临床医学专业核医学课件 最全复习过程.ppt

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1、临床医学专业核医学课件 最全 绪绪 论论治疗：治疗：甲状腺机能亢进甲状腺机能亢进(hyperthyreosis)甲状腺癌甲状腺癌(thyroid carcinoma)转移性骨痛转移性骨痛(multisite metastatic pain)骨肿瘤骨肿瘤(bone cancer)第一章第一章 核物理基础核物理基础一、放射性核素一、放射性核素一、放射性核素一、放射性核素 原子结构、核素、同位素和同质异能素原子结构、核素、同位素和同质异能素 原子结构原子结构 核素核素稳定性核素稳定性核素稳定性核素稳定性核素放射性核素放射性核素放射性核素放射性核素 同位素同位素 同质异能素同质异能素 原子的能量状态原

2、子的能量状态基态基态基态基态激发态激发态激发态激发态 元素（元素（元素（元素（elementelement）的基本单位是原子，原子由）的基本单位是原子，原子由）的基本单位是原子，原子由）的基本单位是原子，原子由原子核和核外电子构成。原子核和核外电子构成。原子核和核外电子构成。原子核和核外电子构成。原子核内有不同数目的质子原子核内有不同数目的质子原子核内有不同数目的质子原子核内有不同数目的质子(proton(proton，P)P)和中子和中子和中子和中子(neutron(neutron，N)N)，统称为核子，统称为核子，统称为核子，统称为核子(nucleon)(nucleon)。原子核内质子数目

3、和中子数目之和为原子原子核内质子数目和中子数目之和为原子原子核内质子数目和中子数目之和为原子原子核内质子数目和中子数目之和为原子核的质量数，用核的质量数，用核的质量数，用核的质量数，用“A”A”表示，因此，整个原子表示，因此，整个原子表示，因此，整个原子表示，因此，整个原子核内中子数目核内中子数目核内中子数目核内中子数目N=AN=AZ Z。原子核内的核子之间存在着引力，称为核力原子核内的核子之间存在着引力，称为核力原子核内的核子之间存在着引力，称为核力原子核内的核子之间存在着引力，称为核力(nuclear force)(nuclear force)，为短程力，受核子数目的影响，为短程力，受核子

4、数目的影响，为短程力，受核子数目的影响，为短程力，受核子数目的影响 。除了核力外，还存在静电斥力，该力为长程力，除了核力外，还存在静电斥力，该力为长程力，除了核力外，还存在静电斥力，该力为长程力，除了核力外，还存在静电斥力，该力为长程力，不受核子数目影响，但与电荷量有关。不受核子数目影响，但与电荷量有关。不受核子数目影响，但与电荷量有关。不受核子数目影响，但与电荷量有关。P P N=1.0N=1.01.51.5时，核力与静电斥力基本平衡，原时，核力与静电斥力基本平衡，原时，核力与静电斥力基本平衡，原时，核力与静电斥力基本平衡，原子核处于稳定状态。子核处于稳定状态。子核处于稳定状态。子核处于稳定

5、状态。一般情况下原子核处于最低能量状态，称为基一般情况下原子核处于最低能量状态，称为基一般情况下原子核处于最低能量状态，称为基一般情况下原子核处于最低能量状态，称为基态态态态(ground state)(ground state)。当受到高能量粒子轰击或核内部。当受到高能量粒子轰击或核内部。当受到高能量粒子轰击或核内部。当受到高能量粒子轰击或核内部发生结构改变，原子可暂处于高能量状态，称之为发生结构改变，原子可暂处于高能量状态，称之为发生结构改变，原子可暂处于高能量状态，称之为发生结构改变，原子可暂处于高能量状态，称之为激发态激发态激发态激发态(excited state)(excited s

6、tate)。激发态不会持久，将迅速释。激发态不会持久，将迅速释。激发态不会持久，将迅速释。激发态不会持久，将迅速释放能量，而恢复至基态，这种能量的释放过程称为放能量，而恢复至基态，这种能量的释放过程称为放能量，而恢复至基态，这种能量的释放过程称为放能量，而恢复至基态，这种能量的释放过程称为跃迁跃迁跃迁跃迁(transition)(transition)。ground stateground stateexcited stateexcited state 质子数相同，中子数相同，能量状态相同的一质子数相同，中子数相同，能量状态相同的一质子数相同，中子数相同，能量状态相同的一质子数相同，中子数相同

