核醫學是利用放射性核素，也就是利用它們發射出的各種射線，來診斷和治療疾病的一門醫學分支。在診斷方面又分為體內和體外兩方面；體外診斷即放射免疫分析技術，人生病時體內的一些微量成分會發生變化，我們利用這種技術就可以測得這些微小的變化，協助臨床醫生診斷和治療疾病，使用這種技術時放射性核素是不進入病人體內的；體內診斷即放射性核素造影或核醫學影像檢查（ECT），是利用放射性核素標記的顯像劑在正常與異常生理情況下，在人體內的分佈的不同來作出診斷的，做這種檢查時病人要注射顯像劑到體內，再用專門的儀器來彩集放射性核素發射出的射線，拍出照片，作出診斷。核醫學顯象每次給病人的輻射量（即病人的照光量）均為相當於或少於常用的X光檢查，因此非常安全。利用放射性核素來治療疾病的原理與顯像相似，即利用濃聚在病變部位的放射性藥物所發射出的射線來消滅那些病變的細胞，從而達到治療疾病的目的。
核醫學檢查能瞭解心臟、腎臟、肝臟、膽囊、甲狀腺等主要臟器的功能；能瞭解心肌、腦、肺等臟器的血流灌注；能瞭解和判定腫瘤的存在以及淋巴轉移和骨轉移等等一切有關臟器與組織的功能、血流和代謝。做不同的檢查，瞭解的功能代謝目的不同使用的放射性藥物品種不同，種類非常多；而標記的放射性核素常常就非常少的幾種。
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