醫(yī)用活度計測量新元素放射性活度的研究

王淵愷 袁 杰 張光明 朱匯慶 陸 云 李 鼎 劉興黨

醫(yī)用放射性活度計是測定輻射發(fā)射體的放射性活度的輻射測量儀。常見的活度計利用其已知放射性元素活度的標準源進行刻度（常使用125I、57Co、137Cs、60Co），得到這些元素線性與響應系數，從而測出已知放射性元素未知劑量的放射性活度[1-3]。

傳統(tǒng)的活度計使用井式探測器（4πγ電離室），在測量不同元素時機械式活度計通過不斷更換不同元素插片方式；數字式的活度計通過單片機上信號和處理硬件電路調節(jié)不同元素因子數方式；最新的虛擬測量系統(tǒng)通過計算機調節(jié)不同元素的K系數方式。從活度計的設計原理上看后兩類的活度計可以通過調節(jié)因子數或K系數方式來測量各種在活度計量程范圍內的放射性元素的活度[4-5]。

2009年6月，科室因為工作需求，使用放射性核素177Lu，但是原有的數字式活度計出廠設計時無177Lu的因子數，無法測量177Lu的放射性活度。研究如何使原有的活度計測量新元素放射性活度。

1 177Lu

镥是金屬元素，原子序數71，屬于鑭系稀土元素之一。177L71u簡寫為177Lu，半衰期為6.734 d，100%為β－衰變(498.3 kev)，產生γ、x、β三種射線，其中γ射線主要集中在208.3664 kev(11.0%)、112.9498 kev(6.4%)；x射線主要集中在55.790 kev(2.83%)；β射線主要集中在498.3 kev(78.6%)。

2 設備

177Lu由上海原子科興藥業(yè)有限公司（2009年為上海原普同位素科技有限公司）提供?？剖沂褂玫幕疃扔嬍侵袊斯I(yè)總公司，上海電子儀器廠制造的FT-3106型活度計，這是一款數字式活度計，為了使此儀器能精確測定177Lu放射性活度及效調科室儀器以便測177Lu放射性活度，先向上海原子科興藥業(yè)有限公司借了一款由美國CAPINTEC公司制造的CRC-15R型活度計，以它測定的177Lu放射性活度值為標準，調整出科室活度計測量177Lu的因子數。兩款活度計均通過上?；瘜W與電離輻射計量技術研究所強檢合格。

3 原理與方法

當井型電離室的測試井中放入放射性核素，核素自身的X射線、γ射線照射電離室，光子與電離室材料發(fā)生相互作用時，主要在電離室室壁產生次級電子，次級電子使電離室內的空氣電離，如果在電離室兩端加上一定電壓，那么電離離子在電場的作用下向收集極運動，到達收集極的離子被收集，形成電離電流信號輸出給測量單元。井型電離室通過電離室電流的比例變化來確定放射源的活度。

通過儀器說明書了解到FT-3106型活度計的能量范圍γ射線25～3000 kev，β射線＞200 kev，可以測量177Lu元素的放射性活度。其量程范圍（99Tcm：3.7 KBq(0.1 μCi)～55.5 GBq(1.5 Ci)）較寬廣，本底水平與靈敏度也符合177Lu測量要求。取樣時使用的玻璃瓶外徑大小為16.0 mm，每個液體樣本體積在3～4 ml左右。

先使用CRC-15R型活度計測得空氣本底放射性活度為b，再取樣若干177Lu樣本，按放射性活度分為高、中、低三組，測得放射性活度為a1、a2、a3(取樣時放射性活度高組約3700 MBq；中組約370 MBq；低組約37 MBq)，最后再測量一次本底放射性活度c。然后用FT-3106型活度計使用99 Tcm檔(因子數0929)，分別測量空氣本底高、中、低三組177Lu的放射性活度為b’、a1’、a2’、a3’、c’。設兩個活度計測出的放射性活度倍率比為Z。則Z=[(2a1-b-c)/(2a1’-b’-c’)+(a2-b-c)/(a2’-b’-c’)+(2a3-b-c)/ (2a3’-b’-c’)]/3，“”就是177Lu的因子數。為了精確測試Z值，上述實驗重復n次，且公式可以簡化為：

