1、福建医科大学附属第一医院核医学科福建医科大学附属第一医院核医学科 核医学见习核医学见习 基础篇基础篇 核医学物理基础 核医学仪器 放射性药物 辐射生物效应与辐射防护 放射性核素示踪技术与脏器显像 核医学物理基础 原子原子 放射性核衰变放射性核衰变 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用 核医学核医学 物理基础物理基础 原子结构原子结构 原子核 中子 质子 电子 + + + 原子核结构原子核结构 原子的能量状态：核外电子和原子原子的能量状态：核外电子和原子 核的能级核的能级 同位素、同位素、核素核素 、同质异能素同质异能素 同位素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，如
2、，如131 131I I和 和127 127I I； ； 核素核素质子数相同，中子数也相同，且具有相同质子数相同，中子数也相同，且具有相同 能量状态的原子，称为一种核素。同一元素可有多能量状态的原子，称为一种核素。同一元素可有多 种核素，如种核素，如131 131I I、 、127 127I I、 、3 3H H、99m 99mTc Tc、99 99Tc Tc分别为分别为3 3种元种元 素的素的5 5种核素；种核素； 同质异能素同质异能素质子数和中子数都相同，但处于不质子数和中子数都相同，但处于不 同的核能状态原子，同的核能状态原子，如如99m 99mTc Tc、99 99Tc Tc 。 4
3、一、核力和放射性核素一、核力和放射性核素 原子核的核子之间存在着很强的短程引力称为核力，核原子核的核子之间存在着很强的短程引力称为核力，核 力使原子核中的核子结合在一起，同时，原子核中又存在带力使原子核中的核子结合在一起，同时，原子核中又存在带 正电荷的质子之间的静电排斥力，原子核的稳定性由核子之正电荷的质子之间的静电排斥力，原子核的稳定性由核子之 间的核力和质子之间的静电排斥力的相对大小决定，与核内间的核力和质子之间的静电排斥力的相对大小决定，与核内 质子数和中子数的比例有关。质子数和中子数的比例有关。 Z Z20 N/Z20 N/Z1 Stability1 Stability Z Z83
4、Unstability83 Unstability 放射性衰变放射性衰变 原子核能稳定地存在，不会自发地发生变化的核素原子核能稳定地存在，不会自发地发生变化的核素 称为称为稳定核素稳定核素(stable nuclide);(stable nuclide); 不稳定核素的原子核能自发地放出各种射线变成另不稳定核素的原子核能自发地放出各种射线变成另 一种核素，称为一种核素，称为放射性核素放射性核素(radionuclide);(radionuclide); 放射性核素的原子核自发地放出射线，同时转变成放射性核素的原子核自发地放出射线，同时转变成 别的原子核的过程称为别的原子核的过程称为放射性衰变放
5、射性衰变(radiation (radiation decay) decay) ，简称核衰变。，简称核衰变。 + + + + + + + + + 从母核中射出从母核中射出 的的4 4HeHe原子核原子核 238U(铀 铀)4He + 234Th(钍钍) 放射性母核放射性母核 二、基本衰变类型二、基本衰变类型 1. 衰变衰变 238U 234Th + 4He + Q 粒子得到粒子得到大部分衰变能，大部分衰变能， 粒子粒子 含含2 2个质子，个质子，2 2个中子个中子 衰变：衰变：241Am(镅) 237Np(镎)+4He 不 稳定原子核自发地放射出粒子而变成另一个核素的 过程称为衰变。 -衰变：
6、衰变：3215P 3216S + - + Ue + 1.71MeV 正电子衰变：正电子衰变：137N 136C + + + + 1.190MeV 射线本质是高速运动的电子流射线本质是高速运动的电子流 发生原因发生原因母核中子或质子过多母核中子或质子过多 2. 衰变衰变 -衰变衰变：3H 3He+ - 衰变时放出一个 衰变时放出一个 粒子（电子）和反中微子，核内一 粒子（电子）和反中微子，核内一 个中子转变为质子。因而子核比母核中子数减少个中子转变为质子。因而子核比母核中子数减少1，原子，原子 序数增加序数增加1，原子质量不变，原子质量不变 正电子衰变正电子衰变：11C 11B+ + 正电子衰变
