核医学(医科大)全套课件下载

包含课件截图 绪 论 Introduction 一、核医学学科分类和内容 1、定义： 核医学是利用放射性核素诊断、治疗疾病和进 行医学研究的学科。 2. 学科分类： 根据我国专业学位点的设置，核医 学属于“影像医学与核医学”学位点。 2、分类 核医学 临床核医学 实验核医学 治疗核医学 诊断核医学 体内 显 像 检查法 非显像 检查法 体外 分析 3、内容 3、 1 诊断核医学 体内诊断：将放射性核素引入受检者体内 (In Vivo)，包括显像检查法和非显像检 查法 体外诊断：放射性核素不引入受检者体内 的检查称体外检查法，又称体外分析法 (In Vitro)。 ３.1.1 体内诊断 放射性核素显像 ? 核医学显像是显示放射性核素标记的放射性 药物在体内的分布图。实现脏器和病变显像 ? 放射性药物根据自己的代谢和生物学特性， 能特异地分布于体内特定的器官或病变组织， 并参与体内的代谢，标记在放射性药物分子上 的放射性核素由于放出射线能在体外被探测。 ? 放射性核素显像的仪器包括扫描机、r照相 机、ECT、PET 等 放射性核素扫描仪 甲状腺扫描 部分脏器的扫描 图象 肝扫描 肺扫描 脑扫描 r照相机 脑r照相 部分脏 器的γ照 相图片 肝胆系统r照相 甲状腺r照相 肾脏r照相 肝脏r照相 SPECT单光子发射型计算机断层显像仪 甲状腺ECT显像 肾 脏 E C T 显 像 肝脏ECT显像 肝 胆 E C T 显 像 肾 血 流 灌 注 E C T 显 像 全 身 骨 显 像 下 肢 静 脉 显 像 肺 显 像 心肌血流灌注显像 脑 血 流 灌 注 显 像 PET 正电 子发 射型 计算 机断 层显 像仪 PET 正电子发射型计算机断层显像 PET 正电子发射型计算机断层显像 非显像检查法－器官功能测定 放射性核素引入体内后，不是以图象的方式 显示出来，而是在体外记录放射性药物在体内某 器官分布的数据、随时间变化的曲线等，通过对 数据、曲线的分析，就能对脏器的功能作出判断, 如甲状腺功能检查、肾功能检查、心功能检查、 骨密度检查等等。 甲吸测定 肾图 甲 状 腺 功 能 仪 核多功能仪 ３.1.2核医学体外诊断— —体外分析法 (In Vitro Nuclear Medicine) Dr. Yalow 核医学体外分析法是利用放射性核素标记的示踪 剂在体外测定从人体内采取的血、尿、组织液等样 品内微量生物活性物质含量的方法。 代表性的放射免疫分析法（Radioimmunoassay,RIA）是 利用放射性核素示踪技术的高灵敏度结合免疫学反 应的高特异性，以抗体为结合剂，标记抗原，探测 待测物上的标记信号，方法灵敏（10-12－10-15 g ）、 简便 1977年获诺贝尔医学奖。 体外分析法的发展 临床医学的发展，检测的样品量

增大，需要新一代的 更灵敏、稳定、快速、自动化的测量技术。 例如：标记抗体的免疫放射分析法，灵敏度更高 非放射性标记的、自动化程度更高的一批分析方法应 运而生。例酶标记、化学发光标记、荧光标记等。 近年来的发展包括多种技术的互相渗透，自动化程度 的提高等。例如将酶免疫分析技术(enzyme immuneoassay, EIA) 与荧光技术或化学发光技术结合, 建立的荧光酶免疫分析( FEIA) 及化学发光酶免疫分 析(CL EIA) ,可极大地提高灵敏度。 各种核医 学体外检 查分析仪 时间分辨荧光免疫分析仪 放 射 免 疫 分 析 仪 二、核医学的诊疗原理和特点 １.体内检查法诊断原理和特点 物理化学特 性和生物学 行为 物理学特点 发出核射线 在体内脏器 代谢 通过或选择性积聚 放射性核素及 其标记化合物 可用放射性探测仪 器在体表进行探测 2.放射性核素治疗原理 放射性核素治疗属于内照射治疗，其治疗原理 是通过高度选择性聚集在病变部位的放射性核素所 发出的射程很短的β-粒子、俄歇电子等，对疾病进 行集中照射，在局部产生足够的电离辐射生物效应， 达到抑制或破坏病变组织的目的，而邻近的正常组 织和全身辐射吸收剂量很低。 放射性核素治疗的疾病不多，但疗效较 好，有方法简便、副反应小等优点、有 较高的实用价值。如 131I治疗甲亢，32P 治疗真性红细胞增多症及32P玻璃微球行 肝动脉灌注治疗肝癌等。 放射性核素选择 治疗用放射性药物一般选用放出射线射程短、 对生物组织的局部损伤作用强的放射性核素标 记，目前常用的射线是β-射线、俄歇电子， 处于研究中有潜在优势的有α射线等。 放射性核素治疗由于能在体内得到高的靶/非 靶比值，对病变组织有强的杀伤作用而全身正 常组织受的辐射损伤小，有较高的实用价值。 