得到177Lu的因子數后，取若干177Lu樣本做重復性測試，先使用CRC-15R型活度計測其放射性活度為D，再使用FT-3106型活度計連續(xù)測量10次，取其放射性活度平均值為E，則FT-3106型活度計重復性F為：

為了測試儀器與所得177Lu因子穩(wěn)定性，取若干177Lu樣本（約74 MBq）在12 h內，等時間間隔測量10次，每次測量3個數據，由于177Lu的半衰期較短，后27個數據需乘以相關系數，去除放射性核素衰減影響。取第一次測量的3個數據的平均值為G，30個數據中偏離G最大的數據為Gmax，則求穩(wěn)定性W的公式為：

4 結果

177L u的因子數試驗經過3輪測試，Z值為3.90±0.04，那么177Lu的因子數為3623。當然也可以估算為使用99Tcm檔測177Lu放射性活度時，減去空氣本底放射性活度后，再把結果乘以3.9倍，即177Lu放射性活度。重復性測試結果F為0.97%(＜2%)符合國家標準。穩(wěn)定性測試結果W為1.48%(＜3%)符合國家標準。

5 討論

經過重復性測試表明，使用科室FT-3106型活度計，只要選擇因子數3623就可以測177Lu的放射性活度，重復性好。國標GB/T 10256-1997中標準公式較繁瑣，且必須用137Cs測量儀器重復性，單從公式上講，本文重復性測試公式再乘以(n為測量次數，n≥10)即國標中的公式，由于(n≥10)，由于元素177Lu的半衰期也小于137Sc，所以本文的重復性測試值會略高于標準公式。

有一些進口的活度計有自動扣除空氣本底的功能，此時在應用本文活度計因子數公式計算時，無需再減去本底。當然在應用本文公式前，先確?；疃扔嬓阅芫蠂乙?。如果活度計使用時間較長、保養(yǎng)不當，相對基本誤差、重復性、非線性、穩(wěn)定性中只要有一項不合格，那么因子數計算就會出錯[6-7]。從儀器使用上講，儀器使用還與環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、大氣壓強、供電電源電壓、供電電源頻率有關，這些也會影響儀器測量的性能[3]。

因為每款儀器的響應曲線與靈敏度不同，雖然研究測得的177Lu因子數不能在其他型號的儀器上直接使用，但是活度計測量新元素放射性活度的方法是一樣的，可給廣大同行以借鑒。

[1]中華人民共和國國家標準.GB/T 10256-1997，放射性活度計[S].北京：國家技術監(jiān)督局，1997.

[2]中華人民共和國國家計量檢定局規(guī)程.JJG 377-1998放射性活度計[S].北京：國家質量技術監(jiān)督局，1998.

[3]中國計量科學研究院.JJF 1044-1993，放射性核素活度計量保證方案(試行)[S].北京：國家技術監(jiān)督局，1993.

[4]單健，趙修良，俞紅，等.醫(yī)用放射性核素活度計的虛擬測量系統(tǒng)設計[J].核電子學與測量技術，2007，27(3)：545-548.

[5]單健，趙修良，唐岳湘.醫(yī)用核素活度計的設計與改進[J].國際生物醫(yī)學工程雜志，2009，32(2)：88-91.

[6]王式琦，安晶剛.對用戶醫(yī)用活度計檢測結果的分析[J].中國醫(yī)學裝備，2009，6(2)：18-20.

[7]王式琦.醫(yī)用活度計的檢測結果與評價[J].中國醫(yī)學裝備，2007，4(5)：22-24.