二,放射性測(cè)量

1、二、放射性測(cè)量管超楠放射性測(cè)量放射性測(cè)量檢驗(yàn)工作的核心是準(zhǔn)確測(cè)定樣本物質(zhì)的含量測(cè)量是檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)最核心的技術(shù)放射性測(cè)量是檢驗(yàn)核醫(yī)學(xué)的核心技術(shù)第一節(jié) 放射性測(cè)量概述一、放射性測(cè)量的基本概念（一）絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量絕對(duì)測(cè)量（absolute counting）：不借助中間手段直接測(cè)量放射性活度的方法。相對(duì)測(cè)量（relative counting）：需借助中間手段測(cè)量放射性活度的方法。將已知放射性活度的標(biāo)準(zhǔn)源與待測(cè)樣品在同樣的條件下測(cè)量脈沖計(jì)數(shù)率，然后通過(guò)已知標(biāo)準(zhǔn)源的活度求出待測(cè)樣品的放射性活度。相對(duì)測(cè)量是檢驗(yàn)核醫(yī)學(xué)工作中常用的測(cè)量方法放射性測(cè)量的基本概念（二）衰變率和計(jì)數(shù)率衰變率（rate of di

2、sintegration）:指單位時(shí)間內(nèi)放射性原子核衰變的數(shù)目。單位是衰變次數(shù)*秒-1（disintegrations per second，dps）或者衰變次數(shù)*分-1（disintegration per minute，dpm）測(cè)量常用物理量計(jì)數(shù)率（rate of counts）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)放射性測(cè)量?jī)x測(cè)定的脈沖數(shù)，是相對(duì)測(cè)量的常用的物理量。單位是計(jì)數(shù)*秒-1（counts per second，cps）或者計(jì)數(shù)*分-1（counts per minute，cpm）相對(duì)測(cè)量常用物理量放射性測(cè)量的基本概念（三）測(cè)量效率測(cè)量效率（detection efficiency，E）：指單位時(shí)間內(nèi)放射

3、性測(cè)量?jī)x器記錄的脈沖數(shù)（計(jì)數(shù)率）與放射性原子核實(shí)際衰變數(shù)目衰變率）的比率。測(cè)量效率=計(jì)數(shù)率/衰變率*100%E即是評(píng)價(jià)放射性測(cè)量?jī)x器質(zhì)量的重要指標(biāo)，也可根據(jù)效率因素校正放射性活度。放射性測(cè)量的基本概念（四）本底計(jì)數(shù)本底計(jì)數(shù)（background counts）：在沒(méi)有放射性樣品的情況下，放射性測(cè)量?jī)x器所記錄到的脈沖數(shù)。 評(píng)價(jià)放射性測(cè)量?jī)x器質(zhì)量的重要指標(biāo)，越低越好。本底的來(lái)源：1，宇宙射線；2，環(huán)境中的天然放射性；3，探測(cè)儀器和使用器具的放射性污染等。放射性測(cè)量的基本概念（五）能量分辨率和時(shí)間分辨率能量分辨率（energy resolution）：指放射性測(cè)量?jī)x器能夠分辨兩種不同能量的同類(lèi)射線的

4、能力。時(shí)間分辨率（time resolution）：指放射性測(cè)量?jī)x器能夠分辨出的前后兩個(gè)相鄰脈沖之間的最短時(shí)間。二、放射性測(cè)量的分類(lèi)（一）按測(cè)量目的分類(lèi)1.定量測(cè)量：以測(cè)量樣品的放射性活度為目的，對(duì)樣品進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量。2.定性測(cè)量：以鑒定放射性核素種類(lèi)為目的，對(duì)樣品放射線做能譜測(cè)量。每種放射性核素都有特定的能譜和能峰。3.定位測(cè)量：以測(cè)定放射性分布為目的，采用顯影技術(shù)觀察放射性核素在機(jī)體組織中的定位。（二）按被測(cè)射線的種類(lèi)分類(lèi)測(cè)量：粒子計(jì)數(shù)測(cè)量-電離室型探測(cè)器或ZnS（Ag）熒光閃爍計(jì)數(shù)器；能譜測(cè)量-硅面壘型半導(dǎo)體探測(cè)器測(cè)量：低能射線-液體閃爍計(jì)數(shù)器；高能射線-電離室型探測(cè)器或塑料閃爍探測(cè)器。測(cè)