7、，能量状态相同的一类原子的集合称为核素类原子的集合称为核素类原子的集合称为核素类原子的集合称为核素(nuclide)(nuclide)。核内质子数相同，即在元素周期表中处于同一位置，但核内质子数相同，即在元素周期表中处于同一位置，但核内质子数相同，即在元素周期表中处于同一位置，但核内质子数相同，即在元素周期表中处于同一位置，但中子数不同的核素互称为某元素的中子数不同的核素互称为某元素的中子数不同的核素互称为某元素的中子数不同的核素互称为某元素的同位素同位素同位素同位素(isotope)(isotope)。质子数、中子数均相同，但能量状态不同的核素称为质子数、中子数均相同，但能量状态不同的核素称

8、为质子数、中子数均相同，但能量状态不同的核素称为质子数、中子数均相同，但能量状态不同的核素称为同质同质同质同质异能素异能素异能素异能素(isomer)(isomer)。处于稳定状态的核素称为处于稳定状态的核素称为处于稳定状态的核素称为处于稳定状态的核素称为稳定性核素稳定性核素稳定性核素稳定性核素(stable nuclide)(stable nuclide)。当原子核内部处于不稳定状态，产生了能级的变化，转化当原子核内部处于不稳定状态，产生了能级的变化，转化当原子核内部处于不稳定状态，产生了能级的变化，转化当原子核内部处于不稳定状态，产生了能级的变化，转化为另一种核素。这种自发的核内结构或能量

9、的变化过程称为为另一种核素。这种自发的核内结构或能量的变化过程称为为另一种核素。这种自发的核内结构或能量的变化过程称为为另一种核素。这种自发的核内结构或能量的变化过程称为核衰变核衰变核衰变核衰变(nuclear decay)(nuclear decay)，变化过程中释放的具有一定能量的粒，变化过程中释放的具有一定能量的粒，变化过程中释放的具有一定能量的粒，变化过程中释放的具有一定能量的粒子称为子称为子称为子称为放射线放射线放射线放射线(radiation)(radiation)。释出放射线的核素称为释出放射线的核素称为释出放射线的核素称为释出放射线的核素称为放射性核素放射性核素放射性核素放射性

10、核素(radio-nuclide)(radio-nuclide)。二、核衰变方式二、核衰变方式二、核衰变方式二、核衰变方式衰变衰变(alpha decay)-衰变衰变(alpha decay)原子核内要原子核内要原子核内要原子核内要释释释释放放放放2 2个个个个质质质质子和子和子和子和2 2个中子个中子个中子个中子组组组组成的成的成的成的称之称之称之称之为为为为“”粒子。粒子。粒子。粒子。当核内当核内当核内当核内质质质质子、中子比例不当子、中子比例不当子、中子比例不当子、中子比例不当时时时时，质质质质子和中子和中子和中子和中子将子将子将子将产产产产生相互生相互生相互生相互转换转换转换转换，达到

11、核内，达到核内，达到核内，达到核内调调调调整整整整结结结结构的目的。构的目的。构的目的。构的目的。其特点是原子的其特点是原子的其特点是原子的其特点是原子的质质质质量数不量数不量数不量数不变变变变，只有原子序数改，只有原子序数改，只有原子序数改，只有原子序数改变变变变（相差（相差（相差（相差1 1），分），分），分），分为为为为-和和和和+和电子俘获三种形式。和电子俘获三种形式。和电子俘获三种形式。和电子俘获三种形式。主要发生在中子相对过多的核素。中子转化为质子，释放负电主要发生在中子相对过多的核素。中子转化为质子，释放负电主要发生在中子相对过多的核素。中子转化为质子，释放负电主要发生在中子相对

12、过多的核素。中子转化为质子，释放负电子，称为子，称为子，称为子，称为 粒子。粒子。粒子。粒子。+衰变衰变(alpha decay)主要发生在中子数相对不足的核素，核内由质子转化为中子，主要发生在中子数相对不足的核素，核内由质子转化为中子，主要发生在中子数相对不足的核素，核内由质子转化为中子，主要发生在中子数相对不足的核素，核内由质子转化为中子，释放正电子，称为释放正电子，称为释放正电子，称为释放正电子，称为 +粒子。粒子。粒子。粒子。电子俘获电子俘获(electron capture，EC)对于中子数相对较少某些核素，原子核从核外内层的电子壳层俘获一个对于中子数相对较少某些核素，原子核从核外内

13、层的电子壳层俘获一个对于中子数相对较少某些核素，原子核从核外内层的电子壳层俘获一个对于中子数相对较少某些核素，原子核从核外内层的电子壳层俘获一个电子，使核内的一个质子转化为中子，同时释放一个中微子，随后较外层的电子，使核内的一个质子转化为中子，同时释放一个中微子，随后较外层的电子，使核内的一个质子转化为中子，同时释放一个中微子，随后较外层的电子，使核内的一个质子转化为中子，同时释放一个中微子，随后较外层的电子跃入内层轨道填补空穴。由于外层能级高于内层能级，因此，多余能量电子跃入内层轨道填补空穴。由于外层能级高于内层能级，因此，多余能量电子跃入内层轨道填补空穴。由于外层能级高于内层能级，因此，多

