核医学概论
本次讲课内容
?核医学概述
?核物理基础
?放射性药物
?核医学仪器
?显像技术
?放射卫生防护 Let’s start!
核医学概述
概述
?核医学又称核子医学或原子医学，旧称
“同位素”，在我国属于一门独立医学学
科。
?核素显像是影像医学的一部分。
?核医学就是利用放射性核素诊断、治疗疾
病和进行医学研究的学科。
考我吧
名词解释
?核医学
Nuclear Medicine
分类
?核医学
?实验核医学
?临床核医学
?核药学
?核仪器和核电子学
影像医学
?X线诊断
?CT
?MRI
?US
?NMI（核影像医学）
核医学的发展史（ 1）
?1934年 Enrico Fermi发明核反应堆，生产第一个
碘的放射性同位素。
?1936年 John Lawrence 首先用 32P治疗白血病，这
是人工放射性同位素治疗疾病的开始。
?1937年 Herz首先在兔进行碘 [128I]半衰期（半衰
期 T1/2 25分）的甲状腺试验，以后被 131I（ 8.4
天）替代。
?1942年 Joseph Hamilton首先应用 131I测定甲状腺
功能和治疗甲状腺功能亢进症
? 1943年至 1946年用 131I治疗甲状腺癌转移
核医学发展史（ 2）
?1946年 7月 14日，美国宣布放射性同位素可以进行
临床应用，开创了核医学的新纪元
?1951年 Benedict Cassen 发明线性扫描机
?1958年 Hal O.Anger发明 Anger照相机
?1959年 Solomon A.Berson 和 Rosalyn S,Yalow发
明放射免疫分析等对影像核医学和体外测定的发展都起到了很大的推动作用
?50年代，钼 [99Mo]-锝 [99mTc] (99Mo-99mTc)发生
器的出现
?70年代单光子断层仪的应用和 80年代后期正电子
断层仪进入临床应用，使影像核医学在临床医学
中的地位有了显著提高
反应堆
最早的扫描机
最早的伽玛相机
最早的摄碘试验
钼 [99Mo]-锝 [99mTc] (99Mo-99mTc)发生器
核物理基础
基本概念（ 1）
?原子 Atom
构成元素的最基本单位
?原子核 Nucleus
原子核由质子和中子构成，原子核带正电荷
基本概念（ 2）
?核素 Nuclide
具有特定质量数、原子序数与核能态，而且其平
均寿命长得足以被观测的一类原子称为“核素”
?同位素 Isotope
具有相同原子序数，但质量数不同的核素称为
“同位素”
?同质异能素 Isomer
具有相同质量数和原子序数，但处于不同核能态
的一类核素称同质异能数
核衰变方式
?α衰变
不稳定的原子核自发地从核内放出 α粒子的过程为
α衰变
?β衰变
核衰变时放射出 β粒子或俘获轨道电子的衰变称为
β衰变
β-衰变, β﹢ 衰变,电子俘获（ EC）又称 K俘获
?γ辐射
处于激发态的原子核，通过放出 γ光子而回到基态
这个过程称 γ辐射
三种射线的比较
α β γ
带电 电子流 电子流 γ光流
能谱 单能 连续能谱 单能
射程 （空气） 3~4cm 10~20cm 无限大
电离能力（空气） 1万 ~7万对 /cm 60~7千对 /cm 很小
穿透力 弱 中 大
内照射危害 大 中 小
外照射危害 无 中 大
放射性衰变规律与半衰期（ T1/2）
?通常以物理 半衰期 （ T1/2）来表示放射性核素的
衰变速率，物理半衰期是指在单一的衰变方式中，
放射性强度减弱一半所需要的时间
?生物半衰期（ Tb）指生物体内的放射性核素由于
生物代谢过程，减少到原来的一半所需要的时间
?有效半衰期（ Teff）指放射性核素由于放射性衰变
和生物代谢过程共同的作用，减少到原来的一半
所需的时间
time
半衰期
Half time
常用的放射性核素的 T1/2
名称
T1/2
名称
T1/2
131碘 （ 131I）
8.4天
99m锝 (99mTc)
6小时
32磷 （ 32P）
14.3天
113m铟 (113mIn)
1.6小时
51铬 （ 51Cr ）
27天
125碘 (125I）
60天
18氟 （ 18F）
110分
67镓 (67Ga)
78小时
放射性强度、能量单位
?放射性活度
?国际制单位的专门名称为贝可勒尔
（ Becquerel），简称为贝可，符号为 Bq
