放射性核素显像技术
放射性核素显像
05
CHAPTER
放射性核素显像在环境科学中应用
利用放射性核素的特性，将其作为大气污染物的示踪剂，通过测量大气中的放射性活度，可以追踪污染物的来源、分布和迁移转化过程。
放射性核素作为示踪剂
建立基于放射性核素的大气污染监测网，实现对大气污染物的实时监测和预警，为大气污染治理提供科学依据。
大气污染监测网
智能化技术的助力提升
加强国际合作与交流，共同应对技术、法规和伦理等方面的挑战；加大科研投入，推动技术创新与转化应用；加强医学影像技术人才的培养与引进，提高放射性核素显像技术的临床应用水平。
应对挑战的策略措施
THANKS
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正电子发射断层扫描仪（PET）
利用正电子发射核素（如18F、11C等）衰变产生的正电子与电子湮灭产生的一对方向相反的511 keV伽马光子进行成像。PET具有高分辨率和高灵敏度的优点。
图像获取
01
患者注射放射性示踪剂后，在特定时间内使用显像仪器进行扫描，获取放射性分布数据。扫描过程中需注意患者的体位、呼吸等因素对图像质量的影响。
通过比较治理前后大气中放射性活度的变化，可以评估治理措施的效果，为进一步优化治理方案提供数据支持。
治理效果评估
03
治理效果评估
通过分析治理前后水体中放射性核素的浓度变化，可以评估治理措施的效果，为水体污染治理提供科学依据。
01
放射性核素在水体中的行为
研究放射性核素在水体中的吸附、解吸、沉淀、溶解等行为，揭示其在水体中的迁移转化规律。
神经系统疾病诊断
1
2
3
通过放射性核素显像技术，可以预测肿瘤患者的预后情况，为制定个性化治疗方案提供依据。
肿瘤预后判断
第六章示踪技术及放射性核素显像技术剖析
二、显像剂被脏器或组织聚集的机制：
1、合成代谢： 脏器和组织的正常合成功能需要某种元素或一定
化合物，若用该元素的放射性核素或放射性核素标记的 化合物引入体内，则可进行脏器和组织的体外显像。
甲状腺对碘有选择性吸收功能，利用放射性碘作示 踪剂，可显示甲状腺影像，判断其形态大小及结节的功 能状态。
11C标记的棕榈酸 (11C-PA)可被心肌摄取利用
第六章 放射性核素示踪技术与显像
引言
研究各种物质在生物体内的动态变化规律是医学研究的需要 用直接检测方法难以做到
原因：⑴物质浓度低，超出直接检测的灵敏度 ⑵动态变化，直接检测技术难以跟踪 ⑶无法采集信息
间接检测技术可以做到——包括示踪技术
第一节 放射性核素示踪技术
一、定义 是以放射性核素及其标记的化学分子作为示踪
患者口服131I
甲状腺吸碘功能测定仪
甲状腺吸碘功能测定结果
5．放射性核素显像技术
是根据放射性核素示踪原理，利用放射性核素 或其标记化合物在体内代谢分布的特殊规律，从 体外获得脏器和组织功能、结构影像的一种核技 术（见下图）。
放射性核素显像
向患者体内引入 特定示踪剂（或 显像剂）
核医学显像设备
体外示踪技术（in vitro)
有相同的化学及生物学性质。 如：用放射性131I来研究127I的生物学行为
2、可测性： 放射性核素发出各种不同射线，可被放射性探测仪所
测定或被感光材料所记录。 如：研究物质代谢3H、14C、32P
体外放射分析125I 脏器功能测定与显像131I、99mTc、111In、18F等
三、示踪技术的主要特点
剂，通过探测放射性核素在发生核衰变过程中发射 出来的射线，达到显示被标记的化学分子踪迹的目 的，用以研究被标记的化学分子在生物体系中的客 观存在及其变化规律的一类核医学技术。
核医学第9章 核医学显像技术原理
6、通透弥散 ： 进入体内的某些放射性药物借助简单的通透弥散作 用可使脏器和组织显像。 静脉注入放射性133Xe生理盐水后流经肺组织时放射 性惰性气体(133Xe)从血液中弥散至肺泡内可进行肺灌注 动态显影。
99mTcO -、99mTc-葡庚糖酸盐(99mTc-GH)等可以通过 4
破坏的血脑屏障弥散至颅内的病变区，引起局部放射性 浓聚的“热区”，可进行颅内占位性病变的定位诊断。
99mTc-葡庚糖酸盐(99mTc-GH)、201Tl和67Ga-柠檬酸盐
等可用于肺、脑、鼻咽部的恶性肿瘤显像以进行恶性肿 瘤的定位、定性诊断。
5、选择性排泄： 某些脏器对一些引入体内的放射性药物具有选择性 排泄功能，这类特定脏器的特定细胞具有选择性摄取代 谢产物并将其排除体外，这样一方面可显示脏器的形态， 另方面又可观察分泌、排泄功能和排泄通道。 静脉注入经肾小管上皮细胞分泌(131I-OIH)或肾小球 滤过(99mTc-DTPA)的放射性药物，动态显像可以显示肾 的形态以及尿路通畅情况。
根据影像获取的部位分 局部显像；指显影的范围仅显示身体的某一部位或 某一脏器，此法在临床医学中最为常用。