14、余能量电子跃入内层轨道填补空穴。由于外层能级高于内层能级，因此，多余能量以电磁辐射以电磁辐射以电磁辐射以电磁辐射(即特征即特征即特征即特征X X射线射线射线射线)形式释放。或者该能量传递给另一壳层电子，使之形式释放。或者该能量传递给另一壳层电子，使之形式释放。或者该能量传递给另一壳层电子，使之形式释放。或者该能量传递给另一壳层电子，使之脱离轨道逸出，称为俄歇电子脱离轨道逸出，称为俄歇电子脱离轨道逸出，称为俄歇电子脱离轨道逸出，称为俄歇电子(auger electron)(auger electron)。跃迁与内转换现象跃迁与内转换现象 经过经过经过经过 或或或或 衰变的核素，在衰变的过程中可能

15、导致原子核处于高衰变的核素，在衰变的过程中可能导致原子核处于高衰变的核素，在衰变的过程中可能导致原子核处于高衰变的核素，在衰变的过程中可能导致原子核处于高能的激发态，核内多余能量以电磁辐射形式释放后返回基态，该能的激发态，核内多余能量以电磁辐射形式释放后返回基态，该能的激发态，核内多余能量以电磁辐射形式释放后返回基态，该能的激发态，核内多余能量以电磁辐射形式释放后返回基态，该过程称为过程称为过程称为过程称为 跃迁。跃迁。跃迁。跃迁。有时在核内多余能量释放过程中，也可能将能量传递给核外壳有时在核内多余能量释放过程中，也可能将能量传递给核外壳有时在核内多余能量释放过程中，也可能将能量传递给核外壳有

16、时在核内多余能量释放过程中，也可能将能量传递给核外壳层电子，使之脱离其运行轨道而逸出，这种现象称为内转换现象。层电子，使之脱离其运行轨道而逸出，这种现象称为内转换现象。层电子，使之脱离其运行轨道而逸出，这种现象称为内转换现象。层电子，使之脱离其运行轨道而逸出，这种现象称为内转换现象。逸出的电子称为内转换电子逸出的电子称为内转换电子逸出的电子称为内转换电子逸出的电子称为内转换电子(internal conversion electron)(internal conversion electron)。X X射线和射线和射线和射线和 射线都是光子，它们的不同之处：射线都是光子，它们的不同之处：射线都

17、是光子，它们的不同之处：射线都是光子，它们的不同之处：射线来源于核内能射线来源于核内能射线来源于核内能射线来源于核内能量释放，而量释放，而量释放，而量释放，而X X射线为核外电子跃迁过程中的能量释放。射线为核外电子跃迁过程中的能量释放。射线为核外电子跃迁过程中的能量释放。射线为核外电子跃迁过程中的能量释放。三、放射性核素衰变规律及其度量三、放射性核素衰变规律及其度量 核衰变是随机性的，单位时间衰变的原子核数核衰变是随机性的，单位时间衰变的原子核数目与核的总数成正比，并且随着时间的增长，遵循目与核的总数成正比，并且随着时间的增长，遵循一定的规律而减少。一定的规律而减少。称为衰变常数（称为衰变常数

18、（称为衰变常数（称为衰变常数（decay constantdecay constant），是放射性），是放射性），是放射性），是放射性核素衰变的特征参数，表征单位时间原子核发生衰核素衰变的特征参数，表征单位时间原子核发生衰核素衰变的特征参数，表征单位时间原子核发生衰核素衰变的特征参数，表征单位时间原子核发生衰变的速率。变的速率。变的速率。变的速率。指数衰变规律指数衰变规律 物理半衰期物理半衰期(physical half life，Tr):指放射性核指放射性核素的原子核数目衰变到原来的一半所需要的时间。素的原子核数目衰变到原来的一半所需要的时间。生物半排期生物半排期(biological ha

19、lf life,Tb)指放射性核素指放射性核素由于体内代谢作用，随代谢产物排出体外而减少到初由于体内代谢作用，随代谢产物排出体外而减少到初始摄入量一半的时间。始摄入量一半的时间。有效半减期有效半减期(effective half life,Teff)指放射性核素指放射性核素由于自发衰变和体内代谢共同作用而减少到初始量一由于自发衰变和体内代谢共同作用而减少到初始量一半的时间。半的时间。半衰期半衰期 如果某一放射性核素的物理半衰期和生物半排期相差甚如果某一放射性核素的物理半衰期和生物半排期相差甚如果某一放射性核素的物理半衰期和生物半排期相差甚如果某一放射性核素的物理半衰期和生物半排期相差甚为悬殊，

