药学物理-原子物理课件.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 63-year old male with known hypo-laryngeal carcinoma on the left and suspicion of local metastasis. * PET-CT fusion demonstrates localisation of the lesions within the sternum and especially intrapulmonary. Further, demonstration of an enlarged lymph-node in the right axillary region.  * * * * * 正电子发射型计算机断层(PET)原理 (1) 概念： PET是将发射正电子的同位素药物注入人体之后，探测正电子在体内被电子俘获产生湮灭反应时沿相反方向发出的两个能量为0.511 MeV的光子，从而获得正电子标记药物在体内的三维密度分布，以及这种分布随时间变化的信息. 即一种探测注入体内的放射性核素放射出的? +产生湮没光子对而实现断层成像。 例: 13N----13C+ ? + + ? +Q ? ++ ? ----2? (能量为 0.511MeV, 方向相反传播的光子 ) 第三节 放射性核素 (2) 采用自准直符合探测原理 (1) 只有 a有信号输出； (2) b、c因不符合对称电路,无信号输出； (3) 湮没光子位置与产生? +位置接近(1~2mm) 探头 符 合 电 路 湮 没 区 输 出 探头 断 层 面 a c b 第三节 放射性核素 PET正电子同位素由回旋加速器产生，如采用加速至9MeV的氘离子束轰击氖气靶产生18F，再经化学合成得到所需药物。常见PET标记药物及主要用途为： 同位素 半衰期 示踪剂及用途 11C 20.3 m 11C 标记的各种氨基酸, 肿瘤定界、分级 13N 9.96 m NH3 测量血流，用于局部心肌灌注显像 15O 123 s CO2 测量局部脑血流量；CO 测量局部脑血容量；O2 测量心肌氧消耗和氧摄取比；H2O用于心肌及脑的血流灌注 18F 110 m FDG 研究葡萄糖代谢, 用于神经学、心脏病学和肿瘤学; 氟多巴FDOPA 诊断帕金森症 PET 示踪药物 第三节 放射性核素 63岁左侧下喉癌患者的CT 与PET图像的融合 第三节 放射性核素 CT 与PET图像融合，确定胸骨上损伤的位置，同时可见右侧腋窝处有一肿大的淋巴结。 第三节 放射性核素 PET扫描揭示悲哀时女性脑部(左)比男性脑部(右)更具代谢活性 第三节 放射性核素 （1） 核子（质子和中子）与电子一样具有自旋， 与之相联系的有自旋角动量 和 自旋磁矩。 第四节 核磁共振 （2） 自旋角动量LI和轨道角动量一样，均服从角动量的普 遍法则，LI的大小是量子化的 I 称为自旋量子数。I 仅有一个值，而且是半整数： 故 mI称为 自旋磁量子数。只能取两个值： （3） LI在 Z 轴（外磁场）方向上的投影： 故 一、 核子的自旋与磁矩 质子和中子自旋角动量 自旋量子数：I=1/2 自旋磁量子数：mI=?1/2 自旋角动量大小： LI在 Z 轴（外磁场）方向上的投影 (简称 自旋) 第四节 核磁共振 原子核内核子的固有角动量和轨道角动量的矢量和。 式中 I 为自旋量子数(spin quantum number) 偶-偶核, 12C, 16O等, I =0； 奇-偶核, 1H, 31P等, I =n/2, (n=1,3,5, · · · )； 奇-奇核, 6Li, 14N等, I =n, (n=1,2, 3, · · · )。 二、原子核的自旋与磁矩 1. 原子核的角动量即核自旋(nuclear spin) 第四节 核磁共振 2. 原子核的自旋角动量在空间某一选定方向(如z方向)上的投影也是量子化的 式中 m为磁量子数: m =I， I–1，· · · –I+1，–I。共2I+1个可能 取值，对应该自旋核在外磁场中有2I+1个可能的取向。 第四节 核磁共振 式中 ?N = 5.0508×10?27 J/T为核磁子。 质子的g = 5.585694772。 式中 ? 为核自旋磁旋比。 3. 原子核的磁矩与原子核的自旋 4. 原子核的总磁矩及其在外磁场的分量也都是量