核医学及技术发展史
核医学简介介绍
通过核医学技术，可以研究神经传导的机制和功 能，了解神经系统在生理和病理状态下的变化。
3
细胞信号转导
核医学技术可以用于研究细胞信号转导的机制和 过程，了解细胞对外部刺激的应答和反应，为疾 病治疗提供新的思路。
生物医学工程
生物材料与组织工程
01
核医学技术可以用于研究生物材料的性能和组织工程中细胞的
定义
核磁共振成像是一种基于 磁场和射频脉冲的医学成 像技术。
应用
MRI广泛应用于医学诊断 中，能够提供高分辨率和 高对比度的解剖结构和生 理功能图像。
优势
MRI具有无创、无辐射、 无骨伪影等优点，能够提 供高质量的解剖结构和生 理功能图像。
03
核医学在临床诊断中的应用
肿瘤诊断与治疗
肿瘤诊断
核医学利用放射性示踪剂来检测肿瘤的存在和位置，如正电子发射断层扫描（ PET）和单光子发射计算机断层扫描（SPECT）。这些技术能够早期发现肿瘤 ，提高诊断的准确性和可靠性。
核医学的历史与发展
核医学的历史可以追溯到20世纪初，当时科学家发现了放射性元素并开始研究其 在医学中的应用。随着科技的发展，核医学逐渐成为一门独立的学科，并在诊断 、治疗和科研方面取得了显著进展。
核医学的发展经历了多个阶段，包括放射性元素的发现、放射免疫分析、正电子 发射断层扫描（PET）等技术的出现和应用。如今，核医学已经成为一种高度专 业化、技术密集型的医学领域，为临床医生和科研人员提供了重要的工具和手段 。
肿瘤治疗
核医学通过放射性药物来治疗肿瘤。放射性药物能够选择性地集中在肿瘤组织 ，释放出辐射能量来杀死癌细胞。这种方法具有创伤小、副作用少等优点。
心脑血管疾病的诊断与治疗
诊断
临床医学专业核医学课件 最全
♫ X射线和γ射线都是光子，它们的不同之处：γ射线来源于核内能 量释放，而X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
指数衰变规律
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 一定的规律而减少。
T1 / 2
0.693
λ称为衰变常数（decay constant），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 变的速率。
t0
H T ,( )
t0
H T（t） , dt
待积有效剂量(committed effective dose，E(τ))如果单 次摄入R类放射性核素对人体器官或组织（T）造成的待 积当量剂量HT（τ）乘以相应的权重因子WT，随后对所 涉及的器官或组织（T）求积。
E( ) WT H T（）
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 康普顿效应(Compton effect)。
电子对生成：当光子能量大于1.022MeV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 子对生成(electron pair production)。
带电粒子被吸收以前所行经的直线距离则成为射程(range)
X、γ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 全部交给轨道电子，使之脱离原子，光子消失，这一作用能 够过程称为光电效应(photoelectric effect)。脱离轨道的电子 称为光电子(photoelectric electron)。
二、核衰变方式
核医学(放射性核素的医学应用)
肿瘤治疗
通过注射放射性核素标记的抗体或药物，可以精准地攻击肿瘤细胞，同时减 少对正常细胞的损伤。
心脑血管疾病诊断与治疗
心脑血管疾病诊断
利用核医学技术可以检测心脏和血管的病变位置、程度和范围，为心脑血管疾病 的早期诊断提供依据。
辐射防护的基本原则
包括优化、防护、限制和正当化。这些原则指导着辐射防护工作的各个方面，包括辐射源的管理、防护设施的 设计和运行、个人和群体的防护、照射的限制和正当化等。
辐射防护的实践与方法
辐射防护的实践
包括识别和控制电离辐射源，以减少对公 众、患者和医务人员的照射。实践还涉及 开发和实施质量保证计划，以确保辐射防 护工作的有效性。
