二,放射性测量

二、放射性测量管超楠放射性测量检验工作的核心是准确测定样本物质的含量测量是检验医学最核心的技术放射性测量是检验核医学的核心技术第一节放射性测量概述一、放射性测量的基本概念（一）绝对测量和相对测量绝对测量（absolutecounting）：不借助中间手段直接测量放射性活度的方法。相对测量（relativecounting）：需借助中间手段测量放射性活度的方法。将已知放射性活度的标准源与待测样品在同样的条件下测量脉冲计数率，然后通过已知标准源的活度求出待测样品的放射性活度。相对测量是检验核医学工作中常用的测量方法放射性测量的基本概念（二）衰变率和计数率衰变率（rateofdisintegration）:指单位时间内放射性原子核衰变的数目。单位是衰变次数*秒-1（disintegrationspersecond，dps）或者衰变次数*分-1（disintegrationperminute，dpm）——测量常用物理量计数率（rateofcounts）：单位时间内放射性测量仪测定的脉冲数，是相对测量的常用的物理量。单位是计数*秒-1（countspersecond，cps）或者计数*分-1（countsperminute，cpm）——相对测量常用物理量放射性测量的基本概念（三）测量效率测量效率（detectionefficiency，E）：指单位时间内放射性测量仪器记录的脉冲数（计数率）与放射性原子核实际衰变数目衰变率）的比率。测量效率=计数率/衰变率*100%E即是评价放射性测量仪器质量的重要指标，也可根据效率因素校正放射性活度。放射性测量的基本概念（四）本底计数本底计数（backgroundcounts）：在没有放射性样品的情况下，放射性测量仪器所记录到的脉冲数。——评价放射性测量仪器质量的重要指标，越低越好。本底的来源：1，宇宙射线；2，环境中的天然放射性；3，探测仪器和使用器具的放射性污染等。放射性测量的基本概念（五）能量分辨率和时间分辨率能量分辨率（energyresolution）：指放射性测量仪器能够分辨两种不同能量的同类射线的能力。时间分辨率（timeresolution）：指放射性测量仪器能够分辨出的前后两个相邻脉冲之间的最短时间。二、放射性测量的分类（一）按测量目的分类1.定量测量：以测量样品的放射性活度为目的，对样品进行计数测量。2.定性测量：以鉴定放射性核素种类为目的，对样品放射线做能谱测量。——每种放射性核素都有特定的能谱和能峰。3.定位测量：以测定放射性分布为目的，采用显影技术观察放射性核素在机体组织中的定位。（二）按被测射线的种类分类α测量：α粒子计数测量-电离室型探测器或ZnS（Ag）荧光闪烁计数器；α能谱测量-硅面垒型半导体探测器β测量：低能β射线-液体闪烁计数器；高能β射线-电离室型探测器或塑料闪烁探测器。γ测量：γ粒子计数-NaI（TI）闪烁计数器；γ能谱测量-γ能谱仪。三、影响样品放射性测量的常见因素（一）几何因子测量点状放射源，射线呈球形发射，探测器只能测定一定半径球形表面积的部分面积。病例1：患者小明，女，30岁，半年前无明显诱因出现心悸、食亢、消瘦、多汗，大便次数每日7至8次，体重下降10kg，易怒，脱发，月经失常。查体：心率110次/分，无心律不齐，甲状腺Ⅱ度肿大，未及结节，无杂音，手抖明显。病史家族史：既往体健，母亲患GD甲亢化验：T313.73ug/l（0.66~1.92ug/l）T4174.1ug/l（43.0~125.0ug/l）FT316.58ng/l（1.80~4.10ng/l）FT450.7ng/l（8.1~18.9ng/l),TSH0.003IU/L(0.38~4.34)甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）（+）甲状腺球蛋白抗体（TgAb）（+）RAIU(甲状腺摄碘功能试验）正常（甲亢——亢进）（二）测量系统1，探测效率与探测器类型、尺寸、几何形状和射线种类及能量有关。