核医学物理2
核医学复习重点总结
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。
核医学PPT课件 核医学绪论及物理基础
Becquerel
History look back
1896年法国物理学家 Becquerel发现了铀的放射 性，第一次认识到放射现象。 他在研究铀盐时，发现铀能 使附近黑纸包裹的感光胶片 感光，由此断定铀能不断地 发射某种看不见的，穿透力 强的射线。
1903年与Curie夫人共获 Nobel物理学奖。
radiopharmaceutical β粒子或α粒子 抑制或破坏病变组织
8
核素治疗
131I 甲亢、甲癌转移灶
核素标记单克隆抗体 131I-抗AFP抗体
90Y-抗CD20抗体（Zevalin）
89锶治疗骨转移Ca
原发性肝癌 淋巴瘤
9
高度选择性
放射免疫靶向治疗 受体介导的靶向治疗 放射性核素基因治疗
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略
History look back
临床核医学之父
1926年美国Boston内科医师Blumgart首先应用 放射性氡研究循环时间，第一次应用了示踪技 术。
将氡从一侧手臂静脉注射后，在暗室中通过云 母窗观察其在另一手臂出现的时间，以了解动 -静脉血管床之间的循环时间。
后来他又进行了多领域的生理、病理和药理学 研究。被誉为“临床核医学之父”。
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Marie S.Curie
History look back
1898年在巴黎的波兰化学家 Curie (1867-1934)与他的 丈夫 Pierre共同发现了镭 （即88号元素），他们从30 吨沥青铀矿中提取了2mg镭。 此后，又发现了Pu和Th天然 放射性元素。
1903年Curie与 Bequerel共 获Nobel物理学奖，1911年 又获得Nobel化学奖。
Nuclear Medicine
核医学物理师报考条件(一)
核医学物理师报考条件(一)核医学物理师报考条件1. 介绍核医学物理学是医学物理学中的一个重要分支，致力于研究核素的使用及其在医学影像和治疗中的应用。
成为一名核医学物理师需要具备一定的学术基础和专业知识。
本文将介绍核医学物理师的报考条件。
2. 学历要求•本科学历：报考核医学物理师需要具备本科学历，学习相关的医学、物理或相关学科。
•相关专业：最好拥有医学、物理学、生物医学工程等相关专业学位，以便更好地理解和应用核医学物理的知识。
3. 专业知识•医学物理学知识：具备扎实的医学物理学基础知识，包括医学成像技术、放射治疗技术等方面的理论和实践经验。
•核医学知识：了解核素的性质、应用以及医学影像和治疗中的相关原理和技术。
•辐射安全与保护：熟悉辐射安全与保护措施，明白在核医学实验室和临床中的辐射防护要求。
4. 实践经验•实习经验：报考者最好具备一定的实习经验，特别是在核医学物理相关领域工作的经验，有帮助。
•手术室经验：一些医院要求核医学物理师参与手术过程的辐射防护工作，对手术室经验的要求较高。
5. 职业道德•责任心：对患者负责，遵守医疗伦理规范和专业道德。
•团队合作：能够与医疗团队合作，包括放射科医师、临床医生等。
6. 考试要求•通过国家或地方相关考试：不同国家和地区对核医学物理师的认证要求不同，需要通过相应的考试获得资格证书。
7. 持续学习•继续教育：核医学物理学领域的知识更新较快，需要持续学习和更新自己的专业知识。
•学术交流：参与学术会议、研讨会等活动，与同行交流、学习。
8. 结语核医学物理师是医学影像和治疗团队中不可或缺的重要成员。
成为一名核医学物理师需要具备一定的学术背景、专业知识和实践经验。
同时，保持职业道德，不断学习和交流，才能更好地从事核医学物理工作。
核医学科试题及答案(二)
核医学科试题及答案绪论一．填空题：1. 核医学的英文是___________。
2. 1959年美国科学家Berson与Yalow建立了___________，并首次用于测定血浆胰岛素浓度，在此基础上后来人们逐步发展到能够测定人体各种激素和微量物质。
因此1977年，Yalow获得了诺贝尔生理与医学奖。
二. 简答题。
1. 核医学的定义是什么？三. 选择题1.1926年美国波士顿的内科医生________等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”。
