及衰及衰变类变类型型放射性衰放射性衰变放射性核素放射性核素自自发发地地进进行核内行核内结结构构或能或能级调级调整，整，释释放出一种或一种以放出一种或一种以上的射

7、上的射线线并并转转化化为为另一种核素的另一种核素的过过程程 2024/9/2710a放射性衰放射性衰变类变类型型衰衰变变放射性核素自放射性核素自发发地从核内放出地从核内放出射射线线 粒子粒子 的衰的衰变变。粒子粒子实际实际上是氦核上是氦核 4He AXA-4Y+4HeQ226Ra222Rn4 镭镭 氡氡 2ZZ22888622024/9/2711a 衰变衰变时放出粒子电子。因核 内中子数过多，中子转变为质子的过程。 AX A YQ 32P32S ZZ+115162024/9/2712a 正电子衰变衰变时放出粒子，因 核内中子数过少，由质子转变为中子的过程。 A X A YQ 18 F18O98

8、ZZ1 2024/9/2713a电子俘子俘获衰衰变因核外中子相因核外中子相对缺乏，从核外最内缺乏，从核外最内层K层上上俘俘获一个一个电子，使核内一个子，使核内一个质子子转变为一个中子的一个中子的过程。程。AX0eAY55Fe0e55Mn衰衰变过程放出：特征程放出：特征X射射线、俄歇、俄歇电子、子、射射线和内和内转换电子子126-125Z1Z或或内内转换电转换电子子 衰衰衰衰变变及内及内及内及内转换转换模式模式模式模式图图2024/9/2714a 衰衰衰衰变变衰衰变往往是往往是继发继发于于衰衰变变或或衰衰变变后后发发生，生，这这些衰些衰变变后，原子核后，原子核还处还处于于较较高能高能量状量状态态

9、，原子核以放出，原子核以放出-ray -ray 释放出放出过剩剩能量能量99Mo99mTc+- -99Tc+(T T1/21/2: 66.02d; 6.02h): 66.02d; 6.02h)原子核从激原子核从激发态回复到基回复到基态时，放出，放出射射线的的过程。程。 AmXAY99mTc99Tc2024/9/2715a 三、衰变规律 一衰变规律：衰变中原子核数目是随着 时间按指数规律减少的。 Nt=N0et2024/9/2716a 二放射性活度与比放射性活度 放射性活度：一定量的放射性核素在单位时间 内发生的核衰变数。放射性活度 也是随时间按指数规律减少。 A A0et 国 际 单 位：贝克

10、Bq：表示一秒内发生 一次核衰变。 临床使用剂量常用： KBq=103Bq ，MBq=103K Bq ， GBq=103 MBq ， TBq=103 GBq。 2024/9/2717a旧旧制制单单位：居里位：居里 Ci ：表示每秒：表示每秒发发生生3.71010次核衰次核衰变变。居里与居里与贝贝克克换换算关系：算关系：1Ci=3.71010Bq比放射性活度：比放射性活度：单单位位质质量量 容容积积 放射性制放射性制剂剂中的放射性活度。中的放射性活度。Bq/ml，Bq/mg或或Ci/ml，Ci/mg。2024/9/2718a 三半衰期 1物理半衰期：在单一的放射性衰变过程中， 放射性活度降低至原

11、有值的一半时，所需 要的时间。用T1/2表示。 是每一种放射性核素所特有的。如： 131I8d、99Mo67h99mTc6.02h99Tc2105y 2生物半衰期：由于生物过程排出使放射性 活度减少一半所需要的时间。 用Tb表示。 3有效半衰期：由于放射性衰变和生物排出 的综合作用使放射性活度较少一半所需要 的时间。用Te表示。2024/9/2719a。原子原子。 n n 物质：气体 液体 固体 包括人体 等第三第三节节 射射线线与物与物质质的相互作用的相互作用 2024/9/2720a 一 带电粒子与物质的相互作用 一电离与激发 带电粒子通过物质时，与物质原子的核外电 子发生静电作用，核外电

