医用活度计测量新元素放射性活度的研究

王渊恺 袁 杰 张光明 朱汇庆 陆 云 李 鼎 刘兴党

医用放射性活度计是测定辐射发射体的放射性活度的辐射测量仪。常见的活度计利用其已知放射性元素活度的标准源进行刻度（常使用125I、57Co、137Cs、60Co），得到这些元素线性与响应系数，从而测出已知放射性元素未知剂量的放射性活度[1-3]。

传统的活度计使用井式探测器（4πγ电离室），在测量不同元素时机械式活度计通过不断更换不同元素插片方式；数字式的活度计通过单片机上信号和处理硬件电路调节不同元素因子数方式；最新的虚拟测量系统通过计算机调节不同元素的K系数方式。从活度计的设计原理上看后两类的活度计可以通过调节因子数或K系数方式来测量各种在活度计量程范围内的放射性元素的活度[4-5]。

2009年6月，科室因为工作需求，使用放射性核素177Lu，但是原有的数字式活度计出厂设计时无177Lu的因子数，无法测量177Lu的放射性活度。研究如何使原有的活度计测量新元素放射性活度。

1 177Lu

镥是金属元素，原子序数71，属于镧系稀土元素之一。177L71u简写为177Lu，半衰期为6.734 d，100%为β－衰变(498.3 kev)，产生γ、x、β三种射线，其中γ射线主要集中在208.3664 kev(11.0%)、112.9498 kev(6.4%)；x射线主要集中在55.790 kev(2.83%)；β射线主要集中在498.3 kev(78.6%)。

2 设备

177Lu由上海原子科兴药业有限公司（2009年为上海原普同位素科技有限公司）提供。科室使用的活度计是中国核工业总公司，上海电子仪器厂制造的FT-3106型活度计，这是一款数字式活度计，为了使此仪器能精确测定177Lu放射性活度及效调科室仪器以便测177Lu放射性活度，先向上海原子科兴药业有限公司借了一款由美国CAPINTEC公司制造的CRC-15R型活度计，以它测定的177Lu放射性活度值为标准，调整出科室活度计测量177Lu的因子数。两款活度计均通过上海化学与电离辐射计量技术研究所强检合格。

3 原理与方法

当井型电离室的测试井中放入放射性核素，核素自身的X射线、γ射线照射电离室，光子与电离室材料发生相互作用时，主要在电离室室壁产生次级电子，次级电子使电离室内的空气电离，如果在电离室两端加上一定电压，那么电离离子在电场的作用下向收集极运动，到达收集极的离子被收集，形成电离电流信号输出给测量单元。井型电离室通过电离室电流的比例变化来确定放射源的活度。

通过仪器说明书了解到FT-3106型活度计的能量范围γ射线25～3000 kev，β射线＞200 kev，可以测量177Lu元素的放射性活度。其量程范围（99Tcm：3.7 KBq(0.1 μCi)～55.5 GBq(1.5 Ci)）较宽广，本底水平与灵敏度也符合177Lu测量要求。取样时使用的玻璃瓶外径大小为16.0 mm，每个液体样本体积在3～4 ml左右。

先使用CRC-15R型活度计测得空气本底放射性活度为b，再取样若干177Lu样本，按放射性活度分为高、中、低三组，测得放射性活度为a1、a2、a3(取样时放射性活度高组约3700 MBq；中组约370 MBq；低组约37 MBq)，最后再测量一次本底放射性活度c。然后用FT-3106型活度计使用99 Tcm档(因子数0929)，分别测量空气本底高、中、低三组177Lu的放射性活度为b’、a1’、a2’、a3’、c’。设两个活度计测出的放射性活度倍率比为Z。则Z=[(2a1-b-c)/(2a1’-b’-c’)+(a2-b-c)/(a2’-b’-c’)+(2a3-b-c)/ (2a3’-b’-c’)]/3，“”就是177Lu的因子数。为了精确测试Z值，上述实验重复n次，且公式可以简化为：

得到177Lu的因子数后，取若干177Lu样本做重复性测试，先使用CRC-15R型活度计测其放射性活度为D，再使用FT-3106型活度计连续测量10次，取其放射性活度平均值为E，则FT-3106型活度计重复性F为：

为了测试仪器与所得177Lu因子稳定性，取若干177Lu样本（约74 MBq）在12 h内，等时间间隔测量10次，每次测量3个数据，由于177Lu的半衰期较短，后27个数据需乘以相关系数，去除放射性核素衰减影响。取第一次测量的3个数据的平均值为G，30个数据中偏离G最大的数据为Gmax，则求稳定性W的公式为：

4 结果

177L u的因子数试验经过3轮测试，Z值为3.90±0.04，那么177Lu的因子数为3623。当然也可以估算为使用99Tcm档测177Lu放射性活度时，减去空气本底放射性活度后，再把结果乘以3.9倍，即177Lu放射性活度。重复性测试结果F为0.97%(＜2%)符合国家标准。稳定性测试结果W为1.48%(＜3%)符合国家标准。

5 讨论

经过重复性测试表明，使用科室FT-3106型活度计，只要选择因子数3623就可以测177Lu的放射性活度，重复性好。国标GB/T 10256-1997中标准公式较繁琐，且必须用137Cs测量仪器重复性，单从公式上讲，本文重复性测试公式再乘以(n为测量次数，n≥10)即国标中的公式，由于(n≥10)，由于元素177Lu的半衰期也小于137Sc，所以本文的重复性测试值会略高于标准公式。

有一些进口的活度计有自动扣除空气本底的功能，此时在应用本文活度计因子数公式计算时，无需再减去本底。当然在应用本文公式前，先确保活度计性能均符合国家要求。如果活度计使用时间较长、保养不当，相对基本误差、重复性、非线性、稳定性中只要有一项不合格，那么因子数计算就会出错[6-7]。从仪器使用上讲，仪器使用还与环境温度、环境湿度、大气压强、供电电源电压、供电电源频率有关，这些也会影响仪器测量的性能[3]。

因为每款仪器的响应曲线与灵敏度不同，虽然研究测得的177Lu因子数不能在其他型号的仪器上直接使用，但是活度计测量新元素放射性活度的方法是一样的，可给广大同行以借鉴。

[1]中华人民共和国国家标准.GB/T 10256-1997，放射性活度计[S].北京：国家技术监督局，1997.

[2]中华人民共和国国家计量检定局规程.JJG 377-1998放射性活度计[S].北京：国家质量技术监督局，1998.

[3]中国计量科学研究院.JJF 1044-1993，放射性核素活度计量保证方案(试行)[S].北京：国家技术监督局，1993.

[4]单健，赵修良，俞红，等.医用放射性核素活度计的虚拟测量系统设计[J].核电子学与测量技术，2007，27(3)：545-548.

[5]单健，赵修良，唐岳湘.医用核素活度计的设计与改进[J].国际生物医学工程杂志，2009，32(2)：88-91.

[6]王式琦，安晶刚.对用户医用活度计检测结果的分析[J].中国医学装备，2009，6(2)：18-20.

[7]王式琦.医用活度计的检测结果与评价[J].中国医学装备，2007，4(5)：22-24.