A.卢姆加特B.亚历山大.丹拉斯C.卡森D.特克尔 2.1968年美国John Hopkins医学院的Henry Wager教授确立“______”的概念，1969年开始医院的同位素科开始改名为______科。
A.同位素B.核医学C.放射免疫D.核素答案：一. 填空题：1. Nuclear medicine2. 放射免疫分析法二. 简答题：1. 核医学定义：核医学(Nuclear Medicine)是研究核技术在医学中的应用及其理论的学科。
核医学是应用放射性核素或核射线诊断、治疗疾病和进行医学领域研究的学科。
核医学是多学科相互融合的结晶，是理工科与医科相结合的典范。
第一章一. 填空题。
1.有效半衰期是指放射性核素由于______和_______两者的共同作用,在体内的放射性减少一半所需的时间.2.γ射线与物质的相互作用有_________、________和 _________三种类型。
3.当快速运动的入射粒子通过介质时,由于受到_______的作用,运动速度突然_______,这时入射粒子能量的一部分以_______形式辐射出来,称为轫致辐射。
4.核素是指具有一定数目的_______、________及______的原子。
5.母体放射性核素发射出α粒子后转变为质子数______,原子序数______的子体核素。
二. 选择题1.下列核素中,哪一种不发射β射线?A.I-131B.P-32C.Au-198D.Tc-99m2.放射性核素衰变衰变的速度取决于____。
核科学与技术二级学科
核科学与技术二级学科核科学与技术是一门研究核能及其应用的学科，涵盖了核物理、核化学、核工程等多个方面。
在现代社会中，核科学与技术具有重要的应用价值和战略意义。
一、核科学的基础理论核科学的基础理论主要包括核物理和核化学两个方面。
核物理是研究原子核的内部结构、核反应以及与核子和其他粒子的相互作用等的学科。
通过研究原子核的组成、结构和性质，揭示了原子核的奇妙世界。
核物理的研究成果不仅对于理论物理有着重要的意义，而且在核能的应用和核武器的开发等方面也有着重要的作用。
核化学是研究核反应、放射性同位素的生成、衰变、追踪以及与生物体的相互作用等的学科。
核化学的研究使我们能够更好地理解放射性同位素的行为规律，进而应用于核医学、环境监测和食品安全等领域。
二、核科学的应用领域核科学与技术的应用领域广泛，主要包括核能、核医学和核工程等方面。
1. 核能核能是核科学与技术的重要应用之一。
核能是一种清洁高效的能源形式，可以用于发电、供热和推动船舶等。
核能发电不仅可以大幅减少二氧化碳等温室气体的排放，还可以提供稳定可靠的电力供应。
2. 核医学核医学是核科学与技术在医学领域的应用。
核医学通过使用放射性同位素进行诊断和治疗，可以帮助医生更准确地了解疾病的情况，为患者提供更好的治疗方案。
核医学在肿瘤治疗、心血管疾病诊断和治疗等方面发挥着重要作用。
3. 核工程核工程是核科学与技术在工程领域的应用。
核工程主要涉及核反应堆的设计、建设和运行等方面。
核工程的发展不仅可以为人类提供清洁能源，还可以应用于核燃料循环、辐射防护等领域。
三、核科学的发展前景随着人类对能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，核科学与技术的研究和应用前景十分广阔。
1. 新型核能技术的发展在传统核能技术的基础上，人们正在研究开发新型的核能技术，如第四代核能技术、核聚变等。
这些新型技术具有更高的安全性和效率，有望成为未来能源发展的重要选择。
2. 核医学的进一步发展随着人口老龄化和医疗需求的增加，核医学在临床诊断和治疗中的应用将进一步扩大。
核医学物理基础
核医学物理基础
第一节原子和原子结构 第二节放射性核衰变● 第三节射线与物质的相互作用●● 第四节辐射剂量与单位
第一节 原子和原子结构
原子由带正电荷的原子核和带负电 荷的核外电子（electron）组成
原子核由质子（proton）和中子 （neutron）组成
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（isotope）
二、光子与物质的相互作用
γ射线和X射线都是中性光子 1.光电效应 2.康普顿效应 3.电子对形成
1.光电效应
γ光子与原子中内层电子相互作用，将 全部能量交给电子，使之脱离原子成为 自由的光电子的过程称为光电效应。
当光子的能量小于0.5MeV时，在高原子 序数的材料中产生光电效应的可能性最 大
当射线通过介质时会与物质发生相 互作用, 称射线的物理效应.
