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核医学-第一章 核医学基础. 新

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核医学第一章核
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核医学 Nuclear Medicine 吉林大学第二医院核医学科 N.M. Dpt of the second hospital ,Jilin university 罗云霄 13514313245 第一章 核医学基础 第一节 绪论 一、核医学概念,二、发展史,三、内容 第二节 原子基本结构 一、原子组成,二、原子核结构表示法,三、几个核物理概念 第三节 核衰变类型及规律 一、衰变类型,二、衰变规律 第四节 射线与物质的相互作用 一、带电粒子,二、光子 第一节、 绪 论 一、核医学( Nuclear Medicine)定义: 用放射性核素及其标记物对疾病进行诊断、治疗及医学研 究的医学学科。 研究核技术在医学中的应用及其理论的学科。 涉及 核物理,化学,生物学,电子学,计算机技术 及医学本身。 核技术医学 核医学﹢ ﹢﹦ ﹦ 二、发展史 : 1895---Wilhelm Roentgen---x射线 1896---Henri Becquerel---类似x射线的射线---铀盐 1898—Maric Curie 夫妇---镭(Ra),而后发现钚(Pu)和钍(Th) , 提出“放射性”概念。贝可勒尔射线。雷针治疗。 1899---卢瑟福发现铀放出α和β射线; 1913---英国Frederick Soddy 提出“同位素”一词; 1923 Hevesy 首先用同位素进行生命科学示踪研究,提出了“示踪技术” 的 概念,1943年获诺贝尔化学奖。 1930---加速器,42年反应堆问世---人工放射性核素 1936---32P治白血病,128I(T1/2 21.99m,β)—吸碘功能; 1942---131I治甲亢; 1946--- 131I治甲癌; 1965---市售钼-锝发生器。 获得多项诺贝尔奖。 重金属 中国核医学的发展 我国,56 、57年西安第一、二期训练班(王世真,丁德泮) , 58年北京临床应用训练班----核医学进入临床应用的起点。 70年代,在全国得到了普及。 1977年我国将核医学作为医药院校本科生必修课,教育部和 卫生部先后组织编写了多版规划教材。 1980年成立了中华医学会核医学分会及各省市核医学分会。 1981年创办了中华核医学杂志。 医学与核医学的发展 医学 基因显像 反义显像 受体显像 导向治疗 放射免疫分析 放射免疫显像 放射免疫治疗 核医学 内分泌 脑 心血管 肿瘤 内分泌激素测定 内分泌腺体显像 神经精神疾病 脑认知与行为 缺血性疾病 心肌活性 诊断与治疗 分子核医学与分子影像 基础医学临床医学 RNA-DNA逆转录、 遗传密码、胆固醇 合成与代谢、细胞 周期,细胞膜受体 生物学 免疫学 Roentgen----X射线----透视人体解剖结构---疾病诊断; Hevesy----RN示踪法---显示体内生化过程---推进了宏观 向微观医学的发展。 显微镜----对机体的认识从宏观进入微观(细胞) ; 核医学-----由细胞进入分子水平。 实验核医学 Experimental Nuclear Medicine 放射性核素示踪技术 放射性核素动力学分析 体外放射分析 放射自显影和活化分析 动物PET、SPECT成像 核医学 Nuclear Medicine 临床核医学 Clinical Nuclear Medicine is a Design Digital Content 单 个原子核,原子核发生衰变的几率) N=N0e-λt Nt=N0e -λt N:经时间t衰变后的原子数; N0:t=0时的原子数; 1、放射性活度 (radioactivity, A ): 单位时间内发生衰变的原子核数. A=N λ=A0 e -λt 旧制单位:居里(curie,Ci) 国际制:Bq (becquerel,贝可) :每秒一次衰变。 1Ci=3.7×1010Bq 1Ci=103mCi=106μCi 1Bq=10-3 kBq=10-6 MBq=10-9 GBq 放射性浓度(specific activity): 单位体积溶液中含有的放射性活度(mCi/ml)。 2、半衰期(half life): (1)物理半衰期(physical half life ,T1/2 ): 放射性核素由于自身衰变,其活度(核数)减少至原来一半 所需时间。 (2)生物半衰期(biological half life,Tb): 生物体内的放射性核素由于生物代谢等作用,其活度减少一 半所需时间。 (3)有效半衰期(effective half life,Te): 生物体内的放射性核素由于放射性衰变及生物代谢的共同作 用。其活度减少一半所需时间。 λ e=λ+ λb λ=0.693/T1/2 Te-1= T1/2 –1+ Tb-1 第四节、射线与物质的相互作用 一、带电粒子与物质的相互作用 (一)电离(ionization)作用: 带电粒子( charged particles,α ,β )使物质中的原子 失去轨道电子而形成自由电子和正离子的过程。 1、入射粒子电荷量越大,电离作用越强。 α》β 。 2、自由电子能量足够大,又可使其他原子电离---间接电离 或次级电离。 3、单位路径中形成的离子对数为电离密度,反应电离本领 。 4、电子飞出,某壳层有空位产生,外层轨道电子填充,发 射特征X射线。 (二)激发(excitation)作用: 带电粒子通过物质时,原子的电子获得的能量不足以使其 脱离原子,而只能从内层跳到外层轨道-----激发态。 1、激发态原子极不稳定,很快退回基态,释放特征X射线。 2、电离和激发是射线引起生物效应的机制之一。 (三)散射(scattering)作用: β 射线质量小,行进中易受介质原子核电 场力的作用而改变前进方向—散射。 带电粒子在物质中通过可能经过多次散射。 (四)韧致辐射(bremsstrahlung) : 快速电子通过物质时,在原子核电场力作用下, 急剧减速,电子的一部分或全部动能转化为连续能量 的X线发射出来----韧致辐射。 1、韧致辐射强度和β 射线反向散射的几率与屏蔽 材料的密度正相关。还随β 射线能量增加而增加。 2、α 粒子质量大,运行速度慢,较少产生韧致辐 射。 屏蔽β射线和中子用质地软的 材料:玻璃,有机玻璃, 朔料,橡胶等。 (五)吸收(absorption)作用: 带电粒子使物质的原子电离和激发时,射线能量全部耗尽 , 射线不再存在----吸收。 带电粒子能量 吸收物质性质 带电粒子穿透能力 粒子在物质中沿运动轨迹所经过的距离叫路程, 而路程沿入射方向投影的直线距离叫射程。 反映关系 二、γ 射线与物质的相互作用 1、光电效应(photoelectric effect): 光子把能量完全传给一个轨道电子,使之发 射出成为光电子。 2、康普顿散射(compton scattering) 或康普顿效应( compton effect): γ 射线能量较大时,光子只把部分能量传给轨道电子,使 之脱离原子核成为compton电子(类似β 射线 ),光子本身改 变方向继续运行,称为康普顿散射光子。 3、电子对生成 (electron pair production): 当光子能量大于1.022MeV,在原子核或其他电 场的作用下,转化为一对正、负电子对。 (X射线能量较小,一般不发生。)
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