20、则其为悬殊，则其为悬殊，则其为悬殊，则其T Teffeff主要由短者决定。主要由短者决定。主要由短者决定。主要由短者决定。放射性活度放射性活度、放射性比活度与放射性浓度、放射性比活度与放射性浓度 放射性活度放射性活度(A):是指在一定的时间是指在一定的时间(dt)内处于特定能态的内处于特定能态的一定量的放射性核素发生自发衰变一定量的放射性核素发生自发衰变(dN)的期望值。国际制单位的期望值。国际制单位为为Bq，Bq其表示每秒内核衰变的次数，其表示每秒内核衰变的次数，1Bq表示每秒有表示每秒有1次衰次衰变。旧有单位为居里变。旧有单位为居里(Ci)，1Ci=3.71010Bq 单位质量中所含的放射

21、性活度称为比活度或比放射性。一般单位质量中所含的放射性活度称为比活度或比放射性。一般用用Bq/kg或或Bq/mol为单位。单位容积溶液中所含放射性活度称为为单位。单位容积溶液中所含放射性活度称为放射性浓度，以放射性浓度，以Bq/ml或或Bq/L为单位。为单位。四、带电粒子与物质的相互作用四、带电粒子与物质的相互作用四、带电粒子与物质的相互作用四、带电粒子与物质的相互作用 带电粒子与物质的相互作用带电粒子与物质的相互作用 电离与激发作用电离与激发作用电离与激发作用电离与激发作用 带电粒子与物质的核外电子发生静电作用，如果导致物质中带电粒子与物质的核外电子发生静电作用，如果导致物质中带电粒子与物质

22、的核外电子发生静电作用，如果导致物质中带电粒子与物质的核外电子发生静电作用，如果导致物质中的原子失去轨道电子形成正负离子对，称为电离的原子失去轨道电子形成正负离子对，称为电离的原子失去轨道电子形成正负离子对，称为电离的原子失去轨道电子形成正负离子对，称为电离(ionization)(ionization)作用。作用。作用。作用。传能线密度传能线密度传能线密度传能线密度(linear energy transfer(linear energy transfer，LET)LET)是指带电粒是指带电粒是指带电粒是指带电粒子穿过物质时，在其单位长度径迹上所转移的能量。子穿过物质时，在其单位长度径迹上所

23、转移的能量。子穿过物质时，在其单位长度径迹上所转移的能量。子穿过物质时，在其单位长度径迹上所转移的能量。电离密度电离密度电离密度电离密度(ionization density):(ionization density):单位路径上形成的离子对数目。单位路径上形成的离子对数目。单位路径上形成的离子对数目。单位路径上形成的离子对数目。如果带电粒子使照射物质轨道电子从内层跃迁至外层，整个如果带电粒子使照射物质轨道电子从内层跃迁至外层，整个如果带电粒子使照射物质轨道电子从内层跃迁至外层，整个如果带电粒子使照射物质轨道电子从内层跃迁至外层，整个原子处于能量较高的激发态，此过程称为激发原子处于能量较高的激

24、发态，此过程称为激发原子处于能量较高的激发态，此过程称为激发原子处于能量较高的激发态，此过程称为激发(excitation)(excitation)作用。作用。作用。作用。散射与吸收散射与吸收散射与吸收散射与吸收 带电粒子受到物质原子核库仓电场作用而发生方向偏折带电粒子受到物质原子核库仓电场作用而发生方向偏折带电粒子受到物质原子核库仓电场作用而发生方向偏折带电粒子受到物质原子核库仓电场作用而发生方向偏折和能量的改变，称为散射和能量的改变，称为散射和能量的改变，称为散射和能量的改变，称为散射(scattering)(scattering)，只改变运动方向而能量，只改变运动方向而能量，只改变运动方

25、向而能量，只改变运动方向而能量不变者称为弹性散射不变者称为弹性散射不变者称为弹性散射不变者称为弹性散射(elastic scattering)(elastic scattering)。如果射线通过物质时，由于各种作用的机制，导致带电粒子的动如果射线通过物质时，由于各种作用的机制，导致带电粒子的动如果射线通过物质时，由于各种作用的机制，导致带电粒子的动如果射线通过物质时，由于各种作用的机制，导致带电粒子的动能全部丧失而不复存在的过程称为吸收能全部丧失而不复存在的过程称为吸收能全部丧失而不复存在的过程称为吸收能全部丧失而不复存在的过程称为吸收(absorption)(absorption)。带电粒