12、子获得能量，产生两种 作用：2024/9/2721a 电离：核外离：核外电子子获得足得足够的能量后的能量后:核外核外电电子子脱离了脱离了轨轨道道带负电带负电的的自由自由电电子子物物质质原子原子失去核外失去核外电电子子 带带正正电电离子离子离离子子对对 电电离作用是射离作用是射线线使物使物质质引起物理、化学引起物理、化学变变化及生物学效化及生物学效应的主要机制的主要机制2024/9/2722a 激发：核外电子获得能量，缺乏以脱离轨道成为自由电子， 只能跃迁到能量高的轨道，使原子处于激发态。 电离作用强弱电离度 在单位路程上产生的离子对数目电离密度2024/9/2723a电离度大小因素： 射线带电

13、量 射线速度 物质密度 电离度大 大 慢 大 电离度小 小 快 小射线电离度最大，穿透力小射程微米级 射线电离度次之，穿透力较大射程毫米级射线、射线用于治疗疾病2024/9/2724a 二韧质辐射高速带电粒子通过物质时，受到核电场 力的作用，急剧失去能量而释放出X射线。 只有能量较高的粒子才产生韧致辐射。 韧致辐射发生几率与粒子能量成正比；与通过物 质的原子序数平方成正比。 粒子的屏蔽物应用低密度材料 如：有机玻璃2024/9/2725a三散射带电粒子在行进途中，易受物质原子核电场力 的作用，而改变前进方向，这种现象称散射。 粒子散射作用明显 粒子散射不明显，行进根本是直线。四湮灭辐射正电子衰

14、变产生的正电子，通过物质能量 耗尽时与物质中的自由电子结合，而转变为两个方向相 反、能量各位0.511MeV的光子而自身消失。 PET成像原理就是利用湮灭辐射。2024/9/2726a二二x、射射线线与物与物质质的相互作用的相互作用射射线线通通过过物物质时质时，将全部的能量，将全部的能量转转移移给给物物质质原子的核外原子的核外电电子子 内内层层 ，核外，核外电电子子获获得得能量后脱离原子而能量后脱离原子而发发射出去成射出去成为为光光电电子。子。低能的低能的射射线线 0.5MeV以下以下 在高原子序在高原子序数的物数的物质质中光中光电电效效应显应显著。著。电电离度最小离度最小 次次级电级电离离

15、，穿透力最大，用于，穿透力最大，用于诊诊断疾病。断疾病。2024/9/2727a 能量较大的射线将局部能量转移给轨道电子， 使之脱离原子，成为康普顿电子，而光子本身改变 方向继续前进。 足够大的能量大于1.022Mev的射线，在 物质原子核电场的相互作用下，产生一对正负电子。2024/9/2728a三种作用效三种作用效应应 光光电电效效应应 康普康普顿效效应 电子子对效效应 产产生次生次级电级电子子电电离效离效应应次次级电子使子使物物质原子原子电离离射射线第第 1 1 步步初初级作用作用第第 2 2 步步次次级作用作用2024/9/2729a射线射线射线射线电离度最大大（较射线小）小（次级电离

16、）湮灭辐射有光电效应有韧致辐射有穿透力最小（）小（）大应用治疗（电离辐射生物效应）治疗（电离辐射生物效应）诊断（PET成像）诊断（SPECT成像）防护一张纸原子序数小的材料（如：有机玻璃）原子序数大的材料（如：铅）原子序数大的材料（如：铅）射线的应用与防护2024/9/2730a第四节 辐射剂量与单位2024/9/2731a第二章第二章第二章第二章核医学核医学核医学核医学仪仪仪仪器器器器福建省立医院核医学科福建省立医院核医学科福建省立医院核医学科福建省立医院核医学科 何品玉何品玉何品玉何品玉供供8年制及年制及7年制年制临床医学等床医学等专业用用核核医医学学NUCLEARMEDICINE主主编张

17、永学永学副主副主编匡安仁匡安仁黄黄钢2024/9/2732a 一一核医学核医学仪仪器器在医学中探在医学中探测和和记录放射性核素放出射放射性核素放出射线的种的种类、能量、活度及其随、能量、活度及其随时间变化在空化在空间分布的分布的仪器。器。二二放射性探放射性探测仪器的器的结构与作用原理构与作用原理放射性探放射性探测仪器器结构包括：射构包括：射线探探测器和分析器和分析与与记录脉冲信号的脉冲信号的电子子测量装置。量装置。2024/9/2733a1、放射性探、放射性探测器，俗称探器，俗称探头。作用：将射作用：将射线能量能量转变为电能量，即将射能量，即将射线转变为电讯号号电离探离探测器：以气体器：以气体

