核醫學，又稱原子(核)醫學，是研究同位素及核輻射的醫學應用及理論基礎的科學，是核技術和醫學相結合的一門新興學科，也是人類和平利用原子能的一個重要方面。
核醫學的任務是用核技術診斷、治療和研究疾病。核醫學診斷技術包括臟器顯像、功能測定和體外放射免疫分析。在進行臟器顯像和/或功能測定時，醫生根據檢查目的，給病人口服或靜脈注射某種放射性示蹤劑，使之進入人體後參與體內特定器官組織的迴圈和代謝，並不斷地放出射線。
這樣我們就可在體外用各種專用探測儀器追蹤探查，以數字、影象、曲線或照片的形式顯示出病人體內臟器的形態和功能。核醫學顯像方法簡單、靈敏、特異、無創傷性、安全(病人所受輻射劑量低於一次X攝片所受劑量)、易於重複、結果準確、可靠，並能反映臟器的功能和代謝，因此在臨床和基礎研究中的應用日益廣泛。
核醫學儀器
核醫學顯像所用的儀器主要是γ照相機和ECT。
γ相機是現代核醫學的重要診斷裝置，γ相機可同時記錄臟器內各個部份的射線，以快速形成一幀器官的靜態平面圖像，同時因其成像速度快，亦可用於獲取反映臟器內放射性分佈變化的連續照片，經過資料處理後，可觀察臟器的動態功能及其變化，因此γ相機既是顯像儀又是功能儀。
ECT包括SPECT和PET
我們通常所說的ECT指的是單光子發射型計算機斷層顯像儀，即SPECT。它實際上就是一個探頭可以圍繞病人某一臟器進行360°旋轉的γ相機，在旋轉時每隔一定角度(3°或6°)採集一幀圖片，然後經電子計算機自動處理，將影象疊加，並重建為該臟器的橫斷面、冠狀面、矢狀面或任何需要的不同方位的斷層，切面影象，從而極大地提高了診斷的靈敏度和正確性。SPECT同時也具有一般γ相機的功能，可以進行臟器的平面和動態(功能)顯像。
PET，即正電子發射計算機斷層顯像,是目前國際上最尖端的醫學影像診斷裝置，也是目前在分子水平上進行人體功能顯像的最先進的醫學影像技術。PET的基本原理是利用加速器生產的超短半衰期同位素,如18F、13N、150、11C等作為示蹤劑注入人體,參與體內的生理生化代謝過程。這些超短半衰期同位素是組成人體的主要元素，利用它們發射的正電子與體內的負電子結合釋放出一對伽瑪光子,被探頭的晶體所探測,,得到高解析度、高清晰度的活體斷層影象，以顯示人腦、心、全身其它器官及腫瘤組織的生理和病理的功能及代謝情況。
作為一種無創傷檢查手段,PET可以從體外對人體內的代謝物或藥物的變化進行定量、動態檢測,成為診斷和指導治療各類腫瘤疾病、冠心病和腦部疾病的最佳方法。PET的發展及其成功的臨床應用是當代高科技醫療診斷技術的主要標誌之一。PET在臨床醫學的應用主要集中於神經系統、心血管系統、腫瘤三大領域。但PET價格昂貴，需配置小型醫用迴旋加速器，日常管理費用高，難以普遍推廣。目前國內僅有30臺PET。
在臨床應用方面
PET是非常靈敏與特異的診斷心臟病的工具;PET對惱腫瘤、癲癇、痴呆、帕金森病、抑鬱症、腦血管疾病及神經退行性疾病等的診斷、療效觀察具有獨特的作用;PET在腫瘤的診斷和指導治療發揮著獨特的作用，具體應用有：良、惡性的鑑別;評定惡性程度;臨床分期;尋找原發灶和轉移灶、評價療效和確定是否復發。
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