26、子被吸收以前所行经的直线距离则成为射程带电粒子被吸收以前所行经的直线距离则成为射程带电粒子被吸收以前所行经的直线距离则成为射程带电粒子被吸收以前所行经的直线距离则成为射程(range)(range)X、射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用 光电效应：光子与介质原子的轨道电子碰撞，把能量全光电效应：光子与介质原子的轨道电子碰撞，把能量全光电效应：光子与介质原子的轨道电子碰撞，把能量全光电效应：光子与介质原子的轨道电子碰撞，把能量全部交给轨道电子，使之脱离原子，光子消失，这一作用能够部交给轨道电子，使之脱离原子，光子消失，这一作用能够部交给轨道电子，使之脱离原子，光子消失，这一作用能够部交给轨

27、道电子，使之脱离原子，光子消失，这一作用能够过程称为光电效应过程称为光电效应过程称为光电效应过程称为光电效应(photoelectric effect)(photoelectric effect)。脱离轨道的电子称。脱离轨道的电子称。脱离轨道的电子称。脱离轨道的电子称为光电子为光电子为光电子为光电子(photoelectric electron)(photoelectric electron)。康普顿效应：能量较高的光子与核外电子碰撞，将康普顿效应：能量较高的光子与核外电子碰撞，将康普顿效应：能量较高的光子与核外电子碰撞，将康普顿效应：能量较高的光子与核外电子碰撞，将一部分能量传递给电子，使之

28、脱离原子轨道成为高速运行一部分能量传递给电子，使之脱离原子轨道成为高速运行一部分能量传递给电子，使之脱离原子轨道成为高速运行一部分能量传递给电子，使之脱离原子轨道成为高速运行的电子，而光子本身能量降低，运行方向发生改变，成为的电子，而光子本身能量降低，运行方向发生改变，成为的电子，而光子本身能量降低，运行方向发生改变，成为的电子，而光子本身能量降低，运行方向发生改变，成为康普顿效应康普顿效应康普顿效应康普顿效应(Compton effect)(Compton effect)。电子对生成：当光子能量大于电子对生成：当光子能量大于电子对生成：当光子能量大于电子对生成：当光子能量大于1.022MeV

29、1.022MeV时，在物质原时，在物质原时，在物质原时，在物质原子核电场作用下转化为一个正电子和一个负电子，称为电子核电场作用下转化为一个正电子和一个负电子，称为电子核电场作用下转化为一个正电子和一个负电子，称为电子核电场作用下转化为一个正电子和一个负电子，称为电子对生成子对生成子对生成子对生成(electron pair production)(electron pair production)。对于对于对于对于 射线和原子序数高的吸收物质，以光电效应为射线和原子序数高的吸收物质，以光电效应为射线和原子序数高的吸收物质，以光电效应为射线和原子序数高的吸收物质，以光电效应为主；对于中能主；对于

30、中能主；对于中能主；对于中能 射线和原子序数高的吸收物质，康普顿效射线和原子序数高的吸收物质，康普顿效射线和原子序数高的吸收物质，康普顿效射线和原子序数高的吸收物质，康普顿效应占优势；对于高能应占优势；对于高能应占优势；对于高能应占优势；对于高能 射线和原子序数高的吸收物质，电射线和原子序数高的吸收物质，电射线和原子序数高的吸收物质，电射线和原子序数高的吸收物质，电子对效应占优势。子对效应占优势。子对效应占优势。子对效应占优势。辐射剂量及单位辐射剂量及单位 照射量照射量照射量照射量(exposure)(exposure)X X射线或射线或射线或射线或 射线在单位质量射线在单位质量射线在单位质量

31、射线在单位质量(dm)(dm)的空气中，与原子相的空气中，与原子相的空气中，与原子相的空气中，与原子相互作用释放出来的次级电子完全被阻止时，所产生的同互作用释放出来的次级电子完全被阻止时，所产生的同互作用释放出来的次级电子完全被阻止时，所产生的同互作用释放出来的次级电子完全被阻止时，所产生的同一符号离子的总电荷一符号离子的总电荷一符号离子的总电荷一符号离子的总电荷(dQdQ):):X X=dQ/dmdQ/dm，照射量仅适用于，照射量仅适用于，照射量仅适用于，照射量仅适用于能量在能量在能量在能量在10keV-3MeV10keV-3MeV范围内的范围内的范围内的范围内的X X射线和射线和射线和射线

32、和 射线照射空气。射线照射空气。射线照射空气。射线照射空气。吸收吸收吸收吸收剂剂剂剂量量量量(absorbed dose)(absorbed dose)单位质量物质所受任何电离辐射的平均能量。单位质量物质所受任何电离辐射的平均能量。单位质量物质所受任何电离辐射的平均能量。单位质量物质所受任何电离辐射的平均能量。D D=dE/dmdE/dm，国际专用单位是戈瑞，国际专用单位是戈瑞，国际专用单位是戈瑞，国际专用单位是戈瑞(Gy)(Gy)。当量当量当量当量剂剂剂剂量量量量(equivalent dose(equivalent dose，HHT,RT,R)吸收剂量与辐射权重因子吸收剂量与辐射权重因子吸

