医学实验核医学.pptx
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1、第一节 放射性测量仪器第1页/共41页测量原理:建立在射线与物质的相互作用上,将射线能转化为电能,加以记录。根据探测器原理,分三类:气体电离探测器射线气体电离收集电荷射线能量和强度的测量防护监测仪 闪烁探测器射线激发物质退激荧光电脉冲目前最常用 半导体探测器射线电子载流子、空穴载流子反向偏置电压脉冲信号活化分析谱第2页/共41页一、固体闪烁计数器第3页/共41页(一)固体闪烁探测器u将和X射线转化为电信号u探测效率高u适用范围广u探测射线强度u测定射线能量第4页/共41页1.闪烁体u无机晶体、有机晶体、塑料有机闪烁体u常用无机晶体 实验室常用NaI(Tl)晶体uTl为含0.10.5杂质提高发光
2、效率,又称为激活剂、发光中心u特点:密度大=3.67g/cm2;发光效率高;最强波长(415nm)与光电倍增管匹配;探测效率高(7080);荧光衰减时间短(10-8s)无需漏计校正u缺点:易潮解晶体发黄探测效率降低第5页/共41页2.光收集系统作用:收集闪烁体发射的光在一方向上;密闭材料:氧化镁、铝等作用:把光传递给光电倍增管光阴极;减少全反射材料:硅油、硅脂等(折射率大)闪烁体直径小于光阴极时使用作用:把光传递给光阴极材料:有机玻璃、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等闪烁体直径大于光阴极时使用第6页/共41页3.光电倍增管 u组成:光阴极、聚焦极、多个次阴极、阳极,各极间由串连电阻分压供电,形成电场。u
3、作用:把光信号转换为电信号,并放大u注意:绝对避光,合适的高压第7页/共41页4.前置放大电路 对电信号进一步跟踪放大,减少信号在传输过程中的畸变、损失。5.铅屏蔽 减少外界射线引起的本底计数率。第8页/共41页(二)后续分析电路1.主放大器 作用:放大、脉冲整形、倒相 多采用线性放大器,一般适用单标记核素测定2.脉冲高度分析器 作用:选择地让需要记录的脉冲通过,鉴别核素,降低本底。计数器常用单道脉冲高度分析器,由上、下甄别器、反符合电路组成。只有幅度低于上甄别阈,高于下甄别阈的脉冲通过反符合电路。第9页/共41页(三)计算机系统、辅助结构和电源 适时采集数据、处理数据(图像)、分析数据(图像
4、)、显示数据(图像);自动控制仪器 不同的运行方式、使用目的有不同的辅助设施。高压电源光电倍增管各级分压供电 低压电源电子线路、计算机、辅助设备第10页/共41页二、液体闪烁计数器固体闪烁计数器基础上的发展,更复杂。由探测器、后续电子线路及计算机辅助系统组成探测的是能量较低的粒子,无法透过反射层,必需由闪烁体的加入。第11页/共41页(一)液体闪烁探测器1.液体闪烁体 溶剂、有机闪烁剂组成 射线溶剂闪烁剂分子荧光 若光谱匹配不好,可加入第二闪烁剂2.光电倍增管 与闪烁液的发生光谱匹配响应波长短的双碱性材料(Cs-K-Sb)为光阴极 低噪声测量对象能量低,需工作高压3.光收集系统 与固体闪烁探测
5、器相仿,需注意漏光保护第12页/共41页(二)后续电子线路1.符合电路 去除大多数异步信号,提高仪器信噪比,有效降低本底。双光电倍增管结构,样品衰变产生光子是多光子,会同时产生信号同步信号 噪声信号是一个一个随机产生,互不相关异步信号。可使噪声水平下降104105的数量级。第13页/共41页2.相加电路 将双光电倍增管输出的同步信号增加,使脉冲高度增高,相对稳定,几乎不增加本底噪声,提高仪器信噪比,增加探测效率,改善不同能量衰变核素间的分辨率。3.线性门电路 由符合电路输出的信号控制。4.主放大器 对数放大器5.脉冲高度分析器 多道脉冲高度分析器第14页/共41页(三)计算机系统、辅助结构和电
6、源与固体闪烁计数器相似,还包括淬灭校正软件、外标准源。第15页/共41页第二节 射线的测量放射性活度测量分为绝对测量、相对测量生物医学中一般采用相对测量,用所测计数率的多少反映放射性活度大小射线测量包括计数测量和能量测量实验核医学中一般以计数测量为主第16页/共41页射线的计数测量射线的计数测量 测量核素的衰变率 一台仪器对一种核素的测量效率是固定的需了解以下问题:1.本底 来源:外界的射线周围环境的反射源、宇宙线 仪器本身的热噪声2.微分测量和积分测量 微分测量上甄别阈在一定水平可除去大部分本底 积分测量上甄别阈无穷大精密度降低,第17页/共41页3.微分测量时道的正确选择 原则不求最大测量
7、效率,只求最小误差 不同核素的射线能量不同,应选不同的道。全能峰测量法:由能谱得全能峰位置,确定上下甄别阈测量精度较好运用统计学原理:计算E2/b为最大时,误差最小 可选择不同得上下甄别阈组合确定最佳道对于非对称窗核素,可选用第二种,如125I第18页/共41页4.射线样品的衰变率 只要测量条件和样品条件一致,可直接用计数率作样品间比较。5.引起“漏计”的因素仪器的分辨时间:一般计数率小于300000cpm不会有明显漏计。样品活度过高应稀释后测样品的几何条件:样品在探测器中的最佳位置及样品的最佳体积第19页/共41页第三节 液体闪烁测量技术液闪测量特点:样品均匀分散溶解或悬浮于液体闪烁体内或吸
8、附于固体无机物上浸没于液体闪烁体内样品与闪烁液充分接触测量几何条件接近4,自吸收少适用于发射低能-射线的核素还可适用于、+、契伦科夫辐射、化学发光、生物发光等第20页/共41页一、闪烁液与样品测量瓶1.闪烁液有机溶剂、闪烁剂溶剂:99 作用溶解闪烁剂和样品,能量传递 要求能量传递效率高,对光子穿透度高,冰点低,一定的溶解样品能力、廉价易得,性质稳定 常用烷基苯类,甲苯、二甲苯、对二甲苯等但不利于水溶液样本 醚类,二氧六环,极性化合物得溶剂,但效率低,不宜常规使用第21页/共41页闪烁剂发光物质 作用有效接受溶剂分子传递的能量,在很短时间内发生激发和退激,释放荧光光子。要求溶解度好,发光效率高,
9、发光衰减时间短,发射光谱与PMT相匹配,淬灭耐受性好,合适的浓度。常用TP、PPO、PBD、b-PBD、BBOT等 若匹配不好,可添加第二闪烁剂,主要作用是转移波长,使与PMT匹配,同时可提高淬灭耐受性。常用第二闪烁剂为POPOP、DM-POPOP,使用浓度为第一闪烁剂的1/101/50。第22页/共41页助溶剂和添加剂 主要针对一些水溶性样品,可增强与有机溶剂的互溶,一般用量为总体积的2040,但使用后会影响稳定性和测量效率。常用乙醇、乙二醇二甲醚、二氧六环、萘等。溶剂纯化和配伍禁忌 一般除去引起淬灭的杂质及导致化学发光的杂质,一般无需纯化。萘与TP、第二闪烁剂与过氯酸、b-PBD与季胺类化
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