VS
辐射防护的方法
包括屏蔽、距离、时间和控制进入等。这 些方法应结合使用，以最大程度地减少辐 射照射。例如，屏蔽材料可以阻挡辐射， 距离可以减少照射剂量，时间可以避免长 时间或高强度暴露在辐射下，控制进入可 以防止非必要的人员进入高辐射区域。
核医学设施的安全管理
核医学设施的安全要求
核医学设施应符合相关的安全标准和规定， 以确保患者和医务人员的安全，以及公众的 健康。这些标准和规定通常包括辐射源的管 理、防护设施的设计和运行、个人和群体的 防护、照射的限制和正当化等。
在应用方面，随着个性化医疗和精准 医疗的推广，核医学将更加注重个体 差异和特定疾病的诊断和治疗。通过 对个体基因组、蛋白质组等信息的分 析，可以实现个体化诊断和治疗方案 的设计，提高治疗效果和患者的生存 质量。同时，随着医疗技术的不断发 展，核医学还将涉及更多新兴领域， 如纳米医学、免疫疗法等。
02
第一章-核医学
对治疗用放射性药物的要求
衰变方式 (decay mode) -衰变、电子俘获（释放俄歇电子） 光子能量(photon energy) 最大能量在1MeV以上比较理想 有效半衰期（effective half-life） 数小时或数天 靶/非靶比值（target-to-nontarget ratio，T/NT ） 靶/非靶比值越高越好
对诊断用放射性药物的要求
衰变方式 (decay mode) 同质异能跃迁、 电子俘获、湮灭辐射,发射γ 光子或X射 线 光子能量(photon energy) 100～250 keV 有效半衰期（effective half-life）检查过 程用时的1.5倍左右 靶/非靶比值（target-to-nontarget ratio， T/NT）（1）在靶器官或组织中积聚快， 在血液中清除快；（2）在靶器官或组织 中分布多。平面显像 5 : 1以上，断层显 像2 : 1左右。
放射治疗
• 1901年，法国医师亨利· 亚利山大· 丹拉斯 (Henri Alexander Danlos, 1844-1912)将放 射性镭与结核性的皮肤病变接触，试图达 到治疗目的，可以说是第一次医学尝试。
放射性的医学应用
1.
放射诊断：利用放射性同位素或射线装置产生的 射线进行疾病的诊断。 放射治疗：利用放射性同位素与射线装置产生电 离辐射的生物效应治疗肿瘤等疾病的技术。 核医学：利用放射性同位素诊断、治疗疾病或进 行医学研究的技术（SPECT、PET）。
SPECT单光子发射型计算机断层显像仪
SPECT基本结构
单光子发射计算机断层显像仪 single photon emission computed tomography
核医学历史
核医学历史全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：核医学是现代医学领域中一项重要的技术，在诊断和治疗许多疾病上发挥着关键作用。
这一技术的历史却可以追溯到上个世纪早期的发现和发展。
本文将重点介绍核医学的历史，探讨其起源、发展和应用。
核医学的历史可以追溯到1896年，当时法国物理学家亨利·贝克勒勒发现了放射性元素钋。
他的发现引发了对放射性元素的研究和应用的兴趣。
随着放射性元素的发现和研究，人们开始意识到它们在医学上的潜在应用。
在1920年代和1930年代，放射性同位素开始被应用于医学影像学中。
这些同位素可以通过特殊的摄影技术来显示在人体内的分布和动态过程。
直到20世纪中叶，核医学才真正开始蓬勃发展。
这一时期标志着珀金培（George Michael Lindberge Perkin）等医学科学家开始利用放射性同位素来诊断和治疗疾病。
核医学的发展受益于冷战期间的科学和技术竞赛。
在冷战期间，核医学得到了广泛的支持和投资，以帮助发展更多的应用和技术。
在这一时期，医学科学家们开始利用各种放射性同位素来诊断和治疗癌症、心血管疾病和其他疾病。
20世纪60年代和70年代是核医学发展的黄金时期。
在这一时期，一些关键的技术和方法得以发展和完善，使核医学得以广泛应用。
其中最重要的技术之一是单光子发射计算机断层扫描（SPECT）和正电子发射计算机断层扫描（PET）技术。
这些技术在医学影像学中的应用为诊断提供了更精确和准确的结果。