18、为媒媒质，利用，利用电离作用的原理离作用的原理如：活度如：活度计闪烁探探测器：以固体或液体器：以固体或液体为媒媒质，利用，利用荧光光现象的原理象的原理如：如：SPECT、PET闪烁探探头组成：成：闪烁体、光体、光电倍增管及前置放大器倍增管及前置放大器作作用用原原理理：射射线闪烁体体射射线能能量量变成成光光能能光光电倍倍增增管管光光能能变电信信号号并并逐逐级放放大大前前置置放放大大器器电信信号号再再次次放大放大主放大器主放大器2024/9/2734a2、分析和、分析和记录脉冲信号的脉冲信号的电子子测量装置量装置 作用：作用：对对脉冲信号脉冲信号进进行甄行甄别别和分析，无用的信号被甄和分析，无用的

19、信号被甄别别掉，有用信号通掉，有用信号通过脉冲高度分析器送入脉冲高度分析器送入计数器或相数器或相应的的记录仪记录，得出数据。，得出数据。 组组成：脉冲高度分析器、成：脉冲高度分析器、计计数率数率仪计仪计数器等。数器等。 2024/9/2735a探探测测器器探探测测器器511 KeV 射射线511 KeV 射射线+-PET显像原理：正电子湮灭辐射和符合探测：俘获形成电子偶 质能转换成光子对 能量相等511kev 方向相反2024/9/2736a2024/9/2737a 三 核医学显像仪器 2. SPECT single photon emission computed tomography 3.

20、 PETpositron emission tomography 4. SPECT与PET比较 5. TCT与ECT的特点 TCTtransmission computed tomography，穿透型CT ECTemission computed tomography，发射型CT 6. SPECT/CT、PET/CT2024/9/2738a第三章第三章第三章第三章放射性放射性放射性放射性药药物物物物福建省立医院核医学科福建省立医院核医学科福建省立医院核医学科福建省立医院核医学科 何品玉何品玉何品玉何品玉供供8年制及年制及7年制年制临床医学等床医学等专业用用核核医医学学NUCLEARMEDIC

21、INE主主编张永学永学副主副主编匡安仁匡安仁黄黄钢2024/9/2739a 一一 根本概念根本概念1.放射性放射性药药物物含有放射性核素的含有放射性核素的药药物。物。用用核核标标记记技技术术将将放放射射性性核核素素标标记记在在化化合合物分子物分子结结构构上上，放放射射性性核核素素起起可可被被探探测测的的作作用用或或治治疗疗作用，作用，被被标标记记的的化化合合物物根根据据其其生生物物学学特特性性决决定定放放射性射性药药物物在体内的分布。在体内的分布。2024/9/2740a 2. 类型 放射性核素分子或离子 如，133Xe气体分子、131I离子 放射性核素标记化合物 如，99mTcECD、99m

22、TcRBC2024/9/2741a 二医用放射性核素来源 1.反响堆生产 如：131I 2.加速器生产 如：18F 3.核素发生器 如：99mTcO42024/9/2742a放射性核素放射性核素发发生器生器从放射性核素母子体系中周期性地分从放射性核素母子体系中周期性地分离出放射性子体的装置。又称离出放射性子体的装置。又称“母牛。母牛。99Mo-99mTc发发生器生器99Mo T1/2=2.7d 99mTc(T1/2=6h)99Tc母体核素母体核素子体核素子体核素2024/9/2743a 一一 裂裂变变型型发发生器：生器：Al2O3 二二 凝胶型凝胶型发发生器：生器：ZrMoO32024/9/2

23、744a 三诊断放射性药物 1. 放射性核素选择 适宜的半衰期 衰变方式与射线能量 不同仪器有不同的要求2024/9/2745a 2. 放射性药物的生物学特性 在靶器官中浓聚快，在血液中去除快。 靶/非靶比值高2024/9/2746a 四四 治治疗疗放射性放射性药药物物1.放射性放射性药药物物选择选择 1 半衰期半衰期 2 衰衰变类变类型型 、 3 生物学特征生物学特征放射性放射性药药物引入体内后物引入体内后选择选择性到病性到病变组织变组织 靶向作用靶向作用 ，靶，靶/非靶比非靶比值值高。高。核素放出射核素放出射线线能能对对病病变组织产变组织产生致死生致死杀伤杀伤作用。作用。2024/9/27

