核医学基础

这是一篇关于核医学基础的思维导图，主要内容包括：绪论，原子基本结构，核衰变类型及规律，放射与物质的相互作用。

核医学基础

• 绪论
  • 核医学定义
    • 核医学定义：用放射性核素及其标记物对疾病进行诊断、治疗及医学研究的医学学科。
  • 发展史
  • 核医学特点
    • 灵敏度高：达10-18～10-14g
    • 简便、准确：探测射线，不易受干扰
    • 合乎生理条件：化学量很少，不影响正常生理平衡
    • 定性、定量、定位研究相结合
    • 专业性强：涉及多学科，需专业训练
  • 核医学内容
    • 诊断核医学
      • 体内
        • 显像法
        • 非显像法
      • 体外
        • 体外分析
    • 治疗核医学
      • 体内
        • 131I
        • 32P
      • 体外
        • 敷贴
• 原子基本结构
  • 原子组成
    • 核的稳定性除与核子的数量有关外，还取决于核内质子和中子的比例。
  • 原子结构表示法
    • A ZXN：32 15P17
    • AX：32P
  • 核物理基本概念
    • 核素
      • 核素：质子数、中子数及所处能量状态均相同即为一种核素。
      • 稳定性核素
        • 稳定性核素（stable nuclide）：原子核稳定，不会自发发出射线而衰变的核素。
      • 放射性核素
        • 放射性核素（radionuclide）：原子核能自发地发生核的变化，由一种核素转变为另一种核素，同时伴随有射线的放出。
    • 同位素
      • 质子数相同而中子数不同的核素互称同位素。
    • 同质异能素
      • 质子数和中子数相同，所处能量状态不同的核素，互称为同质异能素。
    • 三大物理特性
      • 射线种类（衰变类型）
      • 射线能量
      • 物理半衰期
• 核衰变类型及规律
  • 放射性衰变
    • 放射性衰变（radiation decay）：不稳定核素自发地放出射线并转变为另一种核素的过程称为放射性衰变。
  • 类型
    • α 衰变
      • α decay: 放出α粒子的放射性衰变。
      • A ZX→A-4 Z-2X＋42He＋Q
    • β 衰变
      • β- 衰变
        • 发生于富中子原子核。
        • AZX→AZ+1X+β- + 反中微子+ Q
      • β+ 衰变
        • 发生于贫中子原子核。
        • AZX→AZ-1X+β+＋反中微子＋Q
          • 湮灭辐射：正电子的射程仅1～2mm即可发生湮灭辐射，失去电子能量，转变为两个能量为511KeV，方向想法的γ光子。
    • 电子俘获衰变（electron capture，EC）
      • 俄歇电子（anger electrons）：内层轨道电子被俘入核内，外层轨道电子补入，两电子轨道能量差转换为 特征X线或传给一个轨道电子，使之脱离原子---称为俄歇电子。 该衰变后，有的原子核仍处于激发态，释放γ射线回到基态，或原子核把能量传给一个核外电子，使之发射出去---内转换电子。
      • AZX→AZ-1X+反中微子+Q
    • 跃迁（γ decay or γ transition）
      • 跃迁：原子核从激发态向基态转变时，多余能量以γ光子释放。γ线为中性光子流。
  • 衰变规律
    • 衰变规律：放射性核素原子的衰变并非在瞬间同时完成，而是随机的、自发的，按一定规律进行的。 衰变常数（λ）：整个放射源，发生衰变的原子核数占总核数的百分比；单个核原子，原子核发生衰变的几率。各种放射性核素都有自己特有的衰变常数。
    • Nt=N0 e-λt
    • 放射性活度（A）：单位时间内发生衰变的原子数
      • A=Nλ=A0 e-λt
    • 放射性浓度：单位体积溶液中含有的放射性活度
    • 半衰期
      • 物理半衰期（T1/2）
      • 生物半衰期（Tb）
        • 生物半衰期：生物体内的放射性核素由于生物代谢等作用，其活度减少一半所需要的时间。
      • 有效半衰期（Te）
        • 有效半衰期：生物体内的放射性核素由于放射性衰变及生物代谢的共同作用，其活度减少一半所需的时间。
• 放射与物质的相互作用
  • 带电粒子与物质的相互作用
    • 电离作用
      • 电离作用：带电粒子使物质中的原子失去轨道电子而形成自由电子和正离子的过程。
      • 带电粒子电荷量大，速度慢，电离作用强
      • 自由电子能量足够大，又可使其他原子电离---间接电离或初次电离
      • 特征X线：电子飞出，某壳层有空位产生，外层轨道电子填充，发射特征X线
    • 激发作用
      • 激发作用：带电粒子通过物质时，原子的电子获得的能量不足以使其脱离原子，而只能从内层跳到外层轨道。
    • 散射作用
      • 散射作用：β射线质量小，行进中易受介质原子核电场力的作用而改变前进方向。
    • 韧致辐射
      • 韧致辐射：快速电子通过物质时，在原子核电场力作用下，急剧减速，电子的一部分或全部动能转化为连续能量的X线发射出来。
      • 强度与几率与屏蔽材料的密度正相关，还随β射线能量增加而增加
      • α粒子质量大，运行速度慢，较少产生韧致辐射
    • 湮灭辐射
      • 湮灭辐射：β+射线与介质e-结合，转化为两个方向相反，能量分别为0.511MeV的λ光子，自身消失。
    • 吸收作用
      • 吸收作用：带电粒子使物质的原子电离和激发时，射线能量全部耗尽，射线不再存在。
      • 路程：粒子在物质中沿运动轨迹所经过的距离
      • 射程：路程在入射方向上投影的直线距离
  • γ 射线与物质的相互作用
    • 光电效应
      • 光电效应：光子把能量完全传给一个轨道电子，使之发射出去成为光电子。随机放出特征X线或俄歇电子。
    • 康普顿散射
      • 康普顿效应：γ 射线能量较大时，光子只把部分能量传递给轨道电子，使之脱离原子核成为康普顿电子，光子本身改变运行方向。
    • 电子对生成
      • 电子对生成：当光子能量大于1.022MeV时，在原子核或其他电场的作用下，转化为一对正、负电子对。