Подсчет всего тела

В здоровья физике подсчет всего тела относится к измерению радиоактивности в человеческом организме. Техника в первую очередь применима к радиоактивному материалу, который излучает гамма -лучи. Альфа -частичные распады также могут быть косвенно обнаружены их совпадающим гамма -радиацией. В определенных обстоятельствах бета -излучение может быть измерено, но с ухудшенной чувствительностью. Используемый инструмент обычно упоминается как счетчик всего тела.

Это не следует путать с «монитором всего тела», который используется для мониторинга выхода персонала, который является термином, используемым в радиационной защите для проверки внешнего загрязнения целого тела человека, оставляющего радиоактивное загрязнение. ^{[ 1 ]}

Принципы

Если гамма -луч излучается из радиоактивного элемента в человеческом организме из -за радиоактивного распада , и его энергии достаточна для выхода, то его можно обнаружить. Это было бы с помощью сцинтилляционного детектора или полупроводникового детектора, расположенного в непосредственной близости от тела. Радиоактивное распад может привести к гамма -излучению, которое не может избежать тела из -за поглощения или другого взаимодействия, в результате чего оно может потерять энергию; Таким образом, необходимо учитывать это в любом анализе измерений. Подсчет всего тела подходит для обнаружения радиоактивных элементов, которые испускают нейтроновое излучение или высокоэнергетическое бета-излучение (измерением вторичных рентгеновских лучей или гамма-излучения) только в экспериментальных применениях. ^{[ 2 ]}

Есть много способов, которыми человек может быть расположен для этого измерения: сидеть, лгать, стоять. Детекторы могут быть одинокими или множественными и могут быть либо стационарными, либо движущимися. Преимущества подсчета всего тела заключаются в том, что оно непосредственно измеряет содержание тела, не полагается на косвенные методы биологического анализа (такие как анализ мочи ), поскольку он может измерить нерастворимые радионуклиды в легких.

С другой стороны, недостатки подсчета всего тела заключаются в том, что, за исключением особых обстоятельств, они могут использоваться только для гамма-излучателей из-за самоотверждения человеческого тела, и оно может неверно истолковывать внешнее загрязнение как внутреннее загрязнение. Чтобы предотвратить этот последний случай, скрупулезное дезаминирование человека должно быть выполнено в первую очередь. Подсчет всего тела может быть не в состоянии различить радиоизотопы, которые имеют сходные энергии гамма. Альфа и бета -радиация в значительной степени защищено организмом и не будет обнаружено извне, но может быть обнаружена случайная гамма от альфа -распада, а также излучение от родительских или дочери.

Калибровка

Any radiation detector is a relative instrument, that is to say the measurement value can only be converted to an amount of material present by comparing the response signal (usually counts per minute, or per second) to the signal obtained from a standard whose quantity ( деятельность) хорошо известна.

Счетчик всего тела откалибруется с помощью устройства, известного как «фантом», содержащее известное распределение и известную активность радиоактивного материала. Принятым отраслевым стандартом является фантомом поглотителя маникнов бутылки (Bomab). Phantom Bomab состоит из 10 полиэтиленовых контейнеров высокой плотности и используется для калибровки систем подсчета in vivo , которые предназначены для измерения радионуклидов, которые выделяют высокоэнергетические фотоны (200 кэВ <E <3 МэВ).

Поскольку многие различные типы фантомов были использованы для калибровки систем подсчета in vivo , важность установления стандартных спецификаций для фантомов была подчеркнута на международном собрании 1990 года специалистов in vivo, проводимых в Национальном институте стандартов и технологий (NIST). ^{[ 3 ]} Консенсус участников собрания заключался в том, что для Phantom Bomab были необходимы стандартные спецификации. Стандартные спецификации для Phantom Bomab обеспечивают основу для согласованной фантомной конструкции для калибровки in vivo систем измерения . Такие системы предназначены для измерения радионуклидов, которые выделяют высокоэнергетические фотоны и предполагаются, что они однородно распределены в организме.

Чувствительность

Хорошо спроектированная система счета может обнаружить уровни большинства гамма -излучателей (> 200 кэВ) на уровнях намного ниже того, что может вызвать неблагоприятные воздействия на здоровье у людей. Типичный предел обнаружения для радиоактивного цезия ( CS-137 ) составляет около 40 млн. Годовой лимит потребления (то есть сумма, которая дала бы человеку дозу, равную пределу работника, который составляет 20 мсВ), составляет около 2 000 000 млн. Количество естественного радиоактивного калия , присутствующего у всех людей, также легко обнаруживается. Риск смерти с дефицитом калия приближается к 100%, поскольку количество всего тела приближается к нулю.