7、，也叫+衰变，衰变时发射一个正电子 和一个中微子（），原子核中一个质子转变为中子。 +衰变时母核和子核的质量数无变化，但子核的核 电荷数减少一个单位 质子变成中子质子变成中子 X射线射线 3. 电子俘获（电子俘获（electron capture） 核外轨道电子核外轨道电子 电子俘获：7Be(铍) 7Li(锂) 原子核俘获一个核外轨道电子使核内一个质子 转变成一个中子和放出一个中微子的过程称为 电子俘获衰变。 + + + + + + + + + 中微子 光子 4. 衰变衰变 衰变衰变往往是继发于往往是继发于 衰变或衰变或 衰变后发生，这些衰变后，衰变后发生，这些衰变后， 原子核还处于较高能量状
8、态，原子核以放出原子核还处于较高能量状态，原子核以放出- -ray ray 释放出过释放出过 剩能量剩能量 99Mo 99mTc + - - 99Tc + (T T1/2 1/2: : 66.02d; 66.02d; 6.02h)6.02h) 131I 131Xe + - - + + (T(T1/2 1/2:8.04d) :8.04d) 衰变衰变：99mTc 99Tc 激发态或高能态的原子核以放出射线（光子）的形式释 放能量而跃迁到较低能量级的过程称衰变。 衰变衰变 - - 衰变衰变 + + 衰变衰变 衰变衰变 放射性核素衰变是随机的、自发的按一定的速率进行，各种放射性核素衰变是随机的、自发的
9、按一定的速率进行，各种 放射性核素都有自己特有的衰变速度。放射性核素原子随时放射性核素都有自己特有的衰变速度。放射性核素原子随时 间而呈指数规律减少，其表达式为：间而呈指数规律减少，其表达式为：N=N0e-t 三、放射性衰变基本规律三、放射性衰变基本规律 指数衰减规律：指数衰减规律：N = N0e- t N0：（：（t = 0）时放射性原子核的）时放射性原子核的 数目数目 N：经过：经过t时间后未发生衰变的放时间后未发生衰变的放 射性原子核数目射性原子核数目 :放射性原子核衰变常数；大小只放射性原子核衰变常数；大小只 与原子核本身性质有关，与外界与原子核本身性质有关，与外界 条件无关；数值越大
10、衰变越快条件无关；数值越大衰变越快 半衰期半衰期(half-live)：放射性原子核：放射性原子核 数从数从N0衰变到衰变到N0的的1/2所需的时间所需的时间 放射性核素由于自身的物理衰变其原子核数目减 少到原来一半所需时间称为物理半衰期Tp。 进入生物体内的放射性核素或其化合物，由于生 物代谢从体内排出到原来的一半所需的时间，称 为生物半衰期(Tb)。 由于物理衰变与生物的代谢共同作用而使体内放 射性核素减少一半所需要的时间，称有效半衰期 （Te）。Te=TpTb/(Tp+Tb)。 放射性活度放射性活度（activity, A) 放射性活度（放射性活度（A）是表示单位时间内发生衰变的原子核）
11、是表示单位时间内发生衰变的原子核 数。过去惯称放射性强度。放射性活度与放射性核数数。过去惯称放射性强度。放射性活度与放射性核数 目目N之间的关系为：之间的关系为： 在新的国际制单位（在新的国际制单位（SI）中，放射性活度的单位是贝可）中，放射性活度的单位是贝可 （ Bq），定义为每秒一次衰变。即），定义为每秒一次衰变。即1Bq=1S-1 放射性活度的旧制单位是居里（Curie，Ci），1居里表 示每秒3.71010次核衰变。居里与贝可的换算关系是 1Ci=3.71010 Bq 1Bq2.71011 Ci A=dN/dt 仪器测量常用放射性活度单位：仪器测量常用放射性活度单位： dps: dis
