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핵의학과는 방사선(감마선이나 베타선)이 나오는 극미량의 방사성동위원소를 추적자로 사용하여 인체에 대한 형태학적인 정보와 아울러 생물학적이고 기능적인 정보를 얻어, 인체의 생리와 병리현상을 탐구하고 진단의학의 발전을 도모하며, 분자수준의 정보를 생체해석에 응용함으로써 생체 화학적 해석을 지향하고, 체내외의 방사성동위원소에서 방출되는 극미량의 방사능을 최첨단 기초 및 응용과학의 산물과 결합하여 질병치료에 응용하는 분야로서, 인체장기와 조직세포단위의 기능과 형태를 동시에 관찰하는 부서이다.
핵의학과에서는 영상분석을 하는 체내 영상검사 분야, 체액을 측정하는 체외검사 분야, PET-CT를 이용하는 분자영상검사 분야 등, 다양한 분야에서 검사와 방사성동위원소를 이용한 치료를 시행하고 있다.