核医学的应用范围不断扩大，包括心血管系统、神经系统、消化系统、内分泌系统等多个领域。
核医学不仅可以用于诊断，还可以用于治疗，如放射性碘治疗甲状腺癌、放射性注射治疗骨髓炎等。
随着医学技术的不断进步，核医学的应用也将不断扩展，为医学诊断和治疗提供更多的可能性。
核医学也面临着一些挑战和问题。
放射性同位素的使用需要遵守严格的安全规定，以防止辐射危害。
核医学设备和技术的发展需要大量的资金和研究投入。
核医学的发展史
核医学的发展史
核医学的发展史可以追溯到20世纪末，当时科学家开始探索核能在医学中的应用。
在上世纪初，科学家发现了放射性元素的独特性质，发明了放射性药物治疗，这是核医学的第一步。
在20世纪50年代，美国进行了第一次核能医疗试验，使人类对放疗一词有了更深刻的认识。
随着材料科学和信息技术的发展，以及大量应用研究的结果，核医学进入了一个新的阶段。
由此，又发明了诸如放射性药物核素治疗、核磁共振成像等新的技术，大大提高了诊断和治疗的精确性和效率。
20世纪80年代，研究者们开始研究如何将放射性元素的能量用于治疗和诊断。
当时美国研究者开发出了微波成像、超声成像、计算机断层扫描、PET/CT等技术，使得核医学技术变得更加丰富多彩。
21世纪以来，核医学技术发展迅速。
在这一新时代，核医学得到迅速发展，放射性药物治疗、放射性药物诊断、核磁共振成像和计算机断层扫描等技术不断完善，使核医学成为医学中重要的一环。
在科学技术快速发展的当下，核医学也在持续进步，不断开发新的技术和应用。
核医学的未来发展带来了更多的可能性和机遇，它是一个可以持续发展的领域。
核医学的发展已经给人类带来了无穷的好处和便利。
穿越历
史，许多放射性诊断技术和治疗手段已经大大改变了人类的生活，它们极大地提高了治疗疾病的能力，并为人们的健康带来了巨大的幸福感。
核医学的发展史就是这样，由无到有，从简单到复杂，从抽象到具体，从粗糙到完美。
每一步的发展都是一个丰碑，拓宽了核医学的应用范围，更多的技术将为临床医学带来更大的发展空间，给世界带来更多的希望。
核技术及其应用的发展
核技术及其应用的发展0 引言1896 年贝克勒尔发现铀的天然放射性，从此诞生了一门新的科学：原子核科学技术。
191 9 年卢瑟福利用天然α 射线轰击各种原子，确立了原子的核结构，随后又首次用人工方法实现了核反应。
但是用天然射线源能够研究的核反应很有限，人们开始寻找一种可以产生具有不同能量的各种粒子束的装置，于是粒子加速器应运而生。
同时，为了探测各种射线和核反应的产物，还需要有辨别粒子种类和能量的探测器及相应的电子学设备。
在研究核物理的过程中人们发现，放射性一方面可能造成人体的伤害，另一方面它也可以在医学、工农业和其它方面有许多应用。
于是相应地，辐射防护技术与射线应用技术也发展起来。
此外，核物理的研究还导致了许多放射性核素的发现。
它们的半衰期长至数千万年，短至不足1 秒。
在不同场合下选择适当的放射性核素，可以做示踪剂、测年工具或药物使用。
这就是放射性核素技术（或称为同位素技术）。
上述粒子加速器技术、核探测技术与核电子学、射线和粒子束技术、放射性核素技术等，通常统称为核技术[1]。
概括而言，核技术就是利用放射性现象、物质（包括荷能粒子）和规律探索自然、造福人类的一门学科，其主要内容是研究射线、荷能粒子束和放射性核素的产生、与物质相互作用、探测和各种应用的技术。
在我国现行的研究生培养体系中“核技术及应用”属于一级学科“核科学与技术”之下的一个二级学科。
核技术还包括核武器技术与核动力技术（或称为核能技术）。
核动力技术的核心是反应堆技术，反应堆可用来发电、供热、驱动运载工具等。
反应堆还可以产生大量中子，故在有些核技术应用中亦可利用反应堆作为中子源，或利用反应堆中子做活化分析、生产放射性核素等。
“核能工程与技术”和“辐射防护与环境保护”也是“核科学与技术”之下的二级学科。
实际上核技术与核物理是密不可分的，这两个学科在发展过程中始终是互相依托、互相渗透的。
同时，作为核探测技术和射线应用技术的基础，研究各种射线和荷能粒子束与物质的相互作用是十分重要的。
核科学技术对人类社会发展的影响