33、收剂量与辐射权重因子吸收剂量与辐射权重因子(W(WR R)的乘积。的乘积。的乘积。的乘积。HHT,RT,R=D DTRTR WWR R,国国国国际专用单位是希沃特际专用单位是希沃特际专用单位是希沃特际专用单位是希沃特(Sv)(Sv)。有效有效有效有效剂剂剂剂量量量量(effective dose(effective dose，E E)全身收到均匀或不均匀照射时，考虑各器官敏感性后的当量全身收到均匀或不均匀照射时，考虑各器官敏感性后的当量全身收到均匀或不均匀照射时，考虑各器官敏感性后的当量全身收到均匀或不均匀照射时，考虑各器官敏感性后的当量剂量剂量剂量剂量(HHT,RT,R)加权平均值。加权平均

34、值。加权平均值。加权平均值。国际专用单位是希沃特国际专用单位是希沃特国际专用单位是希沃特国际专用单位是希沃特(Sv)(Sv)。待积当量剂量待积当量剂量待积当量剂量待积当量剂量(committed equivalent dose)(committed equivalent dose)待积剂量待积剂量待积剂量待积剂量(committed dose)(committed dose)指放射性核素进入体内的指放射性核素进入体内的指放射性核素进入体内的指放射性核素进入体内的剂量积分估算，根据待积剂量的概念还可以推倒出待积剂量积分估算，根据待积剂量的概念还可以推倒出待积剂量积分估算，根据待积剂量的概念还可以

35、推倒出待积剂量积分估算，根据待积剂量的概念还可以推倒出待积吸收剂量、待积当量剂量和待积有效剂量等。吸收剂量、待积当量剂量和待积有效剂量等。吸收剂量、待积当量剂量和待积有效剂量等。吸收剂量、待积当量剂量和待积有效剂量等。待积当量剂量（待积当量剂量（待积当量剂量（待积当量剂量（committed equivalent dose,committed equivalent dose,HHT T（）指单次摄入的放射性物质在其后的指单次摄入的放射性物质在其后的指单次摄入的放射性物质在其后的指单次摄入的放射性物质在其后的 年内对所关心的器官年内对所关心的器官年内对所关心的器官年内对所关心的器官或组织所造成的

36、总剂量累积值。或组织所造成的总剂量累积值。或组织所造成的总剂量累积值。或组织所造成的总剂量累积值。待积有效剂量待积有效剂量待积有效剂量待积有效剂量(committed effective dose(committed effective dose，E E()()如果单如果单如果单如果单次摄入次摄入次摄入次摄入R R类放射性核素对人体器官或组织（类放射性核素对人体器官或组织（类放射性核素对人体器官或组织（类放射性核素对人体器官或组织（T T）造成的待）造成的待）造成的待）造成的待积当量剂量积当量剂量积当量剂量积当量剂量HHT T（）乘以相应的权重因子）乘以相应的权重因子）乘以相应的权重因子）乘以

37、相应的权重因子WTWT，随后对所，随后对所，随后对所，随后对所涉及的器官或组织（涉及的器官或组织（涉及的器官或组织（涉及的器官或组织（T T）求积。）求积。）求积。）求积。HHT T（）为积分至为积分至为积分至为积分至 时间时组织（时间时组织（时间时组织（时间时组织（T T）的待积当量剂量；）的待积当量剂量；）的待积当量剂量；）的待积当量剂量；WWT T为组织为组织为组织为组织T T的组织权重因数。的组织权重因数。的组织权重因数。的组织权重因数。比释动能比释动能K当量剂量当量剂量H辐射场辐射场(照射量照射量X)空气空气待积剂量待积剂量核素进入体内核素进入体内待积当量待积当量剂量剂量待积有效待积

38、有效剂量剂量吸收剂量吸收剂量D有效剂量有效剂量E电离辐射源电离辐射源常用电离辐射量间相互关系常用电离辐射量间相互关系常用电离辐射量间相互关系常用电离辐射量间相互关系第二章第二章 核医学中的放射卫核医学中的放射卫生防护生防护 Radiation need not be feared,but it must be respected.Morgan一、天然本底辐射一、天然本底辐射天然本底辐射天然本底辐射宇宙辐射宇宙辐射地球辐射地球辐射初级宇宙射线初级宇宙射线次级宇宙射线次级宇宙射线铀系铀系锕系锕系钍系钍系其它天然放射性核素其它天然放射性核素本底当量时间本底当量时间 表示在临床核医学防护工作中，病人所