三、核医学必备的物质条件 放射性药物 (Radiopharmaceuticals) 放射性试剂 (Radioactive Reagent) 核医学仪器 (Nuclear Medical Instrument) 四、 核医学发展简史 序 幕 阶 段 （1895-1935） 初 创 阶 段 （1936-1942） 初具规模阶段（1946-1960） 迅速发展阶段（1961-1975） 现代核医学 （1976-至今） 1. 序幕阶段 ? 1895 Roentgen 发现Ｘ射线 ? 1896 Becquerl 发现铀盐中的γ射线 分离出钋、镭，命名了α、β、 建立用Ｘ线、γ线治疗癌症的 212 ? 1896 Curie等 γ射线 ? 1901 理论 Roentgen等 ? 1923 Hevesy 首次用 内的吸收与迁移作用 铅研究其对植物体 2. 初创阶段 1934年Joliet和Curie研制成功用人工方 法生产放射性核素，才真正揭开了放射 性核素临床应用的序幕。 3. 初具规模阶段，主要成就 ①锝元素和放射性核素131I的发现：

②开始放射性核素治疗，1938年开始用32P治疗 白血病，1941年开始用131I治疗甲状腺功能亢 进（hyperthyroidism），1946年开始用131I治 疗甲状腺癌，沿用至今； ③在诊断方面，1938年开始用128I（半衰期 21.99min, β衰变）测定甲状腺的吸碘功能。 这一阶段的发展奠定了核医学学科发展方向。 仪器发展 1949年发明了第一台闪烁扫描机，揭开 了核医学显像诊断的序幕。 Hal Angel在1950年研制了井型晶体闪烁 计数器，用于体外放射性样品测量， 1957年研制了10.16 cm碘化钠晶体和针 孔准直器的γ-照相机，可以一次性成像。 仪器发展 1963年Kuhl 和Edwards 研制了第一台单 光子发射式计算机断层显像（single photon emission computed tomography, SPECT）。 1975年正电子发射型计算机断层显像 （positron emission tomography,PET） 研制成功， 放射性药物的发展 1931年发明了回旋加速器，1946年商用核反应 堆投产，使医用放射性核素的供给得到保证。 1965年市售的钼-锝放射性核素发生器问世， 可以就地分离出短半衰期放射性核素，使在偏 远地区医院也能得到适合核医学显像的99mTc 1970年开始用亚锡离子（Sn2+）还原锝制备 99mTc标记化合物， 1966年成功开发商品形式的放射性核素显像药 盒的，大大地促进了放射性药物的发展和临床 应用。有人称这为核医学的革命。 迅速发展及现代核医学阶段 药物品种 初具规模 阶段（46-60） 多种核素及 其标记化合物 仪器 闪烁计数器 扫描机 开展项目 多种脏器功能 测定与显像 迅速发展 阶段（61-75） 现代核医学 阶段（1976-） 钼锝发生器 与加速器 心、脑、肿瘤 显像剂 γ照相机 及计算机的应用 SPECT PET、PET/CT 心肌、心血池、肿瘤 显像、体外放免分析 断层、代谢、放免 、受体显像 怎样学习核医学 要有扎实的基础医学和临床医学基本知识。 核医学与物理学、化学等学科联系紧密，核医 学显像要探测器官组织解剖结构，功能、代谢 改变，必须要学好解剖学、生理学、生化学、 病理学、免疫学等基础医学。 要熟悉 临床各科疾病的特点，诊断、治疗方法， 才能正确选择显像方法，分析显像结果。 第一章 放射性衰变基本知识 重庆医科大学核医学教研室 彭志平 第一节 原子核结构 原子核 中子 + ++ 质子 电子 原子结构 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，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 第二节 放射性衰变 一、核力和放射性核素 原子核的核子之间存在着很强的短程引力称为核力，核 力使原子核中的核子结合在一起，同时，原子核中又存在带 正电荷的质子之间的静电排斥力，原子核的稳定性由核子之 间的核力和质子之间的静电排斥力的相对大小决定，与核内 质子数和中子数的比例有关。 Z<20 Z/N=1 Z>83 Stability Unstability Z>20 N/Z>1 Stability 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)。 二、基本衰变类型 1. ?衰变 + + + + + + + + + 238U → 234Th + 4He + Q ?粒子得到大部分衰变能， ?粒子 含2个质子，2个中子 238U?4He + 234Th 从母核中射出 的4He原子核 放射性母核 ?衰变：241Am? 237Np+4He 2. ?衰变 发生原因——母核中子或质子过多 β-衰变 32 15P → 3216S + β- + Ue + 1.71MeV 正电子衰变 13 N → 13 C + β+ + υ + 1.190MeV 7 6 β射线本质是高速运动的电子流 中微子 + + + + + + + + + + 质子转变成中子，并且 带走一个单位的正电荷 中子转变成质子，并且 带走一个单位的负电荷 － 反中微子 三种子体分享裂变能——因此电子具有连续能谱 ?