全身显像：显像装置沿体表从头至足作匀速移动， 将采集全身各部位的放射性显示成为一帧影像称全 身显像。
常用于全身骨骼显像、全身骨髓显像等，此法 主要用于探寻肿瘤转移灶或了解骨髓功能状况，其 优点是观察方便易于对称比较。
(三) 异常图像的分析 1. 静态图像分析要点 ① 位置(平面)：注意被检器官与解剖标志和毗邻器官之间 的关系，确定器官有无移位或反位；
② 形态大小：受检器官的外形和大小是否正常，轮廓是否 清晰完整；
③ 放射性分布：一般以受检器官的正常组织放射性分布为 基准，比较判断病变组织的放射性分布，是否增高或降 低(稀疏)、正常或缺损； ④ 对称性：对于脑、骨髓等对称性器官的图像进行分析时， 还应注意两侧相对应部位放射性分布是否一致。
疾病诊断技术中的放射性核素显像原理和技术
疾病诊断技术中的放射性核素显像原理和技术随着医学技术的发展，放射性核素显像技术在疾病诊断中的应用越来越广泛，成为现代医学不可或缺的一种诊断手段。
本文将讨论放射性核素显像的原理、技术及其在疾病诊断中的应用。
一、放射性核素显像的原理放射性核素显像是利用放射性核素放出的伽马射线或正电子的特性来研究人体内的代谢、结构与功能。
在医学诊断中，主要是采用伽马射线来进行显像。
伽马射线是一种高能电磁辐射，其穿透力强，能穿透人体内部，被人体吸收后不影响正常组织，因此可作为显像探针。
具体而言，如使用放射性核素99mTc标记人体内的特定分子，该分子会自然地被人体内细胞、器官或病变组织摄取，并能放出伽马射线，组成放射性标记物的原子的核子将会在不稳定性的驱使下，不断地释放伽马射线，这些伽马射线通过特殊的探头被接收，经过电脑转换后，就能得到以图像方式表示和显示的信息，从而了解人体的结构、代谢和功能。
这就是放射性核素显像的基本原理。
二、放射性核素显像的技术放射性核素显像技术主要可以分为单光子发射计算机断层显像（SPECT）和正电子发射计算机断层显像（PET）两种。
SPECT技术是利用放射性核素放出的伽马射线来制作人体内部的三维影像，所使用的放射性核素常见的有99mTc、123I和131I等放射性同位素，它们都是放射性核素显像中应用最广泛的目标激发装置。
此外，SPECT技术还需要对患者进行注射放射性核素，然后利用伽马射线探头来捕捉放射性核素所发出的伽马射线，根据伽马射线的密度信息，结合计算机重建，形成人体内部的三维影像。
与之不同的是，PET则通过注射带正电子的代谢物质，例如葡萄糖分子，由正电子放出正电子本身的能量自发发出两个光子，这两个光子之间的角度和能量是固定的，然后利用特殊的探头来捕获光子，并根据两个光子之间的空间位置和角度，结合计算机重建算法，生成三维影像。
三、放射性核素显像在疾病诊断中的应用放射性核素显像技术的应用范围广泛，可以对各种疾病进行诊断、治疗和监测。
医学影像学课件放射性核素显像
医学影像学课件放射性核素显像一、引言医学影像学是一门研究医学成像技术的学科，其发展对疾病的诊断和治疗具有重要意义。
放射性核素显像作为医学影像学的一个重要分支，通过放射性核素在体内的分布和代谢，为疾病的诊断和治疗提供了重要的信息。
本文将对放射性核素显像的基本原理、应用及其在医学影像学中的重要地位进行详细阐述。
二、放射性核素显像的基本原理放射性核素显像是一种基于放射性核素发射的射线进行成像的技术。
放射性核素是指具有不稳定原子核的元素，它们通过放射性衰变释放射线，包括α粒子、β粒子和γ射线。
在医学影像学中，常用的放射性核素主要有γ射线发射型核素，如99mTc、131I等。
放射性核素显像的基本原理是将放射性核素标记在特定的分子或药物上，通过静脉注射或口服等方式引入体内。
这些放射性核素标记的分子或药物在体内的分布和代谢过程中，会发射γ射线。
通过在体外使用γ相机等探测器对这些γ射线进行探测和成像，可以得到放射性核素在体内的分布图像，从而了解器官和组织的功能和代谢情况。
三、放射性核素显像的应用1.心血管系统：放射性核素显像可以用于评估心脏功能和心肌缺血情况，如心肌灌注显像和心脏功能显像。
2.呼吸系统：放射性核素显像可以用于评估肺部功能和肺血管疾病，如肺通气显像和肺灌注显像。
3.消化系统：放射性核素显像可以用于评估肝脏、胆囊、胃肠道等器官的功能和疾病，如肝功能显像和胃肠道出血显像。
4.骨骼系统：放射性核素显像可以用于评估骨骼代谢和疾病，如骨显像和骨转移瘤显像。
5.内分泌系统：放射性核素显像可以用于评估甲状腺、肾上腺等内分泌器官的功能和疾病，如甲状腺显像和肾上腺显像。
6.肿瘤学：放射性核素显像可以用于肿瘤的诊断、分期和疗效评估，如肿瘤显像和放射性核素治疗。
四、放射性核素显像在医学影像学中的重要地位1.早期诊断：放射性核素显像可以早期发现和诊断疾病，如肿瘤的早期诊断和心血管疾病的早期检测。