24、47a 五99mTc标记放射性药物的制备 六放射性药物的质量控制 1. 放射性核素纯度 2. 放射化学纯度 3. 化学纯度2024/9/2748a第四章第四章第四章第四章辐辐辐辐射生物效射生物效射生物效射生物效应应应应与与与与辐辐辐辐射防射防射防射防护护护护福建省立医院核医学科福建省立医院核医学科福建省立医院核医学科福建省立医院核医学科 何品玉何品玉何品玉何品玉供供8年制及年制及7年制年制临床医学等床医学等专业用用核核医医学学NUCLEARMEDICINE主主编张永学永学副主副主编匡安仁匡安仁黄黄钢2024/9/2749a 辐射射防防护(radiation (radiation protect

25、ion) protection) 的的目目的的就就是是要要把把放放射射线对人人的的影影响响减减少少到到最最低低限限度度。只只有有掌掌握握有有关关射射线对人人体体影影响响的的知知识和和防防护措措施施，才才能能趋利利避害，化害避害，化害为利。利。 RadiationRadiation needneed notnot bebe feared,feared, butbut ititmustberespectedmustberespected。2024/9/2750a 1 1对病病人人主主要要是是内内照照射射即即放放射射性性核核素素进入入人体内人体内产生的照射，生的照射，对医医务人人员主要是外照射主要是

26、外照射 2 2由由于于放放射射性性药物物在在体体内内的的特特殊殊分分布布，病病人人全身受照全身受照剂量小，个量小，个别器官、器官、组织受照受照剂量高。量高。核医学核医学辐辐射的特点射的特点2024/9/2751a第一第一节节天天然然本本底底辐辐射射2024/9/2752a一一. . 宇宙射宇宙射线 星球碰撞、爆炸等形成的微粒在宇宙空星球碰撞、爆炸等形成的微粒在宇宙空间磁磁场的作用下形成的高能粒子流，其中主要是的作用下形成的高能粒子流，其中主要是质子，子，其次是其次是粒子和重离子等。粒子和重离子等。 一一 初初级级宇宙射宇宙射线线 二二 次次级级宇宙射宇宙射线线 初初级宇宙射宇宙射线从宇宙空从宇

27、宙空间进入大气入大气层后，与后，与空气分子空气分子发生核反响形成光子、生核反响形成光子、电子、子、质子、中子、中子、子、介子等射介子等射线以及以及产生生3H3H、14C14C、7Be7Be、22Na22Na、85Kr85Kr等放射性核素，形成等放射性核素，形成对地球的天然地球的天然辐射。射。 能量范能量范围宽围宽，强强度随海拔高度、度随海拔高度、纬纬度度的不同而的不同而变变化。化。对对人体人体产产生外照射。生外照射。 2024/9/2753a系列衰系列衰变变有有铀铀系系、锕锕系系和和钍钍系系三种，其共同特征：三种，其共同特征：二二. . 地球地球辐射射 一一 天然存在的放射性系列衰天然存在的放

28、射性系列衰变变 1 1 起始衰起始衰变变的母体核素有可以与地球年的母体核素有可以与地球年龄龄相比的半衰期。相比的半衰期。 2 2 数十次系列衰数十次系列衰变变直到成直到成为稳为稳定性定性铅为铅为止衰止衰变产变产物均是放物均是放射性核素，衰射性核素，衰变过变过程中有放射性程中有放射性氡氡气气 222Rn2222Rn2 产产生。生。 3 3 最最终变终变成成稳稳定性定性铅铅。 地球地球辐辐射射对对人体的影响人体的影响有外照射和内照射。有外照射和内照射。 二二 40K40K、14C14C等等单单独存在的天然放射性核素独存在的天然放射性核素2024/9/2754a三三. . 本底当量本底当量时间 表示

29、在表示在临床核医学防床核医学防护工作中，病人所受的工作中，病人所受的辐射射剂量的大小可以用相当于在多量的大小可以用相当于在多长时间几月或几几月或几年内受的天然本底年内受的天然本底辐射的射的剂量。量。 例如，一般病人在一次普通的核医学例如，一般病人在一次普通的核医学显像像过程程中全身接受的平均中全身接受的平均辐射射剂量量约为3.6 mSv 3.6 mSv ，大，大约相相当于世界上多数地区一年的平均天然本底当于世界上多数地区一年的平均天然本底辐射射剂量量(1-6 mSv)(1-6 mSv)。 2024/9/2755a第二第二节节放射放射线对线对人体的影响人体的影响2024/9/2756a一一. .

