核医学物理基础

071 核医学考试大纲基础知识单 元细 目要 点要求 （1）核医学定义 （2）核医学内容 熟练掌握 1.核医学的概述（3）核医学发展简史了解 （1）定义 （2）原理 熟练掌握（3）优缺点 （4）基本方法 2.放射性核素示踪技术（5）主要类型及应用掌握 （1）原理 了解 （2）种类 3.放射自显影（3）应用熟悉 （1）基本概念 （2）基本方法 熟悉 4.放射性核素示踪动力学分析与功能测定（3）临床应用 掌握 （1）显像原理（2）脏器或组织摄取显像剂的机制 熟练掌握 （3）显像条件及其选择 掌握 （4）显像类型（5）图像分析方法及要点 （6）图像质量的评价熟练掌握 一、核医学总论 5.放射性核素显像技术（7）核医学影像及其他影像的比较掌握 （1）组成和表示方法 1.原子核（2）核素及其分类 熟悉 （1）α衰变 （2）β衰变 （3）电子俘获 2.核的衰变及其方式（4）γ衰变熟悉 （1）放射性活度 熟练掌握 （2）衰变常数 掌握 （3）指数规律 （4）半衰期 熟练掌握 3.放射性核素的衰变（5）递次衰变熟悉 （1）带电粒子与物质的相互作用 4.射线与物质的相互作用（2）光子与物质的相互作用 熟悉 （1）照射量与照射量率 掌握 （2）吸收剂量 二、核物理基础 5.电离辐射量及其单位（3）剂量当量熟悉 三、核医学仪器 1.核医学射线测量仪器（1）基本构成和工作原理熟练掌握（2）固体闪烁探测器 掌握 （3）其他射线探测器 （4）脉冲幅度分析器 熟悉 （5）工作条件的选择 了解 （6）体内测量仪器 （7）体外测量仪器 熟悉 （8）辐射防护仪器 了解 （9）质量控制掌握 （1）基本结构和工作原理 熟练掌握 （2）准直器掌握 （3）位置和能量电路 了解 （4）图像重建2.γ照相机和单光子发射计算机断层（SPECT）（5）γ照相机和SPECT 的性能指标与质量控制掌握 3.正电子发射计算机断层仪（PET） 符合探测原理熟练掌握 （1）放射性衰变的统计分布和放射性计数的统计误差熟练掌握 （2）存在本底时误差的计算和应用 4.放射性计数的统计规律（3）减少统计涨落影响的方法熟悉 （1）硬件 1.核医学计算机的组成（2）软件 熟悉 （1）模拟数字转换2.图像的数字化和计算机显示 （2）图像的存储、传输、显示 熟悉 （1）图像采集方式 熟练掌握 四、电子计算机在核医学中应用3.图像的采集和处理（2）常用图像处理 熟悉 （1）作用机制熟悉 1.放射性药物的作用机制与药物设计 （2）Hansch 构效关系学说 了解 （1）QA、QC、GMP 与GRP （2）质量检测的内容 （3）放射性核纯度的测定 熟悉 2.质量控制与质量保证（4）放射化学纯度的测定掌握（1）正确使用总原则 （2）小儿应用原则 （3）育龄妇女应用原则（4）放射性药物与普通药物的相互作用 3.正确使用、不良反应及其防治（5）不良反应及其防治掌握（1）Tc 的主要化学性质 了解 （2）99mTc 的标记 熟悉 （3）99m Tc 发生器 掌握五、核化学与放射性药物4.99mTc 化学与99mTc 的放射性药物（4）临床核医学常用的99mTc 的放射性药物 熟练掌握（1）123I、131I、67Ga、111In、与201Tl 的来源（2）放射性碘标记（3）放射性铟标记熟悉5.放射性碘、镓、 铟、铊的放射性药物（4）临床核医学常用的放射性碘、镓、 铟、铊的放射性药物掌握 （1）核素的选择6.放射性治疗药物 （2）临床核医学常用的放射性治疗药物 熟练掌握 （1）受体显像剂 了解 （2）代谢显像剂 熟悉（3）乏氧显像剂（4）肿瘤导向诊断与导向治疗的放射性药物（5）基因显像与基因治疗的放射性药物 7.放射性药物新进展（6）反义显像和反义治疗的放射性药物了解 （1）放射生物效应及基本概念 熟悉 （2）放射防护的目的和基本原则 （3）工作人员的剂量限值 （4）内、外照射防护原则 熟练掌握 1.放射生物效应与防护原则（5）不同射线的防护原则了解 （1）实验室的三区布局 了解 （2）放射源的运输、保管 （3）放射性废物的处置 （4）放射性事故的应急处理 掌握 2.核医学实验室（5）工作场所的防护监测了解 （1）工作人员健康管理 了解 （2）个人防护及防护用品 3.工作人员的防护（3）个人剂量监测熟悉 （1）申请核医学检查与治疗的原则 熟练掌握 （2）申请医师的职责 熟悉 4.工作人员的职责（3）核医学医师的职责熟练掌握 （1）核医学诊断中患者的防护原则 熟练掌握 （2）核医学诊断中特殊人群的防护原则 了解 5.患者的防护（3）核医学治疗中患者的防护原则掌握 （1）放射性药品管理办法熟练掌握 （2）放射性同位素与射线装置放射防护条例六、放射卫生防护6.放射卫生防护法规（3）临床核医学放射卫生防护标准了解（4）临床核医学中患者的放射卫生防护标准熟悉 （1）方法 1.决策矩阵 （2）指标 掌握 2.Bayes 理论 Bayes 理论 熟悉 七、医学诊断方法的效能评价3.界值特性曲线（ROC 分析）界值特性曲线 熟悉医学伦理学单元 细目要点要求1.医患关系2.医疗行为中的伦理道德医学伦理道德 3.医学伦理道德的评价和监督了解。