2.定量分析：放射性核素显像可以提供定量的功能参数，如心脏功能参数、肺部通气功能参数等，为疾病的评估和治疗提供重要依据。
核素显像的名词解释
核素显像的名词解释核素显像（Radionuclide Imaging），又称核医学显像（Nuclear Medicine Imaging），是一种用来观察人体内部和生物体内部分区域的方法。
它通过将放射性核素注入人体或生物体，并利用核技术设备来检测这些核素的分布和代谢，从而生成影像，帮助医生进行疾病的诊断和治疗。
核素显像利用放射性核素的特点进行诊断，这些核素可以发射射线（如γ射线），这样可以通过探测器来获取相关信息。
放射性核素的选择通常取决于疾病的特性以及要观察的器官或组织。
常见的射线示踪剂包括99mTc、123I、18F等。
在核素显像中，病人会被注射相应的放射性示踪剂，该示踪剂会被吸收、分布和排出。
当核素在体内发射射线时，探测器会捕获射线的信息，并转化为图像显示出来。
通过这些图像，医生可以观察到不同组织或器官的功能状态，并对疾病进行准确的诊断。
核素显像在临床上被广泛应用于人体各个器官的疾病诊断和治疗。
这项技术在心脏、肺部、肝脏、脾脏、甲状腺、肾脏等器官的疾病诊断和研究中发挥着重要的作用。
例如，核素心血池显像可以用于评估心脏的收缩功能和心肌供血情况；肺通气灌注显像可用于评估肺部异常和肺动脉栓塞等疾病；骨扫描可用于观察骨骼和关节的疾病情况，以及癌细胞是否扩散至骨骼等。
核素显像因其独特的优点被广泛接受。
首先，它能够提供关于器官和组织功能的信息，而不仅仅是结构。
其次，放射性示踪剂在体内代谢过程中的分布情况可以较早地发现病理变化，有助于早期诊断。
此外，核素显像还可以提供以往各种医学影像技术无法获取的信息，比如骨骼的新陈代谢情况、癌症的远处转移等。
然而，核素显像也存在一些不足之处。
因为核素显像使用放射性核素作为示踪剂，会给人体带来一定的辐射剂量，潜在的辐射风险需要谨慎考虑。
此外，核素显像对设备的要求较高，设备成本昂贵，限制了其普及和应用范围。
因此，在选择使用核素显像时，需要慎重权衡风险和收益，并由专业医生判断是否适用于具体病例。
放射性核素显像技术
1、显像顺序
2、时相变化
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放射性核素显像技术
图像分析方法及要点
（三）断层图像
在静态图像分析的基础上 ，对获取方位、层面、 层厚、三维构像等综合分析。
1、横断面 2、冠状面 3、矢状面
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放射性核素显像技术
图像分析方法及要点
1、图像质量的评价
显像剂在组织或脏器内达到平衡时的显像
2、动态显像 （随时间变化的动态采集）
显像剂引入机体后以一定的速率连续采集 组织或脏器的多帧图像
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放射性核素显像技术
显像类型
3、局部显像
仅限于机体某一局部或某一脏器的显像
4、全身显像
一次成像完成采集、显示全身各部位的 放射性分布，形成一帧完整影像
PET/CT
放射免疫治疗
非显像检查法
粒子介入治疗
甲状腺吸碘等
云克治疗
肾图
放射性核素显像技术
国际原子能机构指出
“从对技术影响的广度而 论，可能只有现代电子学和 数据处理才能与同位素相比 ”
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总部设在奥地利维也纳的国际原子能机构
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放射性核素显像技术
Hevesy （示踪法之父）
赫维西(Georg de ,Hevesy)匈牙利化学家 (1885--1966)
放射性核素显像技术
安徽省立医院核医学科 刘学公
01.06.2020
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临床核医学
临床核医学
诊断核医学
治疗核医学
体外诊断核医学 体内诊断核医学
医学影像学课件_放射性核素显像
四、放射平衡
放射平衡 各代核的数量比与时间无关
1.暂时平衡 1 2 且 e(2 1)t 1
N2 (t)
1 2 1
N1(t) 1 e(2 1)t
1 2 1
N1 (t )
1 2
1
N1 (0)e 1t
子核数量按母核衰变规律变化两者数目保持与t无 关的暂时固定的比例。
第六章 放射性核素显像
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一、射线能谱 二、闪烁计数器 三、脉冲幅度分析器
