检验核医学：绪论.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,检验核医学,Laboratory Nuclear Medicine,教材,：,检验核医学 人卫出版,参考教材,：实验核医学与核药学 人卫出版,检验核医学：实验核医学技术,+,检验医学,实验核医学技术：,标记技术,示踪技术,体外放射分析技术,(RIA,IRMA,RBA,),自显影技术,活化分析技术,分子核医学技术,Nuclear Technique in Medicine,Nuclear Medicine,clinical for experimental for,diagnosis&therapy laboratory studies,A.H.,Becquerel,discovered uranium rays from uranium compounds1898 P.&M.,Curie,discovered,209,Po(polonium)from Bismuth,226,Ra(radium)from BaCl,2,.,Bq,Ci,unit of radioactivity,检验核医学的内容和任务,：,应用核素示踪技术和体外放射分析技术进行机体的功能研究和对体内的微量物质实施,超微量,分析,揭示代谢规律,疾病诊断,指导治疗,判断预后,病因研究,待,分,析,物,析,量,g,比,色,分光,光度色,质,谱,层,析,放射性核素示踪,技术,10,-2,10,-8,10,-8,10,-10,10,-15,10,-18,核物理基本知识,1.,核素及相关概念,元素,Element:H,C,核素,Nuclide:,1,H,2,H,3,H,同质异能素,Isomer:,99m,Tc,99,Tc,同位素,Isotope,放射性核素与稳定性核素,Radioactive&Stable Nuclide,proton,neutron,electron,2.,核衰变,nuclear decay,decay,226,88,Ra,222,86,Rn+,4,2,He,+Q,-,decay,32,15,P,32,16,S+,-,+Q,+,decay,11,6,C,11,5,B+,+,+Q,Electron capture(EC),125,53,I+e,-,125,52,Te+,+Q,transition,99m,Tc,99,Tc+,质量亏损与核能,nuclear energy,235,U,E=mC,2,E,235U/g,=E,coal/g,2700000,核反应,nuclear reaction,Dayawan nulclear electric station,Nuclear fission reaction,Nuclear fusion reaction,衰变规律,衰变服从统计学上的泊松分布,:,单位时间里衰变的分数,(,衰变常数,),，以及多少时间衰变掉一半,(,半衰期,),，都是确定的。如果,t=0,时原子核的数目为,N,0,，则到任何时间,t,的剩余原子数符合以下衰变公式：,衰变常数与半衰期,衰变常数 每一放射性原子在单位时间内发生衰变的几率，是放射性同位素的特征性参数，只取决于该核素的物理性质,T,半衰期,half-life,放射性核素衰变其原有核素一半所需时间,T,=ln2/=0.693/,60,Co,：,4.43910,9,S,1(T,1/2,=5.27a),226,Ra,：,1.3810,11,S,1,(T,1/2,=1600a),32,P,：,0.5610,6,S,1,(,T,1/2,=14.28d),放射性活度,radioactivity,单位时间内发生衰变的次数，表示放射性强弱，用,A,表示。,根据,N,t,=N,0,e,-,t,A,t,=A,0,e,-,t,=A,0,e,-0.693/T,t,放射性活度的单位,国际单位：贝可（,Bq,）,1 Bq,表示样品所含放射性在,1,秒内发生,1,次核衰变,派生单位,:kBq,、,MBq,、,GBq,、,TBq,。,旧单位,:,居里（,Ci,）,新旧单位的换算：,1Ci=3.710,10,Bq=37GBq 1mCi,（毫居里）,=3.710,7,Bq=37MBq 1uCi,（微居里）,=3.710,4,Bq=37kBq 1Bq=2.70310,-11,Ci,放射性比活度,specific activity,SA,放射性比活度包括,:,元素中某种核素的比活度,标记化合物中某种核素的比活度,指某一样品中某种核素的放射性活度和该种元素化学量的比值如一个样品，其中碘的质量是,10mg,，其中,125,I,的放射性活度是,3.7TBq(100Ci),，则,125,I,的比活度就是,0.37TBq(10Ci)/mg,。,理论比活度,无载体时的比活度称为理论比活度,A,理论,=,N=(0.693/T,)6.02210,20,几种常用核素的理论比活度,核素,半衰期,理论比活度,TBq/,毫克原子,Ci/,毫克原子,14,C,3,H,35,S,125,I,32,P,5730,年,12.35,年,87.4,天,60.2,天,14.28,天,0.00159,0.741,55.4,80.5,339,0.0626,29.1,1498,2175,9169,记化合物中某种核素的比活,某一标记化合物样品中某种核素的放射性活度和该化合物化学量的比值。化合物的化学量通常以,mmol,或其派生单位或质量单位表示,例如,测得,3,H-,雌二醇的化学量是,2mmol,放射性活度是,3.11TBq(84Ci),则比活度为,1.555TBq(42Ci)/mmol,。