30、确定性效确定性效应和随机效和随机效应 一一 确定性效确定性效应应(determinate effect) (determinate effect) 确定性效确定性效应是指是指辐射射损伤的的严重程度与重程度与所受所受剂量呈正相关，有明量呈正相关，有明显的的阈值，剂量未量未超超过阈值不会不会发生有害效生有害效应。一般是在短期。一般是在短期内受内受较大大剂量照射量照射时发生的急性生的急性损害。害。 2024/9/2757a确定性效确定性效应应2024/9/2758a 二二 随机效随机效应应(stochastic effects)(stochastic effects) 随机效随机效应研究的研究的对象

31、是群体，是象是群体，是辐射效射效应发生的几率或生的几率或发病率而非病率而非严重程度与重程度与剂量相关的效量相关的效应，不存在具体的，不存在具体的阈值。 2024/9/2759a产产生放射生物效生放射生物效应应的最根本的的最根本的原因原因1.1.直接作用：放射直接作用：放射线与物与物质的相互作用的相互作用导致的生致的生物分子的物分子的电离和激离和激发2.2.间接作用：接作用：电离和激离和激发产生的自由基生的自由基导致的致的继发作用。作用。 主要是水自由基主要是水自由基对生物分子的生物分子的损伤作用。作用。 2024/9/2760al自由基自由基 radicals ：l有一个或多个不配有一个或多个

32、不配对电对电子而能子而能独立存在的原子或分子，具有极独立存在的原子或分子，具有极高的不高的不稳稳定性和化学反响性，存定性和化学反响性，存在的在的时间时间极其短极其短暂暂。2024/9/2761a 对核酸分子主要作用于碱基、磷酸二核酸分子主要作用于碱基、磷酸二酯键、核糖。、核糖。 通通过脂脂质过氧化作用造成体内包括氧化作用造成体内包括细胞膜、胞膜、线粒体膜、溶粒体膜、溶酶体膜、核膜等生物膜体膜、核膜等生物膜的的损伤，使生物膜的能量，使生物膜的能量传递、物、物质转运、运、信息信息识别等功能受到影响。等功能受到影响。 自由基直接作用于自由基直接作用于生物大分子生物大分子2024/9/2762a一定的

33、低一定的低剂剂量量对对生物生命活生物生命活动动的的辐辐射射兴奋兴奋效效应应(hormesis)(hormesis)。 三三. .低低辐射射剂量的量的兴奋效效应 曾曾曾曾报报报报告的低告的低告的低告的低辐辐辐辐射射射射剂剂剂剂量量量量兴奋兴奋兴奋兴奋效效效效应应应应： l增增进动进动物的生物的生长长与与发发育育l延延长长寿命寿命l改善幼体存活率改善幼体存活率l改善改善伤伤口愈合口愈合l增增强强对对感染的抵抗力感染的抵抗力l降低致癌机率降低致癌机率2024/9/2763al进进一步的研究一步的研究还发现还发现其作用机制方面，其作用机制方面，有免疫有免疫兴奋兴奋效效应应，DNA修复的修复的兴奋兴奋效

34、效应应，诱导诱导自由基和活性氧去除等。自由基和活性氧去除等。l实验实验研究研究还证实还证实低低剂剂量量辐辐射射兴奋兴奋效效应发应发生生过过程中有相程中有相应应的基因表达和表达的基因表达和表达产产物物蛋白蛋白质质的合成，的合成，这这些基因及其表达些基因及其表达产产物物通通过过上上调调或下或下调调相相应应的基因的表达来影的基因的表达来影响上述响上述过过程。程。2024/9/2764a 但但由由于于辐射射生生物物效效应是是一一个个复复杂的的问题，低低剂量量辐射射的的兴奋效效应还有有很很多多急急待待解解决决的的问题， 与与传统的随机效的随机效应的理的理论也相矛盾。也相矛盾。 还有待于有待于进一步的探索