第六章 放射性核素显像
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一、射线能谱
第二节 原子核的放射性
每一种放射性核素都有自己特有的辐射能谱
测出射线能谱鉴定和分析放射性同位素
射线能谱
射线射在NaI(Tl)晶体上，产生光电子、康普顿 散 射电子等次级电子，这些电子在闪烁能谱仪 中形成 计数，得到脉冲高度分布曲线(脉冲高度谱)
氟[l8F]脱氧葡萄糖
仅有示踪和辐射粒子作用 性质由其标记物决定
第六章 放射性核素显像
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第二节 原子核的放射性
一、放射性衰变规律 二、放射性活度 (radioactivity) 三、递次衰变 四、放射平衡 五、放射性核素发生器基本原理 六、放射性计数统计规律
第六章 放射性核素显像
11
一、放射性衰变规律
第六章 放射性核素显像
33
二、中子及分类
中子性质
不带电 穿透强 易衰变(T=12min)
分类
➢快中子(E>0.1MeV) ➢中能中子(1eV<E<0.1MeV)
➢ 热中子(E<1eV)
快中子可由易裂变核素 如233U、235U、239Pu 、 241Pu等产生。
快中子同含有一定量轻原子核(1H、2H、12C、9Be)的物质 中的轻原子核碰撞，通过能量传递、速度减慢，直至与周 围介质分子热运动达到平衡。
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放射性核素显像技术
放射性核素示踪技术
主要类型
㈠ 体内示踪技术 ㈡ 体外示踪技术
1、脏器与组织显像
1、体外放射分析技术
2、脏器与组织功能测定 2、细胞掺入实验
如： 骨骼显像─99mTc-MDP
（骨骼中的羟基磷灰石晶体）
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放射性核素显像技术
8、特异性结合
显像机制
如： 放射免疫显像─相关抗原的单抗 radioimmunoimaging RI (导向显像) 放射受体显像─受体配体的单抗
radioireceptor imaging
(了解受体的密度、数量和功能)
放射性核素显像技术
安徽省立医院核医学科 刘学公
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临床核医学
临床核医学
诊断核医学
治疗核医学
体外诊断核医学 体内诊断核医学
内介入治疗
外照射治疗
放射免疫分析
放射性核素显像
131I治疗甲亢
敷贴治疗
化学发光分析
γ照相机
131I治疗甲状腺癌
时间分辨分析
SPECT/CT
转移性骨痛治疗
其它免疫分析
ii. 利用核医学显像装置可以探测到这种放射性浓 度差，从而获得脏器或组织放射性药物分布状 态，对疾病进行定位、定性和定量分析
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放射性核素显像技术
显像剂被脏器或组织聚集的机制
１、合成代谢 ６、通透弥散 ２、细胞吞噬 ７、化学吸附和离子交换 ３、循环通路 ８、特异性结合 ４、选择性浓聚 ９、细胞拦截 ５、选择性排泄
显像原理
放射性核素显像技术是将放射性药物引入体内，选 择性地分布于特定的器官或组织，在体外获取放射 性药物在体内分布情况及量变规律，从而了解器官 或组织的形态、位置、大小和功能状态，用于诊断 疾病的方法。
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放射性核素显像技术
显像的基本条件（要素）
i. 具有能够被特定脏器、组织和病变选择性摄取 的放射性药物包括放射性核素及其标记化合物。
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放射性核素显像技术
显像类型
5、平面显像 （某一投影方向前后叠加采集）
3、体液与细胞容积测定 3、放射自显影技术
4、物质代谢与转化示踪 4、活化分析
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放射性核素显像技术
放射性核素示踪技术
主要特点
1、灵敏度高
达1014～1018g水平
2、测量方法简便、准确
3、合乎生理条件
4、定性、定量、定位与动态分析相结合
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放射性核素显像技术
PET/CT
放射免疫治疗
非显像检查法
粒子介入治疗
甲状腺吸碘等
云克治疗
肾图
放射性核素显像技术
国际原子能机构指出