12、integration per second cps: counts per second 比放射性活度：比放射性活度： - 定义：单位质量或体积中放射性核素的放射性活度。定义：单位质量或体积中放射性核素的放射性活度。 - 单位：单位： Bq/kg; Bq/m3; Bq/l 。 。 。 。原子原子。 射线射线 ( n) 物质：气体、液体、固 体、包括人体等 第三节第三节 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用 带电粒子与物质的作用带电粒子与物质的作用 Ionization 电离电离 Excitation 激发激发 Scattering 散射散射 Bremsstrahlung 轫制辐射轫制辐射
13、 光子与物质的相互作用光子与物质的相互作用 Photoelectric effect 光电效应光电效应 Compton scattering 康普顿散射康普顿散射 Pair production 电子对生成电子对生成 电离作用（电离作用（ionization） 入射粒子（、） 作用于原子（1）使 轨道电子成为自由电 子（2）而原子成为 正离子。 带电粒子与物质的作用带电粒子与物质的作用 激发作用（excitation） 能量E作用于内层轨道电子（1） 使其跃迁到外层轨道（2）外 层电子填补空穴（3）原子核 从稳定状态成激发状态，同时 发射特征X射线（4）或俄歇电 子（5）释放出多余能量。光光
14、子本身消失了。子本身消失了。 散射作用（scattering） 射线粒子受到原子核静电场射线粒子受到原子核静电场 作用，改变原来运动方向，作用，改变原来运动方向， 能量无损失。能量无损失。 韧致辐射（ Bremsstrahlung） 快速运动的电子通过物质时，在原子核 电场作用下，改变运动方向，急剧减低 速度，电子的一部分或全部动能转化为 连续能量的X射线发射出来，这种现象称 为韧致辐射。 韧致辐射的强度和 粒子的反向散射的几率随屏蔽物质的原 子序数增大而增大，随 粒子的能量增加而增加。 射线的屏蔽要用原子序数低的材料，如铝、塑料、有机玻 璃等。 射线由于自身质量数大、运行速度慢，较少产生韧
15、致辐射。 光子与物质的相互作用光子与物质的相互作用 光电效应光电效应（ Photoelectric effect ） 光子被原子内层电子吸收（1），全部能 量被电子吸收使之成为自由的光电子 （2），其位置由外层电子填补（3）， 同时发射出特征X射线（4）或俄歇电子 （5）。 康普顿效应康普顿效应（ Compton scattering ） 光子将部分能量传递给核外 电子，使之成为康普顿电子 发射出来，而光子能量减少， 改变方向运行。 电子对生成（ Pair production ） 能量大于1.022MeV光子穿过 物质时，光子与原子核电场 的相互作用过程中，突然消 失而产生一对正、负电子，
16、其能量转变为电子对的动能。 核医学仪器发展简史 井型晶体闪烁计数器井型晶体闪烁计数器 闪烁扫描机闪烁扫描机 1974 1979 1957 1950 1951 照相机照相机 PET SPECT 2001 PET/CT SPECT/CT 闪烁扫描机 核医学仪器 核探测仪器的基本原理 核探测仪器的基本原理是建立在射线与物质相 互作用基础上的 电离作用 荧光现象 感光作用 放射性探测仪器的组成 辐射探测器（radiation detector ） 利用射线和物质相互作用产生的各种效应将射 线的辐射能转变为电子线路部分能处理的电信号。 电子学单元 根据不同的测量要求和探测器的特点而设计的 分析和记录电信
17、号的电子测量仪器。 数据处理系统 按不同的检测目的和需要而配备的计算机数据 处理系统、自动控制系统、显示系统和储存系统等。 手持式探测仪 闪烁型探头 半导体型探头 信号处理显示器 医用核素活度计（dose calibrator） 几何测量效率高 无核素选择性 SPECT及双探头符合探测及双探头符合探测 SPECT基本结构基本结构 单光子计算机发射断层显像仪单光子计算机发射断层显像仪 single photon emission computed tomography 组成：在高性能组成：在高性能 相机上增加了支架旋转的机械部分、断层床、图像相机上增加了支架旋转的机械部分、断层床、图像 重建软件