核科学技术对人类社会发展旳影响摘要：这篇论文我将首先就核科学技术旳发展做一种简要简介，厘清它旳发展脉络，之后根据整顿旳资料尽量完整旳简介核科学技术在人类社会中旳应用，探讨其对人类社会发展旳影响并试图做出如下结论，即核科学技术对人类社会旳发展是不可或缺旳，它对人类旳社会旳诸多方面都产生了积极旳影响，但也对人类旳安全、环境等构成一定旳威胁。
一、核科学技术旳发展历史1896年贝克勒尔发现铀旳天然放射性，从此诞生了一门新旳科学:原子核科学技术。
1923年卢瑟福运用天然α射线轰击多种原子，确立了原子旳核构造，随即又初次用人工措施实现了核反应。
1938年，德国科学家奥托·哈恩和他旳助手发现了核裂变现象。
1942年在美国芝加哥大学诞生人类第一座核反应堆，1945年原子弹诞生。
人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。
美国、俄罗斯、英国、法国、中国、日本、以色列等国相继展开对核能应用前景旳研究。
由自然科学与技术科学交叉形成旳核科学技术始于20世纪前半叶，它是国家科技水平和综合国力旳标志。
20世纪40年代实现由辐照后燃料中提取裂变物质及建成大规模分离铀同位素旳工厂以来，世界上旳有核国家在此领域发展很快。
粒子加速器和核探测技术是研究核科学、发展核技术旳重要手段。
多种大型加速器和同步辐射光源旳建成，医用和工业加速器旳成批生产，同位素旳应用，射线探测技术、核电子学与计算机旳发展，使核技术广泛应用到理、工、农、医、生物、地质等各个领域。
二、核科学技术在人类生活中旳应用（一）、在工业中旳应用核技术旳工业应用始于20世纪50年代兴起旳辐射加工。
辐射加工运用60Co 源产生旳γ射线或电子加速器产生旳电子束照射物料，可引起高分子材料旳聚合，交联和降解，并可引起生物体旳辐射损伤和遗传变异。
辐射加工已被广泛用于制备优质电线电缆，热收缩材料，发泡材料，超细粉末，人造皮肤，高效电池隔阂，隐形眼镜等，以及木材与磁带磁盘旳涂层固化，橡胶硫化，纺织品改性等领域。
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核医学：研究核技术在医学中的应用及其理论的学科，也可定义为利用放射性核素或核射线进行医学疾病的诊断、治疗和进行医学研究的学科。
核医学最重要的特点是能提供身体内各组织功能性的变化，而功能性的变化常发生在疾病的早期，能够更早地发现和诊断某些疾病。
核医学以其应用和研究的范围侧重点不同，可大致分为实验核医学和临床核医学两部分。
实验核医学：主要是发展、创立新的诊疗技术和方法。
利用射线示踪技术进行医学研究，包括核医学自身理论与方法的研究以及基础医学理论与临床医学的研究，促进医学科学的进步。
临床核医学：利用核医学的各种原理、技术和方法来研究疾病的发生、发展，研究机体的病理生理、生物化学和功能结构的变化，达到诊治疾病的目的，提供病情、疗效及预后的信息，分为诊断核医学和治疗核医学两大部分。
核医学的特点：
1、方法灵敏、简便、安全、‘无创伤’
2、反映体内的生化与生理过程
3、同时反映组织和脏器的形态与功能
4、提供动态的资料
5、提供定量的、准确的资料
6、高特异性
核医学影像设备是向人体内注射放射性示踪剂(俗称同位素药物)，使带有放射性核的示踪原子进入要成像的组织，然后测量放射性核在人体脏器内的分布成像，以诊断脏器是否存在病变和确定病变所在的位置；X射线和超声成像设备则是从外部向人体发射某种形式的能量，根据能量的衰减或反射情况来成像，表征组织情况。
核医学影像检查ECT与CT、MRI等相比，能够更早地发现和诊断某些疾病。
核医学显像属于功能性的显像，即放射性核素显像。
2、核医学影像设备发展简史
1896年，法国物理学家贝克勒尔在研究铀矿时发现，铀矿能使包在黑纸内的感光胶片感光，这是人类第一次认识到放射现象，也是后来人们建立放射自显影的基础。
科学界为了表彰他的杰出贡献，将放射性物质的射线定名为“贝克勒尔射线”。
1898年，马丽·居里与她的丈夫皮埃尔·居里共同发现了镭，此后又发现了钚和钍等许多天然放射性元素。
1923年，物理化学家Hevesy应用天然的放射性同位素铅-212研究植物不同部分的铅含量，发现了某些元素受X光照射后会发出独特的射线，为X-线射荧光分析法奠定了基础；后来又应用磷-32研究磷在活体的代谢途径等，并首先提出了“示踪技术”的概念。