“从对技术影响的广度而 论，可能只有现代电子学和 数据处理才能与同位素相比 ”
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总部设在奥地利维也纳的国际原子能机构
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放射性核素显像技术
Hevesy （示踪法之父）
赫维西(Georg de ,Hevesy)匈牙利化学家 (1885--1966)
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放射性核素显像技术
3、循环通路
显像机制
⑴流经通道 如：脑脊液显像─99mTc-DTPA
肺通气显像─气溶胶雾粒
⑵血流灌注 如：心血管造影─“弹丸”
⑶微血管暂时性栓塞
颗粒直径>10μm
如：肺灌注显像─99mTc-MAA
⑷血池分布 如：心血池显像─99mTc-RBC
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放射性核素显像技术
6、通透弥散
显像机制
如： 肺灌注显像─133Xe生理盐水
（自血液中弥散至肺泡）
脑血流显像─99mTc-HMPAO
（可通过血脑屏障进入脑组织）
心肌显像─99mTc-MIBI （弥散浓聚）
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放射性核素显像技术
7、化学吸附和离子交换
显像机制
显像剂在组织或脏器内达到平衡时的显像
2、动态显像 （随时间变化的动态采集）
显像剂引入机体后以一定的速率连续采集 组织或脏器的多帧图像
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放射性核素显像技术
显像类型
3、局部显像
仅限于机体某一局部或某一脏器的显像
4、全身显像
一次成像完成采集、显示全身各部位的 放射性分布，形成一帧完整影像
Hevesy由于对放射性核素示踪方法的杰出 贡献，获得了1943年诺贝尔化学奖。
1911年，Hevesy在英国卢瑟福实验室工作期间，因怀疑女房东总是把剩菜改头换面之后
给他吃。于是，他在剩菜中放上微量的放射性钍 (232Th，thorium) ，然后在下一次的菜
中检验是否有放射性，结果他每次都能准确地判断出他所吃的菜是剩菜还是新菜。
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放射性核素显像技术
9、细胞拦截
显像机制
如： 脾显像─99mTc-DRBC （热变性红细胞）
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放射性核素显像技术
显像机制 放射性核素显像反映了脏器和组织的生 理和病理变化，属于功能结构显影，其 显像原理复杂，往往不能用单一的机理 解释，而多数是综合性的。
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放射性核素显像技术
4、选择性浓聚
显像机制
如： 肿瘤显像─99mTc-GH、67Ga、201Tl 心肌灌注显像─ 201Tl 心肌梗塞阳性显像─99mTc-PYP
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放射性核素显像技术
5、选择性排泄
显像机制
如： 肾小球滤过 ─99mTc-DTPA； 肾小管分泌 ─131I-OIH 99mTc-EC 肝细胞分泌 ─99mTc-EHIDA
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放射性核素显像技术
1、合成代谢
显像机制
如： 甲状腺──碘（131I-NaI） 心 肌──脂肪酸（11C-PA） 脑细胞──葡萄糖（18F-FDG）
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放射性核素显像技术
2、细胞吞噬
显像机制
如：肝胶体显像 胶体颗粒 ﹤20nm─骨髓 30～100nm─肝枯否细胞 500～1000nm─脾脏 标记白细胞─脓疡部位
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放射性核素显像技术
1、静态显像 3、局部显像 5、平面显像 7、早期显像 9、阴性显像 11、静息显像
显像类型
2、动态显像 4、全身显像 6、断层显像 8、延迟显像 10、阳性显像 12、负荷显像
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放射性核素时的累加采集）