,又如测得,125,I-,白蛋白的化学量是,3,g,，放射性活度是,555kBq(15,Ci),比活度就是,185kBq(5,Ci)/,g,3.,射线与物质作用,带电粒子,粒子、,粒子、,+,粒子、俄歇电子、内转换电子,激发与电离,excitation&ionization,散射,scattering,轫致辐射,bremsstrahlung,契伦科夫辐射,Cherenkov radiation,吸收和射程,absorption&range,激发与电离,excitation&ionization,激发 带电粒子入射物质后，与物质的原子核外壳层电子发生的静电作用，使壳层电子获得能量而加速运动，由内层轨道跃迁至外层轨道，即从低能态跃迁到高能态，导致该电子所属的原子由基态变为激发态,电离 带电粒子入射物质后，使物质的原子变为离子对的作用,.,射线在单位路径上形成的离子对数目，称为电离密度,(ionization density),或比电离,(specific ionization),。电离密度是衡量射线电离能力强弱的物理量,.,散射,scattering,散射 带电粒子入射物质后，它受到物质原子核库仑电场作用而改变运动方向的现象,.,弹性散射 只改变运动方向而带电粒子的动能不变的散射，称为弹性散射,(elastic scattering),。,反散射,粒子的质量小，被散射的折角往往较大，且存在多次散射。当散射角大于,90,时，称为反散射,(backscattering),。,粒子的质量远大于,粒子，故,粒子的散射不明显。,散射对测量和防护都有一定程度的影响。,轫致辐射,bremsstrahlung,轫致辐射 高能,粒子入射物质通过原子核附近时，受到核库仑电场作用而急剧减速，将部分或全部动能转化为电磁辐射，这种辐射称为轫致辐射,轫致辐射导致带电粒子的能量消耗称为线性辐射阻止本领,(Srad),Z,为物质的原子序数，,E,为带电粒子的能量，,m,为带电粒子的静止质量,对于高能,射线的防护应首先让其通过低,Z,材料，使其能量在消耗于对物质的电离和激发的同时，有较小几率产生的轫致辐射能被后面设置的高,Z,物质阻挡。即对高能,射线应采用先低,Z,材料，后高,Z,材料的双层防护。,契伦科夫辐射,Cherenkov radiation,契仑科夫辐射 高能,粒子入射折射率较大的透明介质时，若其在该介质中的运动速度,VC/n(C,为光在真空中的速度，,n,为介质的折射率,),，则在,粒子经过的径迹上，将沿一定方向发射出近紫外波长的微弱可见光，这种辐射称为契仑科夫辐射,契仑科夫辐射产生的条件是：,VC/n,。,在确定的介质中，能量越高的,粒子，其,V,越大，,V C/n,容易满足；若,粒子的能量确定，在,n,值大的介质中，,C/n,变小，,V C/n,的条件也易于实现。,契仑科夫辐射应用,:,可以利用液体闪烁计数器在无闪烁液的情况下，只用水等,n,值大的溶液，实现了对,32,P,等高能,射线的计数测量,吸收和射程,absorption&range,吸收 带电粒子在物质中运行所产生的激发、电离、散射等效应，使其能量逐渐消耗直至全部消失，粒子运行停止，并和周围的物质发生一些特殊作用，原来的带电粒子不复存在，称为吸收,.,射程 带电粒子被物质吸收前在物质中所行进的直线距离，称为射程,(range,，,R),常用,源射线的最大能量和最大射程射程,放射源,最大能量（,MeV,）,最大射程（,mg/cm,2,）,最大射程（,mm,）,玻璃（,r,=,2.7,）,组织或水（,r,=,1,）,空气（,r,=,0.0013,）,3,H,0.018,0.62,0.0023,0.007,5.4,14,C,0.155,28,0.104,0.32,250,35,S,0.167,32,0.119,0.37,280,45,Ca,0.25,57,0.21,0.65,500,131,I,0.81,310,1.15,3.56,2740,32,P,1.71,800,3.4,9.20,7100,射线与物质相互作用,光电效应,photoelectric effect,康普顿效应,Compton effect,电子对效应,pair production effect,射线的吸收,光电效应,(photoelectric effect),光电效应 当,射线入射物质与其原子核外电子（主要是离核较近的内层轨道电子）碰撞时，将全部能量传递给该电子，获得能量的电子摆脱原子核的束缚变为自由运动的电子，称为光电子，而,射线因失去全部能量而消失，这种现象称为光电效应，或光电吸收,(photoelectric absorption),。,康普顿效应,（,Compton effect,）,光子仅将一部分能量交给物质中原子的壳层电子，碰撞后的,光子仍保留一部分能量，改变方向继续运行，称为散射光子，而脱离原子束缚的带有一定动能的电子则称为康普顿电子或反冲电子,(recoil electron),电子对效应,（,pair production effect,）,光子从靠近原子核旁经过时，在原子核的库仑场作用下，,光子转化为一个正电子和一个负电子，这种过程称为电子对效应,射线的吸收,(,ray absorption),射线的吸收 由于,射线与物质的相互作用产生光电效应、康普顿效应、电子对生成而导致,射线能量减弱的现象,射线与物质作用产生三种效应的比较,射线的作用方式,光电效应,康普顿效应,电子对生成,射线具有的能量,(MeV),低能,(0.06,以下,),中能,(0.22.0),高能,(2.0,以上,),被作用物质的原子序数,Z,高,低,高,被作用物质的密度,高,高,高,作用发生部位,内层轨道,外层轨道,核附近,效应产生的结果,一个光电子,(,电子空位填补而发射,X,射线,),一个反冲电子,一个散射光子,一个负电子,一个正电子进而湮灭出两个次级光子,不同能量的,射线在不同吸收体中三种效应的相对分额,思考,放射性核素的衰变规律是什么？列举两种以上衰变方式。,用于临床诊断、治疗与医学研究的放射性核素的特点是什么？,衰变发射的射线如何转变为信号（探测）？,