醫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

醫用放射性活度計是測定輻射發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不同元素因子數方式；最新的虛擬測量系統通過計算機調節不同元素的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有限公司（2009年為上海原普同位素科技有限公司）提供。科室使用的活度計是中國核工業總公司，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海化學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，先確保活度計性能均符合國家要求。如果活度計使用時間較長、保養不當，相對基本誤差、重復性、非線性、穩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，儀器使用還與環境溫度、環境濕度、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：國家技術監督局，1997.

[2]中華人民共和國國家計量檢定局規程.JJG 377-1998放射性活度計[S].北京：國家質量技術監督局，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：國家技術監督局，1993.

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

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

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

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