?其定义是 1 Bq等于每秒发生 1次核衰变。放
射性活度的国际制单位是秒 一 1（ S一 1）
?1贝克（ Bq）＝ 1次衰变／秒即 1 Bq＝ 1 S－ 1
射线和物质的相互作用
?带电粒子和物质的相互作用
电离作用、韧致辐射和散射
?γ射线和物质的相互作用
光电效应, 康普顿－吴有训效应和电子
对生成效应
?中子与物质的相互作用
弹性散射和核反应
辐射量与单位
辐射量
名 称
SI单位
专用单位
名 称
换 算
通名 专名
放射性活度
A
1/秒
S－ 1
贝克
Bq
居里
Ci
１ Ci＝ 3.7× 1010Bq
１ Bq＝ 2.7× 10-11Ci
照射量
X
库仑 /千克
C·Kg-1
伦琴 R
１ R＝ 2.58× 10-4 C·Kg-1
１ C·Kg-1 ＝ 3.83× 103R
吸收剂量
D
焦耳 /千克
J·Kg-1
戈瑞
Gy
拉德
rad
１ rad＝ 0.01 Gy
１ Gy＝ 100 rad
剂量当量
H
焦耳 /千克
J·Kg-1
西沃
特
Sv
雷姆
rem
１ rem＝ 0.01Sv
１ Sv＝ 100 rem
放射性药物
放射性药物
?放射性核素及其化合物
Na131I,Na99mTcO4
Na2H32PO4
?放射性标记化合物
99mTc-HMPAO
99mTc-MIBI
放射性药物的要求
?合适的半衰期
?高纯度（化学和放化纯）
?高比度
?无毒、安全
?合适的射线和能量
放射性药物的来源
?反应堆
裂变产物、分离纯
化
131Te(n,γ) 131I
?加速器
15O（ α,d） 18F
放射性药物的来源
?发生器（“母牛”）
99mMo-99mTc（钼 -锝）
113Sn-113In（锡 -铟）
放射性药物的来源
核医学仪器
基本原理
核医学仪器探测的基本原理是以射线与物质的相互作用
为基础，并根据实际使用需要而设计的
?电离作用
?荧光现象
?感光作用
基本结构
?射线探测器
?分析和记录脉冲信号的电子测量装置
?质量控制
不同类型的核医学仪器
检测和诊断用的核医学仪器
?γ闪烁计数器（ γ scintillation counter）
?液体闪烁计数器（ liquid scintillation countetr）
?放射性活度计
?脏器功能测定仪
?脏器显像仪器
?其它
γ闪烁计数器
放射性活度计
脑血流测定仪 r-CBF
同位素扫描机
双探头 SPECT
PET
自动免疫测定仪
骨密度仪
放射防护用的仪器
?个人监测仪
袖珍剂量仪
胶片剂量仪
热释光剂量仪
?表面污染及场所剂量监测仪
热释光剂量仪
袖珍剂量仪
哇！
没有污染
显像技术
?定义
放射性药物注入人体后，显像仪探测
放射性在脏器内的体内分布情况，以影像
形式显示脏器的形态、位置、大小、功能
和结构改变
原理
?选择性摄取或参与合成代谢
?131I甲状腺显像
?131I-MIBG肾上腺髓质显像
?细胞吞噬
?肝胶体显像
?化学吸附和离子交换
?骨 99mTc-MDP显像
原理
?循环通路
管腔通路：脑脊液腔、气道
血管灌注,99mTc-MIBI心肌显像
微血管堵塞,131I-MAA肺显像
?特异性结合
放射免疫显像（标记抗体）
受体显像（标记配体）
方 法
?静态显像与动态显像
?局部显像与全身显像
?平面显像与断层显像
?阴性与阳性显像
核素显像技术特点
?功能性显像
?定量显像
?化学或 代谢 显像
放射卫生防护
放射卫生防护目的
?防止有害的非随机效应
?将随机效应的发生机率降低到被认
为是可以接受的水平
基本原则
?实践的正当化
?放射防护最优化
?个人剂量的限制
放射卫生防护的基本标准
?放射性工作人员的剂量限值,
?<50mSv/年
放射卫生的防护措施
?技术措施
外照射,
?时间防护
?距离防护
?屏蔽防护
内照射,
?防止放射性物质摄入体内
越远越好！
屏蔽防护
技术措施
?预防性措施
?安全操作技术
?去污染技术
?放射性废物的处理
预防性措施
—— 工作场所的合理设置
清洁区 活性区
保健措施
?定期体格检查等
组织措施
?国家的严格管理
?制定安全操作规程
?放射事故的组织管理
本次讲课内容
?核医学概述
?核物理基础
?放射性药物
?核医学仪器
?显像技术
?放射卫生防护 Let’s start!