第一章总论核医学定义：是一门研究核素和核射线在医学中的应用及其理论的学科。

主要任务是用核技术进行诊断、治疗和疾病研究。

核医学三要素：研究对象放射性药物核医学设备一、核物理基础（一）基本概念：元素---凡质子数相同的一类原子称为一种元素核素---质子数、中子数、质量数及核能态均相同的原子称为一种核素。

放射性核素----能自发地发生核内结构或能级变化，同时从核内放出某种射线而转变为另一种核素，这种核素称为放射性核素。

（具有放射性和放出射线）稳定性核素----能够稳定地存在，不会自发地发生核内结构或能级的变化。

不具有放射性的核素称为稳定性核素。

（无放射性）同位素----具有相同的原子序数（质子数相同），但质量数（中子数）不同的核素互为同位素。

同质异能素----- 核内质子数、中子数相同，但处在不同核能态的一类核素互为同质异能素。

（质量数相同，能量不同，如99mTc和99Tc）（二）核衰变类型四种类型五种形式α衰变释放出α粒子的衰变过程，并伴有能量释放。

β衰变放射出β粒子或俘获轨道电子的衰变。

β衰变后，原子序数可增加或减少1，质量数不变。

•β－衰变•β＋衰变•电子俘获（EC）γ衰变核素由激发态或高能态向基态或低能态跃迁时，放射出γ射线的衰变过程γ衰变后子核的质量数和原子序数均不变，只是核素的能态发生改变。

放射性核素的原子核不稳定，随时间发生衰变，衰变是按指数规律发生的。

随时间延长，放射性核素的原子核数呈指数规律递减。

N=N0e-λtN0：t＝0时原子核数N：t时间后原子核数e：自然对数的底(e≈2.718）λ：衰变常数（λ=0.693/T1/2）物理半衰期（T1/2）生物半衰期（Tb）有效半衰期（Te）1/Te=1/T1/2+1/ Tb放射性活度描述放射性核素衰变强度的物理量。

用单位时间内核衰变数表示，国际制单位：贝可（Becquerel，Bq）定义为每秒1次衰变(s-1），旧制单位：居里（Ci）、毫居里（mCi）、微居里（μCi）换算关系：1Ci=3.7×1010Bq比活度单位质量物质内所含的放射性活度。