18、重建软件 单探头SPECT 双探头SPECT SPECT工作原理工作原理 探头围绕受检对象或部位呈探头围绕受检对象或部位呈180180 和和/ /或或360360 旋转，从多角度、多旋转，从多角度、多 方位采集一系列平面投影像，经计算机图像处理系统重建获得横断层方位采集一系列平面投影像，经计算机图像处理系统重建获得横断层 面、冠状面和矢状面影像。面、冠状面和矢状面影像。 SPECT成像成像特点特点 放射性药物能够选择性聚集 在特定脏器、组织或病变部 位，使其与邻近组织之间的 放射性分布形成一定程度浓 度差 SPECT数据采集数据采集和和断层图像重建断层图像重建 图像重建方法：滤波反投影技术（f
19、iltered back- projection） 双探头符合探测双探头符合探测（coincidence circuit SPECT） 既可以做常规的SPECT，又可以对正电子湮灭辐射产生的 两个方向相反的 511 keV 光子进行符合探测成像。 主要由可变角双探头SPECT系统、符合探测技术和衰减校 正装置构成。 PET、PET/CT及图像融合技术及图像融合技术 PET positron emission tomography 正电子发射计算机断层显像仪正电子发射计算机断层显像仪 PET基本结构及原理 基本结构由探头基本结构由探头( (晶体、光电倍增管、高压电源晶体、光电倍增管、高压电源)
20、)、电子学线路、电子学线路、 数据处理系统、扫描机架及同步检查床组成。数据处理系统、扫描机架及同步检查床组成。 511 KeV Gamma Ray 511 KeV Gamma Ray +- 发射发射 + +正电子放射性核素在体内经正电子放射性核素在体内经湮灭辐射产生两湮灭辐射产生两 个能量相同、方向相反的个能量相同、方向相反的511keV 511keV 光子同时入射至光子同时入射至 互成互成180180 环绕人体的多个探测器而被接收，把这些环绕人体的多个探测器而被接收，把这些 光子对按不同的角度分组，可获得放射性核素分布光子对按不同的角度分组，可获得放射性核素分布 在各个角度的投影。在各个角度
21、的投影。 常用发射正电子核素主要有：常用发射正电子核素主要有：18 18F F、碳 、碳 11 11C C、氧、氧 15 15O O、 氮氮 13 13N N、溴、溴 76 76Br Br等。等。 PET/CTPET/CT及图像融合技术及图像融合技术 图像融合技术是将来自相同或不同成像方式的图像进行一定的变换处图像融合技术是将来自相同或不同成像方式的图像进行一定的变换处 理，使其之间的空间位置、空间坐标达到匹配的一种技术。理，使其之间的空间位置、空间坐标达到匹配的一种技术。 PET/CTPET/CT以以PETPET特特 性为主，同时性为主，同时 将将PETPET影像叠加影像叠加 在在CTCT图
22、像上，图像上， 使得使得PETPET影像更影像更 加直观，解剖加直观，解剖 定位更加准确。定位更加准确。 小动物PET 专门用于小动物显像的专门用于小动物显像的PETPET扫描仪的扫描仪的 空间分辨率等主要指标要远高于人体空间分辨率等主要指标要远高于人体 PETPET ，正逐渐成为现代生物医学研究，正逐渐成为现代生物医学研究 的一项重要工具。的一项重要工具。 19911991年，年，Ingvar MIngvar M等将临床用等将临床用PETPET扫描仪扫描仪 进行了大鼠脑显像，首次将进行了大鼠脑显像，首次将PETPET用于动物用于动物 实验研究。实验研究。 主要应用：药物开发、疾病研究、基因显
23、像等主要应用：药物开发、疾病研究、基因显像等 。 功能测定仪器功能测定仪器 功能测定仪由一个或多个 探头、电子线路、计算机 和记录显示装置组成。 甲状腺功能测定仪 采用带张角型准直器的采用带张角型准直器的 闪烁探头和定标器闪烁探头和定标器 组合的装置。组合的装置。 又称为甲状腺吸碘率测定仪。又称为甲状腺吸碘率测定仪。 甲状腺功能测定仪 放射性药物放射性药物 含有放射性核素含有放射性核素, 用用 于医学诊断和治疗的一类特殊制剂。于医学诊断和治疗的一类特殊制剂。 放射性核素放射性核素 非放射性载体非放射性载体 （被标记物被标记物 ） 例 例 99mTc - MDP 放射性药物放射性药物 放放 射射