2，散射和反散射进入探测器的射线偏离，至计数减少；不该进入探测器的射线进入探测器，至计数增加。3，吸收和自吸收射线从样品进入探测器的过程中，因空气等介质影响，能量减弱，能谱漂移，至计数降低——吸收；样品深部发出的射线经过样品本身导致能量消耗——自吸收。4，仪器的工作条件电压、探头寿命、元器件老化等ICS-323电离室辐射巡测仪900型放射性检测仪测量射线种类：χ、γ、β射线测量射线种类α、β、γ和Χ射线当量剂量（equivalentdose，HT):按辐射的质加权后，某一组织或器官的吸收剂量。衡量不同辐射对机体危害程度的物理量。SI=J*kg-1，专名为希沃特Sievert，简称希伏Sv（三）样品样品的体积、取量、放射性的分布和样品容器的污染对放射性测量都有影响。固体碘-131化钠工业探伤铱-192液体碘-131化钠铼-188（四）放射性核素的物理特性1，物理衰变对于半衰期较短的放射性核素，进行两个时间点以上的测量，可采用待测样品与标准源计数率比值的比较，或将不同时相的样品进行集中的统一测量。2，衰变方式有些放射性核素不只单纯一种衰变类型，即使衰变类型相同，也可能有多种能量的射线，但探测器只能探测其中之一。所以，在计算总活度时，需做衰变方式校正。（五）本底计数降低本底计数的方法：①防止探头污染②远离强放射源③彻底清洗盛放放射性样品的容器第二节放射性测量仪器射线探测器是一种能量转换器，把射线的辐射能转换为电信号（如脉冲电压、电流等），再输给后续的电子线路进行放大、分析、记录或显示。根据探测器设计原理，可将射线探测器分为：1.气体电离探测器——气体电离探测器是利用射线对气体分子的电离效应设计的探测器。（电离室和盖革计数器，多用于β和γ射线。）2.半导体探测器——原理类似气体探测器，使用半导体材料，如硅、锗。3.闪烁探测器——利用射线能量激发荧光物质，荧光物质再退激发发射荧光的原理。（检验核医学中广泛应用）闪烁探测器——由闪烁体、光导和光电倍增管组成。一，闪烁体——闪烁体吸收射线能量后，闪烁体内的原子或分子被激发，并在退激时放出荧光。常见有固体闪烁体和液体闪烁体。1，固体闪烁体①无机晶体闪烁体：NaI（Ti）晶体，CsI（Ti）晶体和ZnS（Ag）晶体。NaI（Ti）晶体常用于测量γ射线，ZnS（Ag）常用于测量α射线，医学应用普遍。②有机晶体闪烁体：苯环结构碳氢化合物制成的单晶，有较高荧光效率，价格昂贵。③塑料闪烁体：有机闪烁物质中的固溶体，包含有溶剂，初级发光物和次级发光物三种组分，能量分辨率差。NaI（Ti）晶体闪烁体的优缺点优点：密度大，对γ射线阻止能力强、能量转化效率高、发光效率高、线性关系好、荧光衰减时间短、荧光发射的光谱与光电倍增光的吸收光谱匹配性较好缺点：易潮解，导致透明度降低，性能下降；大面积的NaI（Ti）晶体易破裂。注意：使用NaI（Ti）晶体的测量仪器时，要保持干燥，防止剧烈震动。2，液体闪烁体一般由溶剂、闪烁剂和添加剂组成，常用于测定低能β射线，也可进行低能γ射线，契伦科夫效应、单光子测定。①溶剂：溶解闪烁剂，吸收和传递射线的能量。（烷基苯类——甲苯、二甲苯。醚类——二氧六环）②闪烁剂：从受激的溶剂分子中吸收能量，并在退激时发出与光电倍增管特征光谱相匹配的荧光。③添加剂：提高闪烁液对含水样品的兼容性和淬灭耐受性。二，光导——作用是减少闪烁体和光电倍增管之间的空气对荧光的全反射，提高光子进入光电倍增管的几率。常用光导材料有硅油、聚四氟乙烯、氧化镁涂层。三，光电倍增管——光-电信号转换器件，由光电敏感材料蒸涂的光阴极、聚焦极、多个次阴极和阳极组成。由闪烁体产生的荧光入射光阴极时，由于光电效应产生光电子至聚焦极，由于电场力的作用，经过多级次阴极加速倍增，最后在阳极形成电脉冲信号。后续电子学线路放射性测量仪器的后续电子学线路包括放大器（Amplifier）、脉冲幅度分析器（Pulseheightanalyzer）、计数及数据处理装置等。