核基础知识：一、电磁辐射（Electromagnetic Radiation）电磁辐射：带净电荷的粒子被加速时，所发出的辐射称为电磁辐射（又称为电磁波）。

电磁辐射：能量以电磁波形式从辐射源发射到空间的现象。

电磁频谱中射频部分是指：频率约由3千赫(KHZ)至300吉赫(GHZ)的辐射。

包括形形色色的电磁辐射，从极低频的电磁辐射至极高频的电磁辐射。

两者之间还有无线电波、微波、红外线、可见光和紫外光等。

电磁辐射有近区场和远区场之分，它是按一个波长的距离来划分的。

近区场的电磁场强度远大于远区场，因此是监测和防护的重点。

电磁污染：分为天然电磁辐射和人为电磁辐射两种。

大自然引起的如雷、电一类的电磁辐射属于天然电磁辐射类，而人为电磁辐射污染则主要包括脉冲放电、工频交变磁场、微波、射频电磁辐射等。

电磁辐射危害人体的机理，电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和累积效应等。

1、热效应：人体70%以上是水，水分子受到电磁波辐射后相互摩擦，引起机体升温，从而影响到体内器官的正常工作。

2、非热效应：人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定和有序的，一旦受到外界电磁场的干扰，处于平衡状态的微弱电磁场即将遭到破坏，人体也会遭受损伤。

3、累积效应：热效应和非热效应作用于人体后，对人体的伤害尚未来得及自我修复之前，再次受到电磁波辐射的话，其伤害程度就会发生累积，久之会成为永久性病态，危及生命。

电磁辐射作用:（1）医学应用：微波理疗活血，治疗肿瘤等（2）传递信息：通信、广播、电视等（3）目标探测：雷达、导航、遥感等（4）感应加热：电磁炉、高频淬火、高频熔炼、高频焊接、高频切割等（5）介质加热：微波炉、微波干燥机、塑料热合机等（6）军事应用：电子战、电磁武器等《电磁辐射防护规定》具体标准如下：职业照射：在每天8小时工作期间内，任意连续6分钟按全身平均的比吸收率（SAR）小于0.1W/kg。

公众照射：在一天24小时内，任意连续6分钟按全身平均的比吸收率（SAR）应小于0.02W/kg。

核医学考试重点第⼀章核物理基础知识元素:凡就是质⼦数相同,核外电⼦数相同,化学性质相同得同⼀类原⼦称为⼀组元素、同位素(isotｏｐe):凡就是质⼦数相同,中⼦数不同得元素互为同位素如: 1H、2Ｈ、３H。

同质异能素:凡就是原⼦核中质⼦数与中⼦数相同,⽽处于不同能量状态得元素叫同质异能素、核素:原⼦核得质⼦数、中⼦数、能量状态均相同原⼦属于同⼀种核素。

例如:1H、2H、3H、12C、14C 198Aｕ、9９mＴc、９９Tc1.稳定性核素 (stable nuclidｅ)稳定性核素就是指:原⼦核不会⾃发地发⽣核变化得核素,它们得质⼦与中⼦处于平衡状态,⽬前稳定性核素仅有２７4种,2.放射性核素(radioａctivｅnｕｃlｉｄe)放射性核素就是⼀类不稳定得核素,原⼦核能⾃发地不受外界影响(如温度、压⼒、电磁场),也不受元素所处状态得影响,只与时间有关。

⽽转变为其它原⼦核得核素。

核衰变得类型１.α衰变(αｄecay):2。

β—衰变(β－ｄｅcay):３.β+衰变:4、γ衰变:核衰变规律1.物理半衰期(ｐhysｉcal hａlf life,T１/2):放射性核素衰变速率常以物理半衰期Ｔ１/2表⽰,指放射性核素数从Ｎo衰变到No得⼀半所需得时间、物理半衰期就是每⼀种放射性核素所特有得。

数学公式Ｔ1/２=０。

6９3/λ2、⽣物半衰期(Tb):由于⽣物代谢从体内排出原来⼀半所需得时间,称为之、3.有效半衰期(Tｅ):由于物理衰变与⽣物得代谢共同作⽤⽽使体内放射性核素减少⼀半所需要得时间,称之。