5、量：粒子計(jì)數(shù)-NaI（TI）閃爍計(jì)數(shù)器；能譜測(cè)量-能譜儀。三、影響樣品放射性測(cè)量的常見(jiàn)因素（一）幾何因子測(cè)量點(diǎn)狀放射源，射線呈球形發(fā)射，探測(cè)器只能測(cè)定一定半徑球形表面積的部分面積。病例1：患者小明，女，30歲，半年前無(wú)明顯誘因出現(xiàn)心悸、食亢、消瘦、多汗，大便次數(shù)每日7至8次，體重下降10kg，易怒，脫發(fā)，月經(jīng)失常。查體：心率110次/分，無(wú)心律不齊，甲狀腺度腫大，未及結(jié)節(jié)，無(wú)雜音，手抖明顯。病史家族史：既往體健，母親患GD甲亢化驗(yàn)：lT3 13.73 ug/l（0.66 1.92 ug/l）lT4 174.1 ug/l（43.0125.0 ug/l）lFT3 16.58 ng/l（1.80 4

6、.10 ng/l）lFT4 50.7 ng/l（8.1 18.9 ng/l),lTSH 0.003 IU/L(0.384.34)l甲狀腺過(guò)氧化物酶抗體（TPOAb） （+）l甲狀腺球蛋白抗體（TgAb） （+）lRAIU(甲狀腺攝碘功能試驗(yàn)） 正常（甲亢亢進(jìn)）（二）測(cè)量系統(tǒng)1，探測(cè)效率與探測(cè)器類(lèi)型、尺寸、幾何形狀和射線種類(lèi)及能量有關(guān)。2，散射和反散射進(jìn)入探測(cè)器的射線偏離，至計(jì)數(shù)減少；不該進(jìn)入探測(cè)器的射線進(jìn)入探測(cè)器，至計(jì)數(shù)增加。3，吸收和自吸收射線從樣品進(jìn)入探測(cè)器的過(guò)程中，因空氣等介質(zhì)影響，能量減弱，能譜漂移，至計(jì)數(shù)降低吸收；樣品深部發(fā)出的射線經(jīng)過(guò)樣品本身導(dǎo)致能量消耗自吸收。4，儀器的工作條件電

7、壓、探頭壽命、元器件老化等 ICS-323電離室輻射巡測(cè)儀 900型放射性檢測(cè)儀 測(cè)量射線種類(lèi)：、射線 測(cè)量射線種類(lèi) 、和射線當(dāng)量劑量（equivalent dose，HT):按輻射的質(zhì)加權(quán)后，某一組織或器官的吸收劑量。衡量不同輻射對(duì)機(jī)體危害程度的物理量。SI=J*kg-1，專名為希沃特Sievert，簡(jiǎn)稱希伏Sv（三）樣品樣品的體積、取量、放射性的分布和樣品容器的污染對(duì)放射性測(cè)量都有影響。固體碘-131化鈉工業(yè)探傷銥-192液體碘-131化鈉錸-188（四）放射性核素的物理特性1，物理衰變對(duì)于半衰期較短的放射性核素，進(jìn)行兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)以上的測(cè)量，可采用待測(cè)樣品與標(biāo)準(zhǔn)源計(jì)數(shù)率比值的比較，或?qū)⒉煌瑫r(shí)

8、相的樣品進(jìn)行集中的統(tǒng)一測(cè)量。2，衰變方式有些放射性核素不只單純一種衰變類(lèi)型，即使衰變類(lèi)型相同，也可能有多種能量的射線，但探測(cè)器只能探測(cè)其中之一。所以，在計(jì)算總活度時(shí)，需做衰變方式校正。（五）本底計(jì)數(shù)降低本底計(jì)數(shù)的方法：防止探頭污染遠(yuǎn)離強(qiáng)放射源徹底清洗盛放放射性樣品的容器第二節(jié) 放射性測(cè)量?jī)x器射線探測(cè)器是一種能量轉(zhuǎn)換器，把射線的輻射能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（如脈沖電壓、電流等），再輸給后續(xù)的電子線路進(jìn)行放大、分析、記錄或顯示。根據(jù)探測(cè)器設(shè)計(jì)原理，可將射線探測(cè)器分為：1.氣體電離探測(cè)器氣體電離探測(cè)器是利用射線對(duì)氣體分子的電離效應(yīng)設(shè)計(jì)的探測(cè)器。（電離室和蓋革計(jì)數(shù)器，多用于和射線。）2.半導(dǎo)體探測(cè)器原理類(lèi)似氣體