35、和一步的探索和验证。 低低剂剂量量辐辐射有害射有害 ? ? 有益有益 ? ? 沒沒有影响有影响 ? ?2024/9/2765a四四. . 辐射射对机体机体组织的的损伤 一一 组织组织的的辐辐射敏感性射敏感性 自然界中不同种自然界中不同种类的的动物，同种物，同种动物的不同物的不同个体以及同一个体的不同个体以及同一个体的不同组织在受到同在受到同样剂量的量的照射照射时引起的引起的损伤都是不同的。都是不同的。 总的来的来讲，高等，高等动物比低等物比低等动物物辐射敏感性射敏感性高，分裂增殖活高，分裂增殖活泼的的细胞、分化程度胞、分化程度较低的低的组织细胞胞辐射敏感性高。以上的射敏感性高。以上的规律也有例

36、外。律也有例外。2024/9/2766a 二二 造血造血组织组织的的辐辐射射损伤损伤 造血造血组织的的辐射射损伤可以通可以通过外周血外周血细胞的胞的变化反映，易于化反映，易于观测，故有，故有生物生物剂剂量量仪仪之称。之称。 血血液液系系统的的辐射射损伤主主要要是是造造血血细胞胞增增殖殖能能力力的抑制或的抑制或丧失。失。 造造血血组织受受损伤的的程程度度可可以以反反映映受受照照剂量量的的大大小小。血血液液系系统的的变化化是是辐射射损伤的的临床床诊断断和和预后后判判断的指断的指针。2024/9/2767a 2. 2.造血干造血干细胞有极高的胞有极高的辐射敏感性，受射射敏感性，受射线照照射后造血干射

37、后造血干细胞可因胞可因辐射致射致细胞坏死胞坏死necrosisnecrosis和和细胞凋亡胞凋亡(apoptosis)(apoptosis)，其数量随受照，其数量随受照剂量呈指量呈指数数规律下降。受律下降。受较大大剂量照射后，造血干量照射后，造血干细胞被破胞被破坏，数量急坏，数量急剧减少，余下的造血干减少，余下的造血干细胞通胞通过自我复自我复制和分化制和分化为祖祖细胞以恢复造血功能。故具有极大的胞以恢复造血功能。故具有极大的潜在修复能力。在受到极其潜在修复能力。在受到极其严重的重的辐射射损伤后，才后，才必必须进行干行干细胞移植，胞移植，轻度度损伤时可采取可采取输血治血治疗等措施。等措施。 20

38、24/9/2768a 3.3.外外周周血血细胞胞的的变化化: :辐射射对外外周周血血细胞胞的的作作用用不不明明显，主主要要是是抑抑制制造造血血细胞胞的的增增殖殖能能力力使使血血细胞胞的的来来源源减减少少，引引起起外外周周血血细胞胞数数量量的的下下降降，较大大剂量量的的照射那么能引起血照射那么能引起血细胞寿命的胞寿命的缩短。短。淋巴细胞嗜中性细胞血紅蛋白Days0 10 20 30 40 50 60血小板2024/9/2769a 三三 睾丸和卵巢的睾丸和卵巢的辐辐射射损伤损伤 放射放射线主要抑制精原干主要抑制精原干细胞和精原胞和精原细胞的胞的分裂，分裂，总的效果就是精子数减少。女性性腺的的效果就

39、是精子数减少。女性性腺的放射敏感性放射敏感性较男性性腺略低，男性性腺略低， 据文献据文献报道，男女受照人道，男女受照人员全身一次全身一次1.5 1.5 GyGy照射照射时，可引起短，可引起短时间的生殖能力降低，的生殖能力降低，5.0 5.0 Gy Gy 的全身一次照射可引起的全身一次照射可引起1 12 2年或更年或更长的无生的无生育，一般育，一般8.0 Gy 8.0 Gy 以上的全身一次照射可引起生以上的全身一次照射可引起生殖能力殖能力难以恢复的以恢复的损害。害。 2024/9/2770a 四四 成年人中枢神成年人中枢神经经系系统统属放射敏属放射敏感性不太高的感性不太高的组织组织，但一旦，但一

40、旦发发生生损损伤伤，往往是不可逆的。，往往是不可逆的。 l1.0 Gy 1.0 Gy 照射可出照射可出现脑电图的异常的异常l数十数十GyGy的照射后，可引起的照射后，可引起脑组织水水肿、出血，、出血，严重者重者发生神生神经细胞坏死等形胞坏死等形态学改学改变，病人，病人出出现无力、嗜睡，重者昏迷等病症无力、嗜睡，重者昏迷等病症 。l50 Gy 50 Gy 以上的一次大以上的一次大剂量照射，引起受照者全量照射，引起受照者全身身痉挛，乃至死亡。，乃至死亡。2024/9/2771a ( (五五) )消消化化道道粘粘膜膜，特特别是是小小肠绒毛毛上上皮皮细胞胞是是更更新新快快、增增生生活活泼的的组织，辐射