Причина, по которой эти инструменты настолько чувствительны, заключается в том, что они часто размещаются в камерах с низким фоном. Как правило, это небольшая комната с очень толстыми стенами, изготовленными из стали с низким содержанием спины (~ 20 см), а иногда и облицованной тонким слоем свинца (~ 1 см). Это экранирование может уменьшить фоновое излучение внутри камеры на несколько порядков величины.

Считать время и предел обнаружения

В зависимости от подсчета геометрии системы, время подсчета может составлять от 1 минуты до примерно 30 минут. Чувствительность счетчика действительно зависит от времени подсчета, поэтому чем дольше количество, для той же системы, тем лучше предел обнаружения . Предел обнаружения, часто называемый минимальной обнаруживаемой активностью (MDA), определяется формулой:

MDA={\frac {2.707+4.65{\sqrt {N}}}{ET}}

... где n - это количество подсчетов фона в области интересов; E - эффективность подсчета; и t - время подсчета.

Эта величина примерно вдвое превышает предел решения, еще одна статистическая величина, которая может быть использована для определения того, есть ли присутствует какая -либо деятельность. (т.е. триггерная точка для получения дополнительного анализа).

История

В 1950 году Леонидас Д. Маринелли разработал и применил низочный счетчик цельного тела гамма-излучения, чтобы измерить людей, которым вводили радий в начале 1920-х и 1930-х годов, загрязненный воздействием атомных взрывов и случайным воздействием в промышленности и лекарство ^{[ 4 ]} ^{[ 5 ]} Чувствительные методы дозиметрии и спектрометрии Marinelli разработали общее содержание естественного калия в организме человека. ^{[ 6 ]} ^{[ 7 ]} ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]} Впервые счетчик тела Маринелли был впервые использован в больнице Биллингса в Чикагском университете в 1952 году. ^{[ 12 ]}

Ссылки

^ Оперативное мониторинг. Правильное руководство - выбор уровней тревоги для мониторов выхода персонала. Группа координации радиологической защиты промышленности, NPL, Великобритания, декабрь 2009 г.
^ Оливер Мейзенберг, Вернер Буххольц, Клаус Кархер, Патрик Уоили, Удо С. Герстманн: измерение внутренней активности нейтронного излучателя ²⁵²CF in vivo: основы и потенциалы на основе измерений в фантомах. Физика и химия радиации 176, 2020, статья №. 109087.
^ Kramer GH и Inn KGW. «Сводка разбирательств семинара по стандартным фантомам для измерения радиоактивности in vivo ». Health Physics 61 (6) (1991), pp.893-894.
^ Marinelli, Ld 1956. Использование кристаллических спектрометров NA-T1 при изучении гамма-излучения in vivo: краткое изложение событий в Аргоннской национальной лаборатории. Брит Журнал Радиол. Дополнение 7 (ноябрь): 38-43. (Лондон Брит. Инст. Радиологии)
^ Berlman, IB и Marinelli Ld 1956. «Твин» сцинтилляционный детектор быстрого нейтрона. Rev. Sci. Инструмент 27 (10) (25 июня): 858-859
^ Миллер, CE и LD Marinelli. 1956. Гамма-лучевая деятельность современного человека. Science, 124 (3212) (20 июля): 122-123
^ Berlman, IB и Marinelli Ld 25 июня 1956 года. Rev. Sci. Инструмент 27 (10): 858-859
^ Густафсон, PF, Ld Marinelli и Ea Hathaway. 1957. Случай случайной пункции, загрязненный торием-227: исследования по элиминации и остаточной активности тела. Радиология 68 (3) (март): 358-365
^ Маринелли, Ld ноябрь 1958 года. Радиоактивность и человеческий скелет. Лекция Janeway. Являюсь. J. Roentgenol. & RA. Терапия и ядерная медицина, 80 (5): 729-739
^ Ld marinelli (с добавлением ха -май). 1961. Использование низкоуровневой гамма-сцинтилляционной спектрометрии в измерениях активности у людей. Радиоактивность в человеке. Редакция H. Menely, CC Thomas, Springfield, IL: 16-30
^ Май, Ха и Л.Д. Маринелли. 1962. Системы йодида натрия: оптимальные размеры кристаллов и происхождение фона. Материалы симпозиума по подсчету всего тела, 12-16 июня 1961 года. Международное агентство по атомной энергии, Вена: 15-40
^ Hassterlik, RJ и LD Marinelli. 1955. Физическая дозиметрия и клинические наблюдения на четырех людях, вовлеченных в случайную критическую экскурсию сборки. Конференция по мирному использованию атомной энергии, Женева, Швейцария (18 июня). Том 11: Биологические эффекты радиации: 25-34. ООН, штат Нью -Йорк, 1956

Внешние ссылки

[1] Оперативное мониторинг. Правильное руководство - выбор уровней тревоги для мониторов выхода персонала. Группа координации радиологической защиты промышленности, NPL, Великобритания, декабрь 2009 г.