-衰变：3H? 3He+ ?- ?-衰变 正电子衰变：11C? 11B+ ?+ 3. 电子俘获（Electron capture） 质子变成中子 X射线 核外轨道电子 电子俘获：7Be? 7Li 4. ?衰变 γ衰变往往是继发于α 衰变或β 衰变后发 生，这些衰变后，原子核还处于较高能 量状态，原子核以放出γ-ray 释放出过 剩能量 99Mo 131I ? ? → 99mTc + β - - → 99Tc + γ (T1/2: ①66.02d; ②6.02h) → 131Xe + β +γ (T1/2:8.04d) + + + + + + + ?光子 － + + 中微子 ?衰变：99mTc? 99Tc 137Cs 137Ba* （激发态） 母核 ?-衰变 137Ba ? 衰变 + ? 射线（661.7 keV） 子核（基态） （0.0） ?射线是什麽？ ?射线就是高能量的光子：几百keV-MeV 量级 ?衰变发生由于原子核能量态高，从高能态向低能态跃 迁，在这个过程中发射? 射线，原子核能态降低。 ?射线是高能量的电磁辐射—— ?光子 ?衰变特点： 1、从原子核中发射出光子 2、常常在 ? 或 ? 衰变后核子从

激发态退激时发生 3、产生的射线能量离散 4、可以通过测量光子能量来区分母体的核素类别 α 衰变 β- 衰变 β+ 衰变 ? 衰变 三、放射性衰变基本规律 对于由大量原子组成的放射源，每个原子核都可能发生衰 变，但不是所有原子在同一时刻都发生衰变，某一时刻仅 有极少数原子发生衰变。放射性核素衰变是随机的、自发 的按一定的速率进行，各种放射性核素都有自己特有的衰 变速度。放射性核素原子随时间而呈指数规律减少，其表 达式为： N=N0e-λt λ: decay constant t: decay time e: base of natural logarithm 衰变规律 指数衰减规律 N = N 0 e -? 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 N = N0 e - ?t 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  放射性活度（activity, A) ? ? ? ? 定义：单位时间内发生衰变的原子核数 1Bq=1次 × S-1 1Ci=3.7×1010 Bq 1Ci=1000mCi A=dN/dt 比放射性活度： - 定义：单位质量或体积中放射性核素的放射性活度。 - 单位： Bq/kg; Bq/m3; Bq/l 仪器测量常用放射性活度单位： dps: disintegration per second cps: counts per second 第三节 射线与物质的相互作用 物质：气体 液体 固体 包括人体 等 αβ γ n 。。。。。。 。。。。。。 。。。。。。 。。。原子。。。  Interactions of charged particles with matter (α,β) Ionization 电离 Excitation 激发 Scattering 散射 Bremsstrahlung 轫制辐射 Interactions of γ-ray with matter Photoelectric effect 光电效应 Compton scattering 康普顿散射 Pair production 电子对生成 1.带电粒子与物质相互作用 2.γ 射线与物质相互作用： 第 1 步 初级作用 γ射线 三种作用效应 光电效应 康普顿效应 电子对效应 产生次级电子 第 2 步 次级作用 电离效应 次级电子使 物质原子电离 光电效应、康普顿效应、电子对生成 光电效应 原子 自由电子 受激原子 作用机制 光子同(整个)原子作用把自己的全部能量传递给原子,壳层中 某一电子获得动能克服原子束缚跑出来,成为自由电子，光子 本身消失了。 γ + A ? 原子 A* + e- （光电子 ） ? A + X 射线 ? 电子对效应 能量≥1.02 MeV 的γ射线 与原子核作用可能产生一对 正-负电子。 能量转化成 质量 M = E /C2 M ＋ γ → M 1.02 MeV + e+ me + e - → γ1 + me 0.511MeV γ2 0.511MeV 基本条件： γ射线能量 Eγ? 1.02 MeV 为什麽？ 正电子湮灭 正电子与负电子相遇发生湮 灭，产生两个 0.511 MeV 的 γ光子。 γ γ e+ + me+ + eme - → = γ + γ 0.511 + 0.511 转化效率 MeV (10