41、射敏敏感感性性很很高高，受受射射线照照射射后后，很很快快引引起起上上皮皮细胞胞的的分分裂裂抑抑制制，肠淋淋巴巴组织破破坏坏。由由于于食食物物残残渣渣等等的的刺刺激激，易易于于继发感感染染。所所以以受受射射线照照射射早早期期即即出出现恶心心、呕呕吐吐、食食欲欲不不振振，继而而出出现腹泻、血大便等消化道病症。腹泻、血大便等消化道病症。2024/9/2772a ( (六六) )皮皮肤肤也也是是辐射射敏敏感感性性较高高的的组织之之一一。常常见的的病病症症是是毛毛发脱脱落落、指指甲甲发育育不不良良等。等。较大大剂量照射可引起局部量照射可引起局部红斑、斑、溃疡等。等。2024/9/2773a 七七 辐辐射

42、致射致细细胞凋亡胞凋亡 1.1.辐射致射致细胞凋亡的特征胞凋亡的特征 辐辐射引起的射引起的细细胞凋亡具有一般的胞凋亡具有一般的细细胞凋亡的胞凋亡的特征等。特征等。辐辐射所致凋亡射所致凋亡还发还发生生物膜通透性的改生生物膜通透性的改变变，细细胞膜胞膜结结构和染色构和染色质质形形态结态结构的构的变变化等。化等。 2024/9/2774al 引引发性刺激性刺激 l 滞后滞后阶段的段的调节l 死亡反响死亡反响2024/9/2775al细细胞凋亡胞凋亡过过程中表达增加的基因：程中表达增加的基因：l 如如ced 1,2,5,6,7,8,10ced 1,2,5,6,7,8,10 吞噬作用吞噬作用 ， c-

43、c-fosfos 转录转录功能功能 ，TIMPTIMP 蛋白蛋白酶酶抑制抑制剂剂功能功能 ，RP-2RP-2、RP-8RP-8 转录转录功能功能 。l促促进进某些某些细细胞凋亡，例如胞凋亡，例如ces-2,ced-3,c-ces-2,ced-3,c-myc,TNF-myc,TNF-等。假等。假设设阻断阻断这这些基因的表达，些基因的表达，那么可抑制那么可抑制细细胞凋亡。胞凋亡。l少数基因可抑制少数基因可抑制细细胞凋亡，如胞凋亡，如egl-1egl-1、 p53 p53、 bcl-2bcl-2、crm Acrm A等等 。3.3.凋亡相关基因及其表达凋亡相关基因及其表达 2024/9/2776a

44、辐射射致致细胞胞凋凋亡亡还与与细胞胞周周期期、射射线的的线形形能能量量传递系系数数LETLET、组织的的氧氧浓度度以以及及辐射射剂量量和和剂量量率率等等有有关关。细胞胞凋凋亡亡还受受到到细胞胞内内核核酸酸酶、Ca2+ Ca2+ 浓度、度、pHpH值等的影响。等的影响。 总之之，细胞胞凋凋亡亡是是一一个个复复杂的的过程程，是是细胞胞内内在在的的有有规律律的的变化化，辐射射的的影影响响通通过基基因因表表达达及及体体内内多多种因素的种因素的调控而控而实现。4.4.其它影响因素其它影响因素 2024/9/2777a第三第三节节辐辐射防射防护护的原那么和措施的原那么和措施2024/9/2778a一、一、

45、辐辐射防射防护护的目的的目的 防止有害确防止有害确实实定性效定性效应应，限限制制随随机机效效应应的的发发生生率率，使使之之到到达可以接受的水平。达可以接受的水平。总总之之是是使使一一切切具具有有正正当当理理由由的的照照射射保保持持在在可可以以合合理理做做到到的的最最低低水水平。平。2024/9/2779a二、二、辐辐射防射防护护的原那么的原那么 l实实践的正当化践的正当化 l放射防放射防护护最最优优化化 l个人个人剂剂量限量限值值 2024/9/2780a三、外照射防三、外照射防护护措施措施 经经典的外照射防典的外照射防护护的三原那的三原那么么l时间时间(time)(time)防防护 l距离距