9、探測(cè)器，使用半導(dǎo)體材料，如硅、鍺。3.閃爍探測(cè)器利用射線能量激發(fā)熒光物質(zhì)，熒光物質(zhì)再退激發(fā)發(fā)射熒光的原理。（檢驗(yàn)核醫(yī)學(xué)中廣泛應(yīng)用）閃爍探測(cè)器由閃爍體、光導(dǎo)和光電倍增管組成。一，閃爍體閃爍體吸收射線能量后，閃爍體內(nèi)的原子或分子被激發(fā)，并在退激時(shí)放出熒光。常見(jiàn)有固體閃爍體和液體閃爍體。1，固體閃爍體無(wú)機(jī)晶體閃爍體：NaI（Ti）晶體，CsI（Ti）晶體和ZnS（Ag）晶體。NaI（Ti）晶體常用于測(cè)量射線，ZnS（Ag）常用于測(cè)量射線，醫(yī)學(xué)應(yīng)用普遍。有機(jī)晶體閃爍體：苯環(huán)結(jié)構(gòu)碳?xì)浠衔镏瞥傻膯尉?，有較高熒光效率，價(jià)格昂貴。塑料閃爍體：有機(jī)閃爍物質(zhì)中的固溶體，包含有溶劑，初級(jí)發(fā)光物和次級(jí)發(fā)光物三種組分

10、，能量分辨率差。NaI（Ti）晶體閃爍體的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：密度大，對(duì)射線阻止能力強(qiáng)、能量轉(zhuǎn)化效率高、發(fā)光效率高、線性關(guān)系好、熒光衰減時(shí)間短、熒光發(fā)射的光譜與光電倍增光的吸收光譜匹配性較好缺點(diǎn)：易潮解，導(dǎo)致透明度降低，性能下降；大面積的NaI（Ti）晶體易破裂。注意：使用NaI（Ti）晶體的測(cè)量?jī)x器時(shí)，要保持干燥，防止劇烈震動(dòng)。2，液體閃爍體一般由溶劑、閃爍劑和添加劑組成，常用于測(cè)定低能射線，也可進(jìn)行低能射線，契倫科夫效應(yīng)、單光子測(cè)定。溶劑：溶解閃爍劑，吸收和傳遞射線的能量。（烷基苯類(lèi)甲苯、二甲苯。醚類(lèi)二氧六環(huán)）閃爍劑：從受激的溶劑分子中吸收能量，并在退激時(shí)發(fā)出與光電倍增管特征光譜相匹配的熒光。添加

11、劑：提高閃爍液對(duì)含水樣品的兼容性和淬滅耐受性。二，光導(dǎo)作用是減少閃爍體和光電倍增管之間的空氣對(duì)熒光的全反射，提高光子進(jìn)入光電倍增管的幾率。常用光導(dǎo)材料有硅油、聚四氟乙烯、氧化鎂涂層。三，光電倍增管光-電信號(hào)轉(zhuǎn)換器件，由光電敏感材料蒸涂的光陰極、聚焦極、多個(gè)次陰極和陽(yáng)極組成。由閃爍體產(chǎn)生的熒光入射光陰極時(shí)，由于光電效應(yīng)產(chǎn)生光電子至聚焦極，由于電場(chǎng)力的作用，經(jīng)過(guò)多級(jí)次陰極加速倍增，最后在陽(yáng)極形成電脈沖信號(hào)。后續(xù)電子學(xué)線路放射性測(cè)量?jī)x器的后續(xù)電子學(xué)線路包括放大器（Amplifier）、脈沖幅度分析器（Pulse height analyzer）、計(jì)數(shù)及數(shù)據(jù)處理裝置等。1，放大器主要作用是脈沖放大、整

12、形、倒相。2，脈沖幅度分析器主要作用是鑒別計(jì)數(shù)脈沖是否由所測(cè)核素提供。3，計(jì)數(shù)系統(tǒng)記錄一定時(shí)間范圍內(nèi)的脈沖數(shù)。4，電源裝置兩套電源系統(tǒng)，高壓電源供光電倍增管，低壓電源供電子學(xué)線路。儀器最佳工作條件的選擇測(cè)量不同的放射性核素，儀器必須具備相應(yīng)的高壓，放大倍數(shù)，閾值和道寬。必須對(duì)上述工作條件進(jìn)行調(diào)整、選擇，使儀器處于最佳工作狀態(tài)。坪曲線（Plateau curve）：以計(jì)數(shù)為縱坐標(biāo)，工作電壓為橫坐標(biāo)，繪制的光電倍增管工作曲線。選擇穩(wěn)定性好的坪區(qū)內(nèi)前段1/3處所對(duì)應(yīng)的電壓，作為光電倍增管工作電壓，再采用微分測(cè)量，變化下甄別閾值進(jìn)行射線的能譜測(cè)定。常用放射性測(cè)量?jī)x器（一）放射性計(jì)量?jī)x器1，活度計(jì)：對(duì)放