24、 性性 药药 物物 体内放射性药物体内放射性药物 体外放射性药物体外放射性药物 诊断用放诊断用放 射性药物射性药物 治疗用放治疗用放 射性药物射性药物 放射性药物的分类（按用途）放射性药物的分类（按用途） 放射性药物的特点放射性药物的特点 具有放射性具有放射性 具有特定的物理半衰期和有效期具有特定的物理半衰期和有效期 计量单位计量单位GBq、MBq、kBq; Ci、mCi、 Ci 化学量少化学量少 脱标及辐射自分解脱标及辐射自分解 诊断用放射性药物诊断用放射性药物 (Diagnostic Pharmaceutical ) 用于获得体内靶器官或病变组织的影用于获得体内靶器官或病变组织的影 像或功
25、能参数，进行疾病诊断的一类体内像或功能参数，进行疾病诊断的一类体内 放射性药物。也称为放射性药物。也称为显像剂显像剂(imaging agent)或或示踪剂示踪剂(tracer)。 对诊断用放射性药物的要求对诊断用放射性药物的要求 衰变方式衰变方式 (decay mode) 同质异能跃迁、电子俘获、湮灭同质异能跃迁、电子俘获、湮灭 辐射。发射辐射。发射 光子或光子或X X射线射线 光子能量光子能量(photon energy) 100250 keV 有效半衰期有效半衰期（effective half-life）检查过程用时的检查过程用时的1.5倍左右倍左右 靶靶/ /非靶比值非靶比值（targ
26、et-to-nontarget ratio，T/NT）（）（1）在靶在靶 器官或组织中积聚快，在血液中清除快；（器官或组织中积聚快，在血液中清除快；（2 2）在靶器官或）在靶器官或 组织中分布多。平面显像组织中分布多。平面显像 5 : 1以上，断层显像以上，断层显像2 : 1左右。左右。 治疗用放射性药物治疗用放射性药物 (Therapeutic Pharmaceutical ) 能够高度选择性浓集在病变组能够高度选择性浓集在病变组 织产生局部电离辐射生物效应，织产生局部电离辐射生物效应， 从而抑制或破坏病变组织发挥治从而抑制或破坏病变组织发挥治 疗作用的一类体内放射性药物。疗作用的一类体内放
27、射性药物。 对治疗用放射性药物的要求对治疗用放射性药物的要求 衰变方式衰变方式 (decay mode) - -衰变、电子俘获（释放俄歇电子）衰变、电子俘获（释放俄歇电子） 光子能量光子能量(photon energy) 最大能量在最大能量在1MeV1MeV以上比较理想以上比较理想 有效半衰期有效半衰期（effective half-life） 数小时或数天数小时或数天 靶靶/ /非靶比值非靶比值（target-to-nontarget ratio，T/NT ） 靶靶/ /非靶比值越高越好非靶比值越高越好 核反应堆核反应堆（nuclear reactor） 加速器加速器(accelerator
28、) 放射性核素发生器放射性核素发生器 (radionuclide generator) 放射性核素放射性核素 来源来源 核反应堆 Nuclear reactor 反应堆生产的放射性核素品 种多，成本低，是目前医用 放射性核素的主要来源。反 应堆生产的放射性核素大多 是丰中子核素。 常用核反应堆生产的医用放射性核素常用核反应堆生产的医用放射性核素 放射性核素 半衰期（1/2） 核反应 3H 12.3y 6Li（n，）3H 14C 5730y 14N(n,p)14C 32P 14.3d 31P(n, )32P 89Sr 50.5d 88Sr(n, )89Sr 90Mo 2.75d 98Mo(n,
29、)99Mo 235U(n, f)99Mo 125I 60.1d 124Xe(n, )125Xe125I 131I 8.04d 130Te(n, )131Te131I 133Xe 5.24d 235U(n, f)133Xe 186186Re 90.6h Re 90.6h 185 185Re Re(n, (n, ) )186 186Re Re 153Sm 46.7h 152Sm(n, )153Sm 加速器生产医用放射性核素加速器生产医用放射性核素 医用放射性核素的加速器一般为回旋加速器。 回旋加速器是通过电流和磁场使带电粒子（如质子、氘核 及粒子）得到加速引起的核反应生产放射性核素，得到 的产物一