46、离(distance)(distance)防防护 l屏蔽屏蔽(shielding)(shielding)防防护 2024/9/2781a2024/9/2782a2024/9/2783a四、内照射防四、内照射防护护 开放性放射源可能通开放性放射源可能通过口、呼吸道、皮肤口、呼吸道、皮肤伤口口进入人体。内照射防入人体。内照射防护的关的关键是重在是重在预防。防。内照射防内照射防护的原那么是尽一切可能防止放射性的原那么是尽一切可能防止放射性核素核素进入体内，尽量减少入体内，尽量减少实验场所及所及环境境污染，染，定期定期进行行污染染检查和和监测，把放射性核素的年，把放射性核素的年摄入量控制在国家入量控制

47、在国家规定的限定的限值以内。以内。 2024/9/2784al放射性核素分放射性核素分组组和和对对放射性工作放射性工作场场所分所分类类 l围围封：放射性工作必封：放射性工作必须须在指定的区域在指定的区域进进行，防行，防止放射性向止放射性向环环境境扩扩散散 l保保洁洁和去和去污污 l个人防个人防护护 l通通过严过严格的格的环环境境监测监测来建立内照射来建立内照射监测监测系系统统 l放射性放射性废废物物处处理理 内照射防内照射防护护的措施包括以下几方面的措施包括以下几方面 2024/9/2785a第四第四节节核医学工作人核医学工作人员员和患者受和患者受辐辐射射剂剂量比量比较较 2024/9/278

48、6a一、一、临临床核医学床核医学检查检查受照受照剂剂量与量与其它其它临临床床检查检查工程比工程比较较 核核医医学学检查中中脑、骨骨、心心脏显像像和和肾脏功功能能检查给药剂量量较大大，所所受受的的有有效效当当量量剂量量辐射射剂量超量超过5.0 mSv5.0 mSv，其余有效当量，其余有效当量剂量均量均较低。低。 X X线检查仅有少数部位的有少数部位的摄片片检查所受所受辐射射剂量略低于核医学量略低于核医学检查，大多数，大多数检查均均远远高于高于核医学核医学检查。 2024/9/2787a二、二、临临床核医学床核医学检查检查受照受照剂剂量与量与天然本底天然本底辐辐射比射比较较 据据报道道在在美美国国

49、一一次次普普通通的的核核医医学学显像像全全身身接接受受的的平平均均辐射射剂量量约为3.6 3.6 mSvmSv，大大约相相当当于于世世界上平均天然本底界上平均天然本底辐射射剂量量3.7 mSv3.7 mSv。 国国内内调查的的剂量量略略高高于于国国外外，假假设扣扣除除放放射射性性药物物剂量量因因素素，一一次次核核医医学学检查患患者者接接受受的的辐射射剂量大概与平均天然本底量大概与平均天然本底辐射射剂量接近。量接近。2024/9/2788a三、核医学工作人三、核医学工作人员员所受的所受的辐辐射射剂剂量分析量分析 不不同同工工种种放放射射工工作作人人员外外照照射射当当量量剂量量水水平平年年人人均均

50、剂量量0.400.402.38mSv2.38mSv，核核医医学学工工作作人人员是是0.65 0.65 2.38 2.38 mSv, mSv, 平均平均1.33 mSv1.33 mSv。 无无论是是不不同同工工种种放放射射工工作作人人员还是是核核医医学学工工作作人人员个个人人年年均均当当量量剂量量均均明明显低低于于国国家家职业照照射射年年剂量量限限值的的1/101/10。不不同同工工种种放放射射工工作作人人员的的个个人人剂量量以以介介入入手手术操操作作人人员最最高高，核核医医学学工工作作人人员与与X X线诊断断，放放射射治治疗等等工工种种人人员持持平平或或略略低低。核核医医学学科科与与其其它它放放射射诊断断科科室室人人员年均当量年均当量剂量无差异。量无差异。2024/9/2789a 值得得注注意意的的是是各各分分析析说明明国国内内放放射射检查辐射射剂量量明明显高高于于国国外外，今今后后更更应严格格按按照照放放射射防防护的的原原那那么么、措措施施，认真真管管理理，尽尽量量防防止止不不必必要要的的照照射射，提提高高显像像灵灵敏敏度度，降降低低使使用用放放射射性性药物用量，把物用量，把辐射射剂量再尽量降低。量再尽量降低。2024/9/2790aTHANK YOU!2024/9/2791a