核医学见习-基础篇.ppt

核医学物理基础 核医学仪器 放射性药物 辐射生物效应与辐射防护 放射性核素示踪技术与脏器显像 核医学物理基础 原子的能量状态：核外电子和原子核的能级 同位素、核素 、同质异能素 同位素——凡原子核具有相同的质子数而中子数不同的元素互为同位素，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 。 β-衰变：3215P → 3216S + ?- + Ue + 1.71MeV 正电子衰变：137N → 136C + ?+ + υ + 1.190MeV β射线本质是高速运动的电子流 放射性核素由于自身的物理衰变其原子核数目减少到原来一半所需时间称为物理半衰期Tp。 进入生物体内的放射性核素或其化合物，由于生物代谢从体内排出到原来的一半所需的时间，称为生物半衰期(Tb)。 由于物理衰变与生物的代谢共同作用而使体内放射性核素减少一半所需要的时间，称有效半衰期（Te）。Te=Tp×Tb/(Tp+Tb)。 放射性活度（activity, A) 放射性活度（A）是表示单位时间内发生衰变的原子核数。过去惯称放射性强度。放射性活度与放射性核数目N之间的关系为： 在新的国际制单位（SI）中，放射性活度的单位是贝可（ Bq），定义为每秒一次衰变。即1Bq=1S-1 放射性活度的旧制单位是居里（Curie，Ci），1居里表示每秒3.7×1010次核衰变。居里与贝可的换算关系是 1Ci=3.7×1010 Bq 1Bq≈2.7×10－11 Ci 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 电离作用（ionization） 激发作用（excitation） 散射作用（scattering） 韧致辐射（ Bremsstrahlung） 快速运动的电子通过物质时，在原子核 电场作用下，改变运动方向，急剧减低 速度，电子的一部分或全部动能转化为 连续能量的X射线发射出来，这种现象称 为韧致辐射。 韧致辐射的强度和β粒子的反向散射的几率随屏蔽物质的原子序数增大而增大，随β粒子的能量增加而增加。 β射线的屏蔽要用原子序数低的材料，如铝、塑料、有机玻璃等。α射线由于自身质量数大、运行速度慢，较少产生韧致辐射。 康普顿效应（ Compton scattering ） 电子对生成（ Pair production ） 核医学仪器发展简史 核探测仪器的基本原理 核探测仪器的基本原理是建立在射线与物质相互作用基础上的 ★电离作用 ★荧光现象 ★感光作用 放射性探测仪器的组成 辐射探测器（radiation detector ） 利用射线和物质相互作用产生的各种效应将射线的辐射能转变为电子线路部分能处理的电信号。 电子学单元 根据不同的测量要求和探测器的特点而设计的分析和记录电信号的电子测量仪器。 数据处理系统 按不同的检测目的和需要而配备的计算机数据处理系统、自动控制系统、显示系统和储存系统等。 手持式γ探测仪 闪烁型探头 半导体型探头 信号处理显示器 医用核素活度计（dose calibrator） 几何测量效率高 无核素选择性 SPECT及双探头符合探测 SPECT基本结构 单光子计算机发射断层显像仪 single photon emission computed tomography 组成：在高性能? 相机上增加了支架旋转的机械部分、断层床、图像重建软件 SPECT工作原理 探头围绕受检对象或部位呈180? 和/或360?旋转，从多角度、多方位采集一系列平面投影像，经计算机图像处理系统重建获得横断层面、冠状面和矢状面影像。 SPECT成像特点 放射性药物能够选择性聚集在特定脏器、组织或病变部位，使其与邻近组织之间的放射性分布形成一定程度浓度差 SPECT数据采集和断层图像重建 图像重建方法：滤波反投影技术（filtered back-projection） 双探头符合探测（coincidence circuit SPECT） 既可以做常规的SPECT，又可以对正电子湮灭辐射产生的两个方向相反的 511 keV γ光子进行符合探测成像。 主要由可变角双探头SPECT系统、符合探测技术和衰减校正装置构成。 PET、PET/CT及图像融合技术 PET