39、受的辐射剂量的大小可表示在临床核医学防护工作中，病人所受的辐射剂量的大小可表示在临床核医学防护工作中，病人所受的辐射剂量的大小可表示在临床核医学防护工作中，病人所受的辐射剂量的大小可以用相当于在多长时间内所受天然本底辐射的剂量。以用相当于在多长时间内所受天然本底辐射的剂量。以用相当于在多长时间内所受天然本底辐射的剂量。以用相当于在多长时间内所受天然本底辐射的剂量。二、放射生物学二、放射生物学二、放射生物学二、放射生物学(radiation biology)(radiation biology)作用机理作用机理作用机理作用机理 放射生物学中的几个重要概念放射生物学中的几个重要概念放射生物学中的几

40、个重要概念放射生物学中的几个重要概念 传能线密度传能线密度传能线密度传能线密度(linear energy transfer,LET)(linear energy transfer,LET)带电粒子在组织中带电粒子在组织中带电粒子在组织中带电粒子在组织中单位距离上的能量沉积。单位距离上的能量沉积。单位距离上的能量沉积。单位距离上的能量沉积。相对生物效应相对生物效应相对生物效应相对生物效应(relative biology effect,RBE)=(relative biology effect,RBE)=标准射线产生标准射线产生标准射线产生标准射线产生生物效能的剂量生物效能的剂量生物效能的剂量

41、生物效能的剂量/所试辐射产生相同生物效能的剂量，通常情况所试辐射产生相同生物效能的剂量，通常情况所试辐射产生相同生物效能的剂量，通常情况所试辐射产生相同生物效能的剂量，通常情况下，下，下，下，RBERBE与与与与LETLET呈正相关关系呈正相关关系呈正相关关系呈正相关关系 。直接作用直接作用直接作用直接作用(direct effect)(direct effect)是指射线将能量直接传递给生物分是指射线将能量直接传递给生物分是指射线将能量直接传递给生物分是指射线将能量直接传递给生物分子，使其电离和激发，损害核酸、蛋白质、酶和脂类等生命物子，使其电离和激发，损害核酸、蛋白质、酶和脂类等生命物子，

42、使其电离和激发，损害核酸、蛋白质、酶和脂类等生命物子，使其电离和激发，损害核酸、蛋白质、酶和脂类等生命物质的结构和功能。质的结构和功能。质的结构和功能。质的结构和功能。间接作用间接作用间接作用间接作用(indirect effect)(indirect effect)指射线的能量直接沉积于生物体中的水指射线的能量直接沉积于生物体中的水指射线的能量直接沉积于生物体中的水指射线的能量直接沉积于生物体中的水分子，而不是生物分子，辐射沉积的能量引起水分子发生辐射分解，分子，而不是生物分子，辐射沉积的能量引起水分子发生辐射分解，分子，而不是生物分子，辐射沉积的能量引起水分子发生辐射分解，分子，而不是生物

43、分子，辐射沉积的能量引起水分子发生辐射分解，进而产生自由基等活性基团，这些自由基等活性基团可诱发生物分进而产生自由基等活性基团，这些自由基等活性基团可诱发生物分进而产生自由基等活性基团，这些自由基等活性基团可诱发生物分进而产生自由基等活性基团，这些自由基等活性基团可诱发生物分子损伤，它是通过水的辐射降解产物间接作用于生物分子引起损伤子损伤，它是通过水的辐射降解产物间接作用于生物分子引起损伤子损伤，它是通过水的辐射降解产物间接作用于生物分子引起损伤子损伤，它是通过水的辐射降解产物间接作用于生物分子引起损伤的。的。的。的。外照射外照射外照射外照射(external irradiation)(ext

44、ernal irradiation)是指来自被辐照机体之外的照射如是指来自被辐照机体之外的照射如是指来自被辐照机体之外的照射如是指来自被辐照机体之外的照射如x x线和钴源线和钴源线和钴源线和钴源 射线等。射线等。射线等。射线等。内照射内照射内照射内照射(internal irradiation)(internal irradiation)是指放射性物质通过不同途径进入是指放射性物质通过不同途径进入是指放射性物质通过不同途径进入是指放射性物质通过不同途径进入人体沉积于组织或器官内在人体内产生的照射。人体沉积于组织或器官内在人体内产生的照射。人体沉积于组织或器官内在人体内产生的照射。人体沉积于组织