核医学概述
概述
?核医学又称核子医学或原子医学，旧称
“同位素”，在我国属于一门独立医学学
科。
?核素显像是影像医学的一部分。
?核医学就是利用放射性核素诊断、治疗疾
病和进行医学研究的学科。
考我吧
名词解释
?核医学
Nuclear Medicine
分类
?核医学
?实验核医学
?临床核医学
?核药学
?核仪器和核电子学
影像医学
?X线诊断
?CT
?MRI
?US
?NMI（核影像医学）
核医学的发展史（ 1）
?1934年 Enrico Fermi发明核反应堆，生产第一个
碘的放射性同位素。
?1936年 John Lawrence 首先用 32P治疗白血病，这
是人工放射性同位素治疗疾病的开始。
?1937年 Herz首先在兔进行碘 [128I]半衰期（半衰
期 T1/2 25分）的甲状腺试验，以后被 131I（ 8.4
天）替代。
?1942年 Joseph Hamilton首先应用 131I测定甲状腺
功能和治疗甲状腺功能亢进症
? 1943年至 1946年用 131I治疗甲状腺癌转移
核医学发展史（ 2）
?1946年 7月 14日，美国宣布放射性同位素可以进行
临床应用，开创了核医学的新纪元
?1951年 Benedict Cassen 发明线性扫描机
?1958年 Hal O.Anger发明 Anger照相机
?1959年 Solomon A.Berson 和 Rosalyn S,Yalow发
明放射免疫分析等对影像核医学和体外测定的发展都起到了很大的推动作用
?50年代，钼 [99Mo]-锝 [99mTc] (99Mo-99mTc)发生
器的出现
?70年代单光子断层仪的应用和 80年代后期正电子
断层仪进入临床应用，使影像核医学在临床医学
中的地位有了显著提高
反应堆
最早的扫描机
最早的伽玛相机
最早的摄碘试验
钼 [99Mo]-锝 [99mTc] (99Mo-99mTc)发生器
核物理基础
基本概念（ 1）
?原子 Atom
构成元素的最基本单位
?原子核 Nucleus
原子核由质子和中子构成，原子核带正电荷
基本概念（ 2）
?核素 Nuclide
具有特定质量数、原子序数与核能态，而且其平
均寿命长得足以被观测的一类原子称为“核素”
?同位素 Isotope
具有相同原子序数，但质量数不同的核素称为
“同位素”
?同质异能素 Isomer
具有相同质量数和原子序数，但处于不同核能态
的一类核素称同质异能数
核衰变方式
?α衰变
不稳定的原子核自发地从核内放出 α粒子的过程为
α衰变
?β衰变
核衰变时放射出 β粒子或俘获轨道电子的衰变称为
β衰变
β-衰变, β﹢ 衰变,电子俘获（ EC）又称 K俘获
?γ辐射
处于激发态的原子核，通过放出 γ光子而回到基态
这个过程称 γ辐射
三种射线的比较
α β γ
带电 电子流 电子流 γ光流
能谱 单能 连续能谱 单能
射程 （空气） 3~4cm 10~20cm 无限大
电离能力（空气） 1万 ~7万对 /cm 60~7千对 /cm 很小
穿透力 弱 中 大
内照射危害 大 中 小
外照射危害 无 中 大
放射性衰变规律与半衰期（ T1/2）
?通常以物理 半衰期 （ T1/2）来表示放射性核素的
衰变速率，物理半衰期是指在单一的衰变方式中，
放射性强度减弱一半所需要的时间
?生物半衰期（ Tb）指生物体内的放射性核素由于
生物代谢过程，减少到原来的一半所需要的时间
?有效半衰期（ Teff）指放射性核素由于放射性衰变
和生物代谢过程共同的作用，减少到原来的一半
所需的时间
time
半衰期
Half time
常用的放射性核素的 T1/2
名称
T1/2
名称
T1/2
131碘 （ 131I）
8.4天
99m锝 (99mTc)
6小时
32磷 （ 32P）
14.3天
113m铟 (113mIn)
1.6小时
51铬 （ 51Cr ）
27天
125碘 (125I）
60天
18氟 （ 18F）
110分
67镓 (67Ga)
78小时
放射性强度、能量单位
?放射性活度
?国际制单位的专门名称为贝可勒尔
（ Becquerel），简称为贝可，符号为 Bq