30、般为短寿命的缺中子核素，大都以电子俘获或发 射+的形式进行衰变。 这类核素适合于照相机、SPECT和PET显像，图像清晰， 辐射危害小，与PET配套使用发射正电子的短寿命核素11C 、13N、15O、18F等均由加速器生产。 临床常用加速器生产的放射性核素临床常用加速器生产的放射性核素 正电子核素 半衰期(T1/2) 核反应过程 Nitrogen-13 10min 16O(p, )13N Oxygen-15 2.1min 14N(d, n)15O 15N(p, n)15O Fluorine-18 110min 18O(p, n)18F 20N(d, )18F Gallium-67 3.26d
31、65Cu(，2n) 67Ga Indium-111 2.80d 109Ag(，2n)111In 111Cd(p, n) 111In Iodide-123 13.2d 124Te（p, 2n）123I Thallous-201 73.2h 203Tl(p, n)201Pb201Tl 放射性核素发生器放射性核素发生器 （radionuclide generator） 从长半衰期核素的衰变产物中分离得从长半衰期核素的衰变产物中分离得 到短半衰期核素的装置。又称“母牛”。到短半衰期核素的装置。又称“母牛”。 99Mo-99mTc发生器 发生器 99Mo（ （T1/2=2.7d） 99mTc (T1/2
32、=6h) 99Tc 母体核素母体核素 子体核素子体核素 99Mo-99mTc 发生器 发生器 放射性药物的质量控制放射性药物的质量控制 1.物理鉴定物理鉴定 包括包装、外观现状、颜色、透明度、颗粒度、比活度包装、外观现状、颜色、透明度、颗粒度、比活度及放射放射 性核纯度性核纯度。 比活度比活度(Specific activity)是指单位质量的某种放射性物质的放射 性活度。 放射性核纯度放射性核纯度（radionuclide purity），也称放射性纯度放射性纯度 (radioactive purity)是指所指定的放射性核素的放射性活度占药 物中总放射性活度的百分比。放射性核素的放射性纯度
33、只与其 放射性杂质的量有关，与非放射性杂质的量无关,该指标主要用 于监测其他放射性核素的沾染程度。 2.化学鉴定化学鉴定 包括离子强度、离子强度、pH值、化学纯度值、化学纯度及放射化学纯度放射化学纯度。 放射化学纯度放射化学纯度（简称放化纯度放化纯度，radiochemical purity）是指 特定化学结构的放射性药物的放射性占总放射性的百分比 。该指标是衡量放射性药物质量的最重要的指标之一，是 常规质控项目。 化学纯度（化学纯度（chemical purity）是指特定化学结构化合物的含 量，与放射性无关。化学成分的杂质存在可能对病人产生 毒、副反应，在放射性标记过程中还可能产生放射性杂
34、质 而影响放化纯度。 3.生物学鉴定生物学鉴定 生物学检测主要包括无菌、无热原、毒性鉴定无菌、无热原、毒性鉴定和生物分布生物分布 试验试验。 放射性药物必须是无菌无热源。 放射性药物毒性包含被标记药物毒性和辐射安全性。被标 记药物的一次性使用量很少，其化学毒性甚微，通常在获 准临床应用前，已通过异常毒性及急慢性毒性试验。 放射性药物体内生物学行为测定是获准临床使用前必须进 行的工作。动物实验及放射自显影对放射性药物的生物活 性检测有重要价值。 放射性标志放射性标志 辐射生物效应与辐射防护辐射生物效应与辐射防护 辐射防护辐射防护(radiation protection) (radiation