[2] Оливер Мейзенберг, Вернер Буххольц, Клаус Кархер, Патрик Уоили, Удо С. Герстманн: измерение внутренней активности нейтронного излучателя ²⁵²CF in vivo: основы и потенциалы на основе измерений в фантомах. Физика и химия радиации 176, 2020, статья №. 109087.

[3] Kramer GH и Inn KGW. «Сводка разбирательств семинара по стандартным фантомам для измерения радиоактивности in vivo ». Health Physics 61 (6) (1991), pp.893-894.

[4] Marinelli, Ld 1956. Использование кристаллических спектрометров NA-T1 при изучении гамма-излучения in vivo: краткое изложение событий в Аргоннской национальной лаборатории. Брит Журнал Радиол. Дополнение 7 (ноябрь): 38-43. (Лондон Брит. Инст. Радиологии)

[5] Berlman, IB и Marinelli Ld 1956. «Твин» сцинтилляционный детектор быстрого нейтрона. Rev. Sci. Инструмент 27 (10) (25 июня): 858-859

[6] Миллер, CE и LD Marinelli. 1956. Гамма-лучевая деятельность современного человека. Science, 124 (3212) (20 июля): 122-123

[7] Berlman, IB и Marinelli Ld 25 июня 1956 года. Rev. Sci. Инструмент 27 (10): 858-859

[8] Густафсон, PF, Ld Marinelli и Ea Hathaway. 1957. Случай случайной пункции, загрязненный торием-227: исследования по элиминации и остаточной активности тела. Радиология 68 (3) (март): 358-365

[9] Маринелли, Ld ноябрь 1958 года. Радиоактивность и человеческий скелет. Лекция Janeway. Являюсь. J. Roentgenol. & RA. Терапия и ядерная медицина, 80 (5): 729-739

[10] Ld marinelli (с добавлением ха -май). 1961. Использование низкоуровневой гамма-сцинтилляционной спектрометрии в измерениях активности у людей. Радиоактивность в человеке. Редакция H. Menely, CC Thomas, Springfield, IL: 16-30

[11] Май, Ха и Л.Д. Маринелли. 1962. Системы йодида натрия: оптимальные размеры кристаллов и происхождение фона. Материалы симпозиума по подсчету всего тела, 12-16 июня 1961 года. Международное агентство по атомной энергии, Вена: 15-40

[12] Hassterlik, RJ и LD Marinelli. 1955. Физическая дозиметрия и клинические наблюдения на четырех людях, вовлеченных в случайную критическую экскурсию сборки. Конференция по мирному использованию атомной энергии, Женева, Швейцария (18 июня). Том 11: Биологические эффекты радиации: 25-34. ООН, штат Нью -Йорк, 1956

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

v Т и Радиационная защита
Основные статьи	Фоновое излучение Дозиметрия Физика здоровья Ионизирующее излучение Внутренняя дозиметрия Радиоактивное загрязнение Радиоактивные источники Радиобиология
Измерение Количество и единицы	Поглощенная доза Беккерел Совершенная доза Индекс дозы компьютерной томографии Считается в минуту Эффективная доза Эквивалентная доза Серый Средняя железистая доза Мониторинг единицы Рад рентген Рем Зиверт
Инструменты и Методы измерения	Мониторинг радиоактивных радиоактивных частиц с воздухом Дозимер счетчик Гейгера Ионная камера Сцинтилляционный счетчик Пропорциональный счетчик Радиационный мониторинг Полупроводник детектор Счетчик обзора Подсчет всего тела
Методы защиты	Ведущее экранирование Перчаточный ящик Йодид калия Смягчение радона Респираторы
Организации	Евратом HPS (США) МАГАТ ICRU ICRP IRP SRP (Великобритания) Не знает
Регулирование	IRR (Великобритания) NRC (США) ONR (Великобритания) Конвенция о радиационной защите, 1960
Радиационные эффекты	Острый радиационный синдром Радиационный рак
См. Также Категории медицинская физика , радиационные эффекты , радиоактивность , радиобиология и радиационная защита