13、射性樣品進(jìn)行絕對(duì)測(cè)量的儀器，直接測(cè)量樣品活度，最常用的是電離室型活度計(jì)。2，氣體電離室：全封閉、井型、圓柱形薄金屬室，其內(nèi)充滿氣體，放射源置于井內(nèi)。CRC-25PET 電離室型活度計(jì)氣體電離室（二）放射性計(jì)數(shù)儀器1，計(jì)數(shù)器：對(duì)射線進(jìn)行計(jì)數(shù)或計(jì)數(shù)率測(cè)定的儀器，由線探測(cè)器和后續(xù)電子學(xué)線路組成。常用的計(jì)數(shù)儀有閃爍計(jì)數(shù)儀、醫(yī)用譜儀、免疫計(jì)數(shù)器。2，液體閃爍計(jì)數(shù)器：主要用于低能射線的計(jì)數(shù)測(cè)量。（三）輻射劑量監(jiān)測(cè)儀1，個(gè)人輻射劑量監(jiān)測(cè)儀：常用的有袖珍計(jì)量?jī)x、膠片計(jì)量?jī)x和熱釋光計(jì)量?jī)x。2，表面污染和場(chǎng)所輻射劑量監(jiān)測(cè)儀第三節(jié) 放射性樣品的測(cè)量一、射線的測(cè)量射線穿透力強(qiáng)，無(wú)論固體、液體或組織樣品均可直接測(cè)量。對(duì)

14、于低能射線樣品，應(yīng)使用薄壁NaI（Ti）晶體可降低本底，提高測(cè)量效果。二、高能射線的計(jì)數(shù)測(cè)量對(duì)于高能射線的測(cè)量可選用端窗式蓋革計(jì)數(shù)管（端窗式GM計(jì)數(shù)管）、液體蓋革計(jì)數(shù)管、鐘罩型計(jì)數(shù)管、流氣式4計(jì)數(shù)管。三、低能射線的測(cè)量液體閃爍測(cè)量法125I的測(cè)量125I的物理特性：1，T1/2=60d；2，標(biāo)記后抗原的放射性比活度較高；3，發(fā)射的射線容易測(cè)量。 在125I的衰變過(guò)程中，以X和射線的形式釋放能量。其中電子俘獲后產(chǎn)生的特征X線的能量為27.5keV。原子核俘獲電子后，生成激發(fā)態(tài)的125Te（碲），退激時(shí)以兩種途徑釋放35.5keV的能量：一是核本身以70%的幾率釋放射線；二是以內(nèi)轉(zhuǎn)換方式產(chǎn)生特征X

15、線。因此，除27.5keV和35.5keV的X線和線外，還包括55keV(27.5+27.5)和63keV（35.5+27.5）的符合峰。 由于125I有上述四組可探測(cè)的能量輻射，再考慮NaI閃爍晶體對(duì)低能X線和線的分辨率大約在20%左右，兩個(gè)峰有既分離又相互連接的特點(diǎn)，因此一般將125I能量的測(cè)量范圍設(shè)定在20到80keV的范圍。這是對(duì)125I的最佳測(cè)量條件。第四節(jié) 放射性測(cè)量統(tǒng)計(jì)誤差及其控制一，放射性的統(tǒng)計(jì)性放射性核素的衰變總體上遵循負(fù)指數(shù)規(guī)律，由于各個(gè)核互不關(guān)聯(lián)，衰變是獨(dú)立的隨機(jī)事件，所以不同時(shí)刻衰變的核數(shù)不是一個(gè)固定的值，但總在衰變總體期望值上下波動(dòng)，屬于離散型隨機(jī)變量，服從一定的概率分布。放射性核素衰變的統(tǒng)計(jì)漲落服從泊松分布規(guī)律。泊松分布規(guī)律（Poisson distribution）：泊松分布的概率密度函數(shù)為：泊松分布的參數(shù)是單位時(shí)間(或單位面積)內(nèi)隨機(jī)事件的平均發(fā)生率。 泊松分布適合于描述單位時(shí)間內(nèi)隨機(jī)事件發(fā)生的次數(shù)。二、放射性測(cè)量計(jì)數(shù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)誤差通過(guò)單次或多次測(cè)定，可確定計(jì)數(shù)水平及其離散范圍和離散程度，這個(gè)離散范圍或離