35、protection) 的的 目的就是要把放射线对人的影响减少到最目的就是要把放射线对人的影响减少到最 低限度。只有掌握有关射线对人体影响的低限度。只有掌握有关射线对人体影响的 知识和防护措施，才能趋利避害，化害为知识和防护措施，才能趋利避害，化害为 利。利。 Radiation need not be feared, but it must be respected. （1 1）对病人主要是内照射）对病人主要是内照射 （即放射性核素进入人体内（即放射性核素进入人体内 产生的照射），对医务人员产生的照射），对医务人员 主要是外照射（即放射性核主要是外照射（即放射性核 素从人体外发射的射线对人素
36、从人体外发射的射线对人 体产生的照射），但管理不体产生的照射），但管理不 当也可产生内照射。当也可产生内照射。 （2 2）由于放射性药物在体）由于放射性药物在体 内的特殊分布，病人全身受内的特殊分布，病人全身受 照剂量小，个别器官、组织照剂量小，个别器官、组织 受照剂量高。受照剂量高。 核医学辐射的特点核医学辐射的特点 辐射剂量单位 一、照射量（exposure） 表示射线空间分布的辐射剂量，即在离放射源一定距离的 物质受照射线的多少，以X射线或射线在空气中全部停 留下来所产生的电荷量来表示。 国际单位为库仑库仑 （千克）（千克）- -1 1，简写为C （kg）-1。传统的单 位是伦琴伦琴(r
37、oentgen, R)。 二、吸收剂量（absorbed dose） 单位质量的受照物质吸收射线的平均能量。 国际单位是戈瑞戈瑞（gray，Gy） ，1 Gy表示1千克受射线照 射物质吸收射线能量为1焦耳，简写为j (kg)-1。传统单位 是拉德（rad） 1 Gy100rad 三、当量剂量（equivalent dose） HTR表示按照辐射权重因子（weighting factor ，WR ）加权的 吸收剂量，单位为J/kg。 HTR = DTR . WR 针对特定组织或器官的量,是衡量射线生物效应及危险度 的辐射剂量，国际制单位是希沃特希沃特（sievert，Sv）。 旧制单位是雷姆（r
38、em）， 1 Sv = 100 rem。 吸收剂量吸收剂量(D) (D) 1 1戈瑞戈瑞 = 1= 1焦耳焦耳/ /千克千克 1 Gy = 1 J/kg1 Gy = 1 J/kg 放射源放射源 活度活度(A)(A) 1 1贝克贝克=1=1次核衰变次核衰变/ /秒秒 当量剂量当量剂量 (H)(H) 1 1希沃特希沃特 = 1 = 1 焦耳焦耳/ /千克千克 任何物质任何物质 有机体有机体 三者意义和区别 作用于人体的辐射源 一、天然本底辐射（nature background) 在人类生存的环境中，自然存在的多种射线和放射性物质 。包括宇宙射线(cosmic radiation)、宇宙射线感生放
39、射性 核素(cosmogenic radionuclide)和地球辐射(earth radiation) 。 二、医疗辐射 目前，目前，医疗照射在公众受到的人工辐射源照射中居于首位医疗照射在公众受到的人工辐射源照射中居于首位。 医疗照射总的变化趋势是：一方面受检人数逐年增加；另一医疗照射总的变化趋势是：一方面受检人数逐年增加；另一 方面由于技术装备的不断改进，做同样项目的检查受到的照方面由于技术装备的不断改进，做同样项目的检查受到的照 射逐年降低。射逐年降低。 三、其他人工辐射源 1.火力发电站 火力发电站释放的主要放射性核素是钍（ Th）和氡（Rn）及其衰变子体。 2.消费产品中的人工辐射
40、放射线对人体的影响 一、确定性效应和随机效应 国际放射防护委员会(International Commission of Radiation Protection，ICRP) 26号出版物按剂量剂量效应效应关系把辐射生 物效应分为确定性效应和随机效应。 1. 确定性效应 determinate effect 确定性效应是指辐射损伤的严重程度与所受剂量呈正相关确定性效应是指辐射损伤的严重程度与所受剂量呈正相关 ，有明显的阈值，剂量未超过阈值不会发生有害效应。一，有明显的阈值，剂量未超过阈值不会发生有害效应。一 般是在短期内受较大剂量照射时发生的急性损害。研究对般是在短期内受较大剂量照射时发生的急