Te、Tｂ、T１/2三者得关系为:Ｔｅ= Ｔ１/2·Tb / (T1／2+ Tb)。

4.放射性活度(ｒadiｏactiviｔy, A) :就是表⽰单位时间内发⽣衰变得原⼦核数。

放射性活度得单位就是每秒衰变次数。

其国际制单位得专⽤名称为贝可勒尔(Beｃquerｅl),简称贝可,符号为Bq。

数⼗年来,活度沿⽤单位为居⾥(Cｉ) 1Ci=3.7×1010/每秒。

核医学第1章：核医学物理基础1.1 核能的基本概念核能是指核物质中原子核所具有的能量。

根据爱因斯坦的质量能等价原理，原子核的质量与能量可以相互转化。

因此，核能也可以理解为原子核质量的变化所产生的能量。

1.2 放射性与放射线放射性是指原子核发生变化而自发地释放出射线（如α、β、γ等）的现象。

放射性物质可以通过衰变到达稳定状态，其半衰期长短不同。

放射线是指放射性核子发生衰变后放出的电磁波和次级粒子。

1.3 α、β、γ射线的特性α射线的质量比较大，能量相对较低，电离能力强，但穿透力较弱，只能被轻质材料遮蔽。

β射线的穿透力较强，电离能力比α弱，可以被金属遮蔽。

γ射线的能量远高于α、β射线，穿透力强，电离能力弱，需要厚密的屏蔽材料。

1.4 核衰变的本质核衰变是指放射性物质中原子核发生自发的转化，通过放出α、β、γ射线等辐射释放能量，从而达到稳定状态的过程。

核衰变与放射性同义，是放射性物质的特征之一。

1.5 核反应的基本概念核反应是指核子相互作用，经过核转化而形成新的原子核的过程。

通常用粒子表示法或核反应方程式来描述核反应。

在核反应中，可能伴随着放出射线或吸收射线，释放出能量。

1.6 核反应堆的基本原理核反应堆是利用核裂变或核聚变反应产生的热能转化成电能的装置。

核反应堆的核心是燃料区，通过控制反应堆中的裂变或聚变过程，可以控制反应堆的输出功率和运行状态。

1.7 核医学应用的主要方法核医学应用是指利用放射性核素的特殊性质，通过各种技术手段进行检测、治疗或研究生命过程的方法。

常用的核医学方法有放射性同位素扫描、放射性同位素治疗、放射性同位素标记技术等。

1.8 核医学的危害与防护核医学应用中，放射性物质有一定的辐射危害，如果安全操作不当可能会对人体造成伤害。

因此，核医学应用过程中需要加强防护措施，包括使用防护材料、佩戴防护设备、掌握操作技能等，以最大程度保障操作人员和患者的安全。

1.9以上为核医学第1章：核医学物理基础的相关内容，通过本章的学习可以初步了解核能、放射性、核衰变、核反应堆、核医学应用等方面的知识。

教案授课内容:核物理基础知识授课对象:医学检验专业，本科学生使用教材:《检验核医学》第2版孟庆勇黄定德主编授课时间：2学时主讲教师：管超楠一、教学背景核物理基础知识是学习检验核医学专业的物理基础，本专业涉及到的核物理基础仅仅局限于对原子结构，质子、中子和电子层面的理解，不涉及更深层次理论物理。

二、教学目标与要求✧知识目标掌握：核素和同位素概念；α衰变，β衰变，γ衰变三种衰变类型；带电粒子与物质的相互作用；γ射线对物质的作用熟悉：α射线，β射线，γ射线的特点；轫致辐射的概念；光电效应意义；康普顿效应特点✧能力目标掌握核物理基础知识，在接下来的学习中应用理解。

✧情感目标在学习基础知识的过程中，培养学生对核物理的兴趣，建立学生对学习本门课程的信心。

三、重点与难点✧重点放射性衰变三种类型各自的特点意义；带电粒子与物质相互作用的主要效应机制；γ射线与物质相互作用的机制；✧难点轫致辐射的理解，辐射防护的意义四、教学方法和手段✧教学方法启发式教学、象形式教学、对比教学等✧教学手段课堂讲授、多媒体教学五、教学内容（一）课程导入：通过从核能的开发利用和战争的威慑带入学生的兴趣进入到核物理基础中。

通过介绍两位物理人物的背景提高学生学习信心。

（二）课程纲要：1.核素的分类2.放射性核素的三种衰变类型3.三种放射性衰变射线的特点4.不同放射性核素衰变射线对物质的作用效应（三）课程内容1，安东尼·亨利·贝克勒尔(Antoine Henri Becquerel)生平简史。

1896年3月，贝克勒尔发现，与双氧铀硫酸钾盐放在一起但包在黑纸中的感光底板被感光了。

他推测这可能是因为铀盐发出了某种未知的辐射。

同年5月，他又发现纯铀金属板也能产生这种辐射，从而确认了天然放射性的发现。

2，通过安东尼·亨利·贝克勒尔的生平介绍，导出放射性活度单位贝克勒尔的概念名称：贝克[勒耳]符号：Bq量的名称：放射性活度单位SI表示：1 Bq = 每秒1次放射性衰变3，玛丽亚·斯克沃多夫斯卡·居里（Marie Skłodowska Curie）生平简史。