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核医学总论 中山大学第二附属医院核医学科 蒋宁一 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： 实验核医学 临床核医学 核医学内容（一） 实验核医学：侧重实验核技术的方法学探讨和在基础医学、生物医学中的应用研究 内容：包括核测量技术、标记技术、示踪技术、体外放射分析技术、活化分析技术。 核医学内容（二） 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。 核物理基础知识 几个基本概念： 原子结构的表示：原子（atom）由质子（protons）、中子（neutrons）和电子（electrons）组成。质子和中子组成原子核。电子绕核运行。 N代表中子数，以Z代表质子数，A代表原子的质量数（mass number）。以X代表元素符号，则原子结构可表示为：ZAXN ，通常可省略为AX。例如：13153I78，可省略为131I。 同位素、核素 凡具有相同质子数而中子数不同的元素互为同位素（isotope）。 例131I、123I、125I、127I均有53个质子，在元素周期表中处于同一位置，是同一元素—碘元素，但具有不同的中子数，它们是碘元素的不同的同位素。同一元素的同位素具有相同的化学性质和生物学特性。 同质异能素（isomer） 原子核与核外电子一样，也可处于不同的能量状态。能量较高的状态称为激发态（excited state）。 通常把质子数和中子数都相同但核能状态不同的原子称为同质异能素。以在原子质量数的后面加一小写的“m”来表示，例：99mTc与99Tc互为同质异能素。 放射性衰变 衰变类型 α衰变（αdecay） α衰变是放出α粒子的放射性衰变。α粒子是由两个质子和两个中子组成，实际是氦核42He。因而α衰变时，母核放出α粒子后，质量数减少4，原子序数减少2。 β-衰变（β-decay）： β-衰变发生在中子过剩的原子核。衰变时放出一个β-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。 γ衰变 原子核从激发态（excited state）回复到基态（ground state）时，以发射γ光子释放过剩的能量，这一过程称为γ衰变。 这种激发态的原子核常是在α衰变、β衰变或核反应之后形成的。γ射线的本质是中性的光子流。 电子俘获衰变： 电子俘获衰变与正电子衰变时核结构的改变类似，发生在缺中子的原子核。一个质子俘获一个核外轨道电子转变成一个中子和放出一个中微子。因而子核比母核中子数增加1，质子数减少1，质量数不变。 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3.7×1010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。 衰变规律（decay laws） 放射性核素原子的衰变是随机的、自发的，并非在瞬间同时完成，而是按一定的速率进行衰变,各种放射性核素都有自己特有的衰变速度。 单位时间内原子核衰变的数量定义为放射性活度。 It=I0e-λt 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。 几个重要概念 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）。 生物半排期Tb是指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。 射线与物质的相互作用 带电粒子与物质的相互作用 带电粒子（charged particles）例如α粒子和电子，在穿透物质时，可引起与射线相遇的原子产生电离（ionizations）和激发（excitations）。 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：电磁场使带电粒子动能改变时发射的电磁辐射。 散射：入射粒子（包括电磁辐射）与粒子或粒子系统碰撞而改变运动方向与能量的过程。 γ射线与物质的相互作用 光电效应 光电效应（photoelectric effect）是指光子把能量完全转移给一个轨