41、性损害。研究对 象为个体。象为个体。 2. 随机效应 stochastic effects 随机效应研究的对象是群体，是辐射效应发生的几率（或随机效应研究的对象是群体，是辐射效应发生的几率（或 发病率而非严重程度）与剂量相关的效应，不存在具体的发病率而非严重程度）与剂量相关的效应，不存在具体的 阈值。阈值。 在放射防护中不能只满足于达到剂量限值，而对人员的照在放射防护中不能只满足于达到剂量限值，而对人员的照 射应该达到尽可能低的剂量水平。射应该达到尽可能低的剂量水平。 二、辐射损伤的化学基础 1.1.直接作用：放射线与物质的相互作用导致的生物分子的直接作用：放射线与物质的相互作用导致的生物分子
42、的 电离和激发电离和激发 2.2.间接作用：电离和激发产生的自由基导致的继发作用。间接作用：电离和激发产生的自由基导致的继发作用。 主要是水自由基对生物分子的损伤作用。主要是水自由基对生物分子的损伤作用。 自由基对生物大分子的作用自由基对生物大分子的作用 对核酸分子主要作用于碱对核酸分子主要作用于碱 基、磷酸二酯键、核糖。基、磷酸二酯键、核糖。 通过脂质过氧化作用造成通过脂质过氧化作用造成 体内包括细胞膜、线粒体膜、体内包括细胞膜、线粒体膜、 溶酶体膜、核膜等生物膜的溶酶体膜、核膜等生物膜的 损伤，使生物膜的能量传递、损伤，使生物膜的能量传递、 物质转运、信息识别等功能物质转运、信息识别等功能
43、 受到影响受到影响。 辐射防护的原则与措施 一、辐射防护的目的与原则 目的：防止有害的确定性效应防止有害的确定性效应 限制随机效应的发生率，使之降到可以接受的水平限制随机效应的发生率，使之降到可以接受的水平 。 使一切具有正当理由的照射保持在可以合理做到的尽可能使一切具有正当理由的照射保持在可以合理做到的尽可能 低的水平。低的水平。 原则 实践的正当化实践的正当化 放射防护最优化放射防护最优化 个人剂量限值个人剂量限值 职业照射 公众 有效剂量 20mSv/a在规定的5 年内平均，任何 一年内不超过 50mSv。 1mSv/a 眼晶体 150mSv 15mSv 皮肤 500mSv 50mSv
44、手和足 500mSv ICRP60ICRP60号出版物建议的剂量限值号出版物建议的剂量限值 二、外照射防护措施 经典的外照射防护三原则经典的外照射防护三原则 时间时间(time)(time)防护防护 距离距离(distance)(distance)防护防护 屏蔽屏蔽(shielding)(shielding)防护防护 屏蔽 三、内照射防护 开放性放射源可能通过开放性放射源可能通过口、呼吸道、皮肤伤口口、呼吸道、皮肤伤口进入人体。进入人体。 内照射防护的关键是重在内照射防护的关键是重在预防预防，尽一切可能防止放射性核，尽一切可能防止放射性核 素进入体内，把放射性核素的年摄入量控制在国家规定的素进
45、入体内，把放射性核素的年摄入量控制在国家规定的 限值以内。限值以内。 内照射防护的总的原则是放射性物质围封、隔离内照射防护的总的原则是放射性物质围封、隔离 防止扩散，除污保洁，防止污染，讲究个人防护防止扩散，除污保洁，防止污染，讲究个人防护 ，做好放射废物处理。，做好放射废物处理。 放射性废物处理原则放射性废物处理原则 放置衰变：放置衰变： 浓缩储存：浓缩储存： 稀释排放：稀释排放： 体内示踪技术（体内示踪技术（in vivo） 体外示踪技术（体外示踪技术（in vitro） 按研究对象不同可分为按研究对象不同可分为 放射性核素示踪技术 Common type of radionuclide
46、tracing technique 体内（体内（in vivo） 物质吸收、分布及排泄物质吸收、分布及排泄 放射性核素稀释法放射性核素稀释法 放射自显影技术放射自显影技术 放射性核素功能测定放射性核素功能测定 放射性核素显像技术放射性核素显像技术 放射性核素示踪技术放射性核素示踪技术 radionuclide tracing technique 体外（体外（in vitro） 物质代谢与转化的示踪物质代谢与转化的示踪 细胞动力学分析细胞动力学分析 活化分析活化分析 体外放射分析体外放射分析 放射性核素示踪技术的分类放射性核素示踪技术的分类 放射性核素功能测定放射性核素功能测定 放射性药物引入机体后，根据其理化及生物放射性药物引入机体后，根
