在医疗保健领域，放射性物质的两个主要应用是诊断和治疗。 这两种功能利用放射性同位素的独特特性，要么透视人体以了解其功能，要么提供靶向能量以破坏病变细胞，例如癌细胞。
核心原理很简单：放射性物质既可以作为摄像机，也可以作为武器。用于诊断时，它们充当可追踪的信标，照亮生物过程；用于治疗时，它们成为精确工具，根除特定的细胞靶点。
应用一：诊断成像（看见看不见的）
放射性物质的主要诊断用途是在一个被称为核医学的领域。它提供有关器官和组织功能的信息，而不仅仅是像X射线或CT扫描那样的解剖结构信息。
放射性示踪剂的原理
为了实现这一点，放射性同位素被化学连接到具有生物活性的分子上，形成一种化合物，称为放射性药物或放射性示踪剂。
然后将这种放射性示踪剂引入体内，通常通过注射。因为它模仿了天然生物化合物，所以身体将其输送到特定的器官或组织。
放射性示踪剂的工作原理
当放射性同位素衰变时，它会释放能量，最常见的是以伽马射线的形式。这些射线可以穿出体外，并被特殊设备检测到，例如伽马相机或PET扫描仪。
然后，计算机将这些信号重建为详细的图像，显示放射性示踪剂的积累位置，揭示目标区域的代谢活动。
常见的诊断技术
最常见的例子包括PET（正电子发射断层扫描）和SPECT（单光子发射计算机断层扫描）。这些用于诊断各种疾病，从癌症和心脏病到神经系统疾病。
例如，锝-99m是SPECT扫描的主力同位素，因为它半衰期短，并且发射低能量伽马射线，使其成为安全成像的理想选择。
应用二：治疗（靶向疾病）
放射治疗的目标与诊断根本不同。在这里，辐射不是用于创建图像，而是用于提供致死剂量的能量以破坏靶向细胞，主要是癌细胞。
放射治疗的目标
辐射会损害细胞的DNA。虽然它会影响健康细胞和癌细胞，但癌细胞通常更容易受到影响，因为它们分裂迅速，修复DNA损伤的能力较弱。
目标是最大限度地提高肿瘤的剂量，同时最大限度地减少对周围健康组织的暴露。
外照射放疗
这是最常见的放射治疗形式。一台机器，例如直线加速器，将高能辐射束从体外引导到肿瘤位置。
治疗经过精心计划，使射线从多个角度汇聚到肿瘤上，从而在那里集中剂量。
内照射放疗
放射性物质也可以放置在体内。这可以通过近距离放射治疗完成，其中密封的放射源被手术放置在肿瘤内部或旁边。
另一种方法是全身放射治疗，其中放射性药物（与诊断中使用的类似，但使用更强大的同位素）被注射或摄入。然后它在体内传播并积聚在癌组织中，以提供靶向剂量，例如使用碘-131治疗甲状腺癌。
了解关键的权衡
放射性物质的使用总是涉及益处和风险之间的仔细平衡。同位素和递送方法的选择取决于具体的医疗目标。
半衰期的重要性
半衰期是样品中一半放射性原子衰变所需的时间。
对于诊断，短半衰期是理想的。该物质应保持活性足够长的时间以完成扫描，然后迅速衰变，以最大限度地减少患者的辐射暴露。
对于治疗（特别是近距离放射治疗），可以选择更长的半衰期，以便在几天或几周内向肿瘤提供稳定、连续的辐射剂量。
平衡疗效与安全性
根本的权衡是破坏目标与伤害患者。在诊断中，辐射剂量保持极低——刚好足以被检测到。在治疗中，剂量有意地高且具有破坏性，需要极高的精度来保护健康器官。
为医疗目标做出正确选择
放射性物质的应用完全由预期结果决定。
- 如果您的主要重点是诊断： 您使用低能量、短寿命的同位素连接到示踪分子上，以安全地可视化生物功能而不改变它。
- 如果您的主要重点是治疗： 您使用更高能量的同位素，以最大精度递送，以破坏特定细胞，同时保护周围组织。
最终，放射性物质提供了无与伦比的能力，可以在分子水平上观察和影响身体。
总结表：
| 应用 | 主要目标 | 常见示例 | 关键同位素 |
|---|---|---|---|
| 诊断 | 可视化生物功能并检测疾病 | PET扫描、SPECT扫描 | 锝-99m |
| 治疗 | 破坏病变细胞（例如癌症） | 外照射放疗、近距离放射治疗 | 碘-131 |
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