是了解辐射生物效应、屏蔽防护与 放射性检测、核素显像和治疗的基 础
一、带电粒子（α，β，电子， 质子）与物质的作用
1.电离作用 2.激发作用 3.散射作用 4.韧致辐射 5.吸收作用
1.电离作用
带电粒子作用于物质,使该物质原 子失去轨道电子而形成自由电子和 正离子
放射性浓度为单位体积溶液中所含的放 射性活度
（三）放射系列和放射平衡
放射系列:放出射线而形成衰变的系列 连续衰变: 放射性核素→子核放射性
核素→稳定性核素 连续衰变、放射系列、天然系列衰变
是环境中天然本底辐射来源之一
系列衰变举例
临床核医学使用的99Mo-99mTc发生器 99Mo（T1/2=67h）→99mTc（T1/2=6.02h ）
三、中子与物质的相互作用
中子不带电 中子与原子核的作用方式有弹性散射、
核医学图像的物理学基础
核医学图像的物理学基础核医学图像是现代医学诊断中不可或缺的一部分。
它通过利用放射性同位素发射的γ射线或正电子进行体内功能和代谢活动的定量成像来帮助医生进行诊断和治疗。
核医学图像的物理学基础是放射性同位素的物理学和医学影像学的物理学，本文将从这两个方面深入探讨。
一、放射性同位素的物理学放射性同位素是一种具有不稳定核结构的同位素，它通过放出α、β和γ射线来不断减少它们的能量，直到达到稳定的核态。
核医学图像利用的是γ射线的特性。
γ射线是一种电磁波，具有高穿透能力和高辐射强度。
因此，在同位素内部放射性衰变过程中发出的γ射线可以透过身体组织直接探测器，用于生成一张人体内部的照片。
但是，这需要一个合适的放射性同位素，而这需要考虑以下三个方面。
1. 放射性衰变的半衰期：半衰期是放射性同位素衰变为自身的一半所需的时间。
因此，相对长半衰期的放射性同位素可以保持它们的活性更长时间，从而使它们成为更好的图像剂。
2. γ射线能量：γ射线能量的决定了射线能在体内组织中的穿透深度和探测器的防护量。
一般情况下，能量越高的γ射线可以穿透更厚的组织并被更深处的探测器捕获。
3. 吸收率：放射性同位素的吸收率是指它被体内组织吸收的能力。
对于同样能量的γ射线，不同同位素的吸收率是不同的。
因此，选择适当的放射性同位素可确保其尽可能地累积在所需的组织部位上，同时尽可能减少其他组织的吸收量。
二、医学影像学的物理学核医学图像的物理学基础还包括医学影像学的物理学，这涉及成像原理、成像质量、成像分辨率以及影像噪声等方面。
1. 成像原理：核医学图像的成像原理是放射性同位素在体内的分布特征，根据此特征用探测器捕捉发出的γ射线来还原图像。
因此，成像原理与放射性同位素的选择密切相关，同时还与探测器的灵敏度和分辨率有关。
2. 成像质量：成像质量是指图像的鲜明度、对比度和清晰度等特性。
这些特性受到影像系统的设计、成像方法的灵敏度、肿瘤和组织的位置和大小以及患者状态的影响。
核物理基础知识教案
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。
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第七章
1.解析类/迭代类重建方法
2.ML-EM 算法= 极大似然代价函数+ 期望最大化优化算法
EM 算法的基本思想：将求一个复杂函数极值的问题转化为求一系列“简单函数”极值的问题。
在每一次迭代中，首先根据现有的图像估计值找到合适的“简单函数”，然后对这一函数进行极小化，求得相应的图像估计值并进入下一次迭代。
3.随着迭代次数的增加，重建图像的分辨率逐渐提升（细节越来越清晰），但图像中的噪声也越来越大。
4.
第八章
5.单光子发射断层成像SPECT
6.断层图像重建算法:FBP 、OSEM、FBP、OSEM
7.影响ECT图像定量精度的因素众多，它们可以分为物理因素、仪器和技术因素和病人因素三类。
8.γ光子在病人体内会发生光电效应和康普顿散射等作用，导致衰减和散射效应，造成图像的质量下
降和丧失定量化精度，是SPECT图像定量化的主要限制因素。
9.一个更精确的传输矩阵可以提高：图像信噪比、图像定量精度、图像分辨率
10.“好的” SPECT图像应当具有高病灶对比度，即放射性浓度尽量集中于病灶区域，而在其他区域的背景活度越低越好。
CT图像具有高空间分辨率和解剖结构分辨能力。
如果将相同空间位置的SPECT和CT图像“配准”到一起，在“融合”后的图像中可以更好地对病灶进行
定位。
另一方面，CT图像还可以提高SPECT衰减校正所需的μmap。
38.
第九章
39.PET(正电子发射断层成像, Positron Emission Tomography)将正电子放射性核素引入人体，在体外探测发射出的光子，利用断层成像算法获得图像。
40.影响PET 空间定位精度的因素：探测器宽度、探测器定位精度、正电子自由程、正电子残余动量。