在核医学界被誉之为基础核医学之父
1926年，美国波士顿内科医师布卢姆加特（Blumgart）等首先应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，在人体内第一次应用了示踪技术，有“临床核医学之父”之称。
1930年美国加州大学校园里，物理学家Ernest Lawrence生产出一个回旋加速器，并生产出多种同位素。
1934年Enrico Fermi发明核反应堆，生产第一个碘的放射性同位素。
1936年John Lawrence 首先用32P磷治疗白血病，这是人工放射性同位素治疗疾病的开始。
1937年Herz首先在兔进行碘[128I]半衰期（半衰期T1/2=25分）的甲状腺试验，以后被131I（8.4天）替代。
1942年Joseph Hamilton首先应用131I测定甲状腺功能和治疗甲状腺功能亢进症;
1946年7月14日，美国宣布放射性同位素可以进行临床应用，开创了核医学的新纪元; 1951年，美国加州大学的卡森（Cassen）研制出第一台扫描机，通过逐点打印获得器官的放射性分布图像，促进了显像的发展。
1957年，安格（Hal O. Anger ）研制出第一台γ照相机，称安格照相机，使得核医学的显像由单纯的静态步入动态阶段，并于60年代初应用于临床。
1959年，他又研制了双探头的扫描机进行断层扫描，并首先提出了发射式断层的技术，从而为日后发射式计算机断层扫描机—ECT 的研制奠定了基础。
20世纪50年代，钼-锝(99Mo-99m Tc)发生器的出现。
1957年由特克尔(Tucker)等人制造成发生器，使得这种性能优良的短半衰期核素能广泛应用于医学领域至今。
70年代单光子断层仪的应用和80年代后期正电子断层仪进入临床应用，使影像核医学在临床医学中的地位有了显著提高；
1972年，美国宾夕法尼亚(Pennsylvania)大学戴维·库赫(David Kuhl)博士应用三维显示法和18F-脱氧葡萄糖（18F-FDG）测定了脑局部葡萄糖的利用率，打开了18F-FDG检查的大门。
他的发明成为了正电子发射计算机断层显像（PET）和单光子发射计算机断层显像（SPECT）的基础，人们称库赫博士为“发射断层之父”。
PET-CT（Positron emission tomography /
Computed tomography）
中文名：正电子发射断层显像/X 线计算机体层成像仪。
PET：功能代谢显像。
CT：解剖结构显像。
PET-CT：将二者设计为一体，由一个工作站控制。
发展史
1998年,世界上第一台专用PET-CT的原型机，安装在匹兹堡大学医学中心。
1998～2001年间,在这台原型机上做了300余例肿瘤病人。
其中一幅图像被评为1999年美国核医学年会最佳图像。
什么是PET?
PET是将正电子衰变核素标记的放射性药物(如FDG）引入体内，检查全身代谢过程的一种检查方法，全称为“正电子发射断层扫描”（Positron Emission Tomography)。
什么是PET-CT?
将PET设备和CT设备融为一体的同时具备形态学和功能学诊断的尖端影像设备。
工作原理
1.PET:正电子发射断层显像示踪剂—正电子核素从分子水平显示生理代谢功能。
2.CT:为核素分布区精确解剖定位。
PET使用正电子示踪剂，核素衰变过程中正电子从原子核内放出后与自由电子碰撞湮灭, 转化成一对方向相反、能量为511 keV 的γ光子。
在这光子飞行方向上对置一对探测器，同时接受这两个光子，可计算正电子发射点在两探头间连线上。
通过环绕360°排列的多组配对探头，得到探头对连线上的一维信息，将信号向中心点反投射并加以适当的数学处理，便可形成断层示踪剂分布图像。
PET示踪剂：
1.葡萄糖类: 18F-FDG(2-氟-18-氟-2-脱氧- D-葡萄糖)
2.氨基酸类: 蛋氨酸
3.核苷酸类: 胸腺嘧啶、18F-FLT
4.胆碱类: 11C-胆碱（甲基-11C-胆碱）
5.乏氧显像剂: 18F-FIMSO（硝基咪唑化合物）
示踪剂主要来源：回旋加速器18F-FDG:示踪剂半衰期:109.8min
对癌症患者的应用：
①诊断
②分期
③重分期&鉴定复发
④监测治疗反应
⑤预测预后。