?其定义是 1 Bq等于每秒发生 1次核衰变。放
射性活度的国际制单位是秒 一 1（ S一 1）
?1贝克（ Bq）＝ 1次衰变／秒即 1 Bq＝ 1 S－ 1
射线和物质的相互作用
?带电粒子和物质的相互作用
电离作用、韧致辐射和散射
?γ射线和物质的相互作用
光电效应, 康普顿－吴有训效应和电子
对生成效应
?中子与物质的相互作用
弹性散射和核反应
辐射量与单位
辐射量
名 称
SI单位
专用单位
名 称
换 算
通名 专名
放射性活度
A
1/秒
S－ 1
贝克
Bq
居里
Ci
１ Ci＝ 3.7× 1010Bq
１ Bq＝ 2.7× 10-11Ci
照射量
X
库仑 /千克
C·Kg-1
伦琴 R
１ R＝ 2.58× 10-4 C·Kg-1
１ C·Kg-1 ＝ 3.83× 103R
吸收剂量
D
焦耳 /千克
J·Kg-1
戈瑞
Gy
拉德
rad
１ rad＝ 0.01 Gy
１ Gy＝ 100 rad
剂量当量
H
焦耳 /千克
J·Kg-1
西沃
特
Sv
雷姆
rem
１ rem＝ 0.01Sv
１ Sv＝ 100 rem
放射性药物
放射性药物
?放射性核素及其化合物
Na131I,Na99mTcO4
Na2H32PO4
?放射性标记化合物
99mTc-HMPAO
99mTc-MIBI
放射性药物的要求
?合适的半衰期
?高纯度（化学和放化纯）
?高比度
?无毒、安全
?合适的射线和能量
放射性药物的来源
?反应堆
裂变产物、分离纯
化
131Te(n,γ) 131I
?加速器
15O（ α,d） 18F
放射性药物的来源
?发生器（“母牛”）
99mMo-99mTc（钼 -锝）
113Sn-113In（锡 -铟）
放射性药物的来源
核医学仪器
基本原理
核医学仪器探测的基本原理是以射线与物质的相互作用
为基础，并根据实际使用需要而设计的
?电离作用
?荧光现象
?感光作用
基本结构
?射线探测器
?分析和记录脉冲信号的电子测量装置
?质量控制
不同类型的核医学仪器
检测和诊断用的核医学仪器
?γ闪烁计数器（ γ scintillation counter）
?液体闪烁计数器（ liquid scintillation countetr）
?放射性活度计
?脏器功能测定仪
?脏器显像仪器
?其它
γ闪烁计数器
放射性活度计
脑血流测定仪 r-CBF
同位素扫描机
双探头 SPECT
PET
自动免疫测定仪
骨密度仪
放射防护用的仪器
?个人监测仪
袖珍剂量仪
胶片剂量仪
热释光剂量仪
?表面污染及场所剂量监测仪
热释光剂量仪
袖珍剂量仪
哇！
没有污染
显像技术
?定义
放射性药物注入人体后，显像仪探测
放射性在脏器内的体内分布情况，以影像
形式显示脏器的形态、位置、大小、功能
和结构改变
原理
?选择性摄取或参与合成代谢
?131I甲状腺显像
?131I-MIBG肾上腺髓质显像
?细胞吞噬
?肝胶体显像
?化学吸附和离子交换
?骨 99mTc-MDP显像
原理
?循环通路
管腔通路：脑脊液腔、气道
血管灌注,99mTc-MIBI心肌显像
微血管堵塞,131I-MAA肺显像
?特异性结合
放射免疫显像（标记抗体）
受体显像（标记配体）
方 法
?静态显像与动态显像
?局部显像与全身显像
?平面显像与断层显像
?阴性与阳性显像
核素显像技术特点
?功能性显像
?定量显像
?化学或 代谢 显像
放射卫生防护
放射卫生防护目的
?防止有害的非随机效应
?将随机效应的发生机率降低到被认
为是可以接受的水平
基本原则
?实践的正当化
?放射防护最优化
?个人剂量的限制
放射卫生防护的基本标准
?放射性工作人员的剂量限值,
?<50mSv/年
放射卫生的防护措施
?技术措施
外照射,
?时间防护
?距离防护
?屏蔽防护
内照射,
?防止放射性物质摄入体内
越远越好！
屏蔽防护
技术措施
?预防性措施
?安全操作技术
?去污染技术
?放射性废物的处理
预防性措施
—— 工作场所的合理设置
清洁区 活性区
保健措施
?定期体格检查等
组织措施
?国家的严格管理
?制定安全操作规程
?放射事故的组织管理