1，放大器主要作用是脉冲放大、整形、倒相。2，脉冲幅度分析器主要作用是鉴别计数脉冲是否由所测核素提供。3，计数系统记录一定时间范围内的脉冲数。4，电源装置两套电源系统，高压电源供光电倍增管，低压电源供电子学线路。仪器最佳工作条件的选择测量不同的放射性核素，仪器必须具备相应的高压，放大倍数，阈值和道宽。必须对上述工作条件进行调整、选择，使仪器处于最佳工作状态。坪曲线（Plateaucurve）：以计数为纵坐标，工作电压为横坐标，绘制的光电倍增管工作曲线。选择稳定性好的坪区内前段1/3处所对应的电压，作为光电倍增管工作电压，再采用微分测量，变化下甄别阈值进行射线的能谱测定。常用放射性测量仪器（一）放射性计量仪器1，活度计：对放射性样品进行绝对测量的仪器，直接测量样品活度，最常用的是电离室型活度计。2，气体电离室：全封闭、井型、圆柱形薄金属室，其内充满气体，放射源置于井内。CRC-25PET电离室型活度计气体电离室（二）放射性计数仪器1，γ计数器：对γ射线进行计数或计数率测定的仪器，由γ线探测器和后续电子学线路组成。常用的γ计数仪有γ闪烁计数仪、医用γ谱仪、γ免疫计数器。2，液体闪烁计数器：主要用于低能β射线的计数测量。（三）辐射剂量监测仪1，个人辐射剂量监测仪：常用的有袖珍计量仪、胶片计量仪和热释光计量仪。2，表面污染和场所辐射剂量监测仪第三节放射性样品的测量一、γ射线的测量γ射线穿透力强，无论固体、液体或组织样品均可直接测量。对于低能γ射线样品，应使用薄壁NaI（Ti）晶体可降低本底，提高测量效果。二、高能β射线的计数测量对于高能β射线的测量可选用端窗式盖革计数管（端窗式GM计数管）、液体β盖革计数管、钟罩型β计数管、流气式4π计数管。三、低能β射线的测量液体闪烁测量法125I的测量125I的物理特性：1，T1/2=60d；2，标记后抗原的放射性比活度较高；3，发射的γ射线容易测量。在125I的衰变过程中，以X和γ射线的形式释放能量。其中电子俘获后产生的特征X线的能量为27.5keV。原子核俘获电子后，生成激发态的125Te（碲），退激时以两种途径释放35.5keV的能量：一是核本身以70%的几率释放γ射线；二是以内转换方式产生特征X线。因此，除27.5keV和35.5keV的X线和γ线外，还包括55keV(27.5+27.5)和63keV（35.5+27.5）的符合峰。由于125I有上述四组可探测的能量辐射，再考虑NaI闪烁晶体对低能X线和γ线的分辨率大约在20%左右，两个峰有既分离又相互连接的特点，因此一般将125I能量的测量范围设定在20到80keV的范围。这是对125I的最佳测量条件。第四节放射性测量统计误差及其控制一，放射性的统计性放射性核素的衰变总体上遵循负指数规律，由于各个核互不关联，衰变是独立的随机事件，所以不同时刻衰变的核数不是一个固定的值，但总在衰变总体期望值上下波动，属于离散型随机变量，服从一定的概率分布。放射性核素衰变的统计涨落服从泊松分布规律。泊松分布规律（Poissondistribution）：泊松分布的概率密度函数为：泊松分布的参数λ是单位时间(或单位面积)内随机事件的平均发生率。泊松分布适合于描述单位时间内随机事件发生的次数。二、放射性测量计数的统计学误差通过单次或多次测定，可确定计数水平及其离散范围和离散程度，这个离散范围或离散程度就是放射性计数的统计误差，分为标准误差σ和相对误差δ两类。标准误差（Standarderror）假设定时测量总计数为N，总计数标准误差为:σN=±√N计数率的标准误差：σn=±√（n/t）相对误差（relativeerror）各样品均值不同时，要鉴别何者的误差大，还需计算相对误差，相对误差为标准误差与测量均值的比值。相对误差：δN=√（1/N）；δn=√（1/nt）。三、放射性测量统计误差的控制I.提高样品计数II.降低本底计III.确定样品最小可测量IV.合理分配样品和本底的测量时间V.增加测量次数