45、或器官内在人体内产生的照射。外照射和内照射外照射和内照射外照射和内照射外照射和内照射 封闭源和非封闭源封闭源和非封闭源封闭源和非封闭源封闭源和非封闭源 封闭源是将放射性物质固定在全封闭状态得到电离辐射源。封闭源是将放射性物质固定在全封闭状态得到电离辐射源。封闭源是将放射性物质固定在全封闭状态得到电离辐射源。封闭源是将放射性物质固定在全封闭状态得到电离辐射源。非封闭源是指能够向周围环境播散放射性核素的电离辐射非封闭源是指能够向周围环境播散放射性核素的电离辐射非封闭源是指能够向周围环境播散放射性核素的电离辐射非封闭源是指能够向周围环境播散放射性核素的电离辐射源。源。源。源。随机效应与确定性效应随机

46、效应与确定性效应随机效应与确定性效应随机效应与确定性效应随机效应随机效应随机效应随机效应(stochastic effects):(stochastic effects):效应的发生机率与效应的发生机率与效应的发生机率与效应的发生机率与受照剂量的大小呈正比，但效应的严重程度与受照剂受照剂量的大小呈正比，但效应的严重程度与受照剂受照剂量的大小呈正比，但效应的严重程度与受照剂受照剂量的大小呈正比，但效应的严重程度与受照剂量无关，不存在阈值剂量。量无关，不存在阈值剂量。量无关，不存在阈值剂量。量无关，不存在阈值剂量。确定性效应确定性效应确定性效应确定性效应(deterministic effects

47、)(deterministic effects)：受照射生物机体：受照射生物机体：受照射生物机体：受照射生物机体产生效应的严重程度在阈值以上随剂量的增加而增加，存产生效应的严重程度在阈值以上随剂量的增加而增加，存产生效应的严重程度在阈值以上随剂量的增加而增加，存产生效应的严重程度在阈值以上随剂量的增加而增加，存在剂量阈值。通常为在剂量阈值。通常为在剂量阈值。通常为在剂量阈值。通常为0.1-0.2Gy0.1-0.2Gy。自由基自由基自由基自由基(free radical)(free radical)是指能够独立存在、具有一个或多个未配对电子是指能够独立存在、具有一个或多个未配对电子是指能够独立存

48、在、具有一个或多个未配对电子是指能够独立存在、具有一个或多个未配对电子的原子、分子、离子或原子团。如的原子、分子、离子或原子团。如的原子、分子、离子或原子团。如的原子、分子、离子或原子团。如等。等。等。等。较分子氧的化学性质更为活泼的氧衍生物或其代谢产物统称为活性较分子氧的化学性质更为活泼的氧衍生物或其代谢产物统称为活性较分子氧的化学性质更为活泼的氧衍生物或其代谢产物统称为活性较分子氧的化学性质更为活泼的氧衍生物或其代谢产物统称为活性氧氧氧氧(reactive oxygen species)(reactive oxygen species)。如。如。如。如等。等。等。等。概括说大部分含氧自由基

49、是活性氧，但活性氧不一定都是自由基。概括说大部分含氧自由基是活性氧，但活性氧不一定都是自由基。概括说大部分含氧自由基是活性氧，但活性氧不一定都是自由基。概括说大部分含氧自由基是活性氧，但活性氧不一定都是自由基。辐射损伤的化学基础辐射损伤的化学基础辐射损伤的化学基础辐射损伤的化学基础 破坏细胞膜，使膜脂质过氧化，引起膜结构的破坏；破坏细胞膜，使膜脂质过氧化，引起膜结构的破坏；破坏细胞膜，使膜脂质过氧化，引起膜结构的破坏；破坏细胞膜，使膜脂质过氧化，引起膜结构的破坏；使细胞蛋白质氧化、脱氢，造成蛋白质的失活、结构改变、化学链使细胞蛋白质氧化、脱氢，造成蛋白质的失活、结构改变、化学链使细胞蛋白质氧化

50、、脱氢，造成蛋白质的失活、结构改变、化学链使细胞蛋白质氧化、脱氢，造成蛋白质的失活、结构改变、化学链 的断裂，或使蛋白质交联和聚合，从而影响蛋白质的正常功能；的断裂，或使蛋白质交联和聚合，从而影响蛋白质的正常功能；的断裂，或使蛋白质交联和聚合，从而影响蛋白质的正常功能；的断裂，或使蛋白质交联和聚合，从而影响蛋白质的正常功能；使糖链的断裂和失活；使糖链的断裂和失活；使糖链的断裂和失活；使糖链的断裂和失活；引起核酸的损伤，造成细胞死亡。引起核酸的损伤，造成细胞死亡。引起核酸的损伤，造成细胞死亡。引起核酸的损伤，造成细胞死亡。自由基对生物大分子的损伤作用自由基对生物大分子的损伤作用自由基对生物大分子