【摘要】：核與輻射突發(fā)事件可能造成大量人員受到過量照射,在事故現(xiàn)場快速評(píng)估輻射劑量并篩檢出輻射傷員,是核應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援的重要內(nèi)容,也是放射醫(yī)學(xué)領(lǐng)域急需解決的重要問題。電子順磁共振(Electron Paramagnetic Resonance,EPR)技術(shù)可特異性地檢測人體牙齒、指甲等生物樣品中由射線誘發(fā)的自由基濃度,已成為事故后生物劑量測量的重要方法之一,同時(shí)EPR技術(shù)還具有在核與輻射現(xiàn)場通過在體測量實(shí)現(xiàn)早期快速劑量分類診斷的潛力。常規(guī)的指甲EPR劑量測量方法為離體測量,該方法利用商品EPR譜儀,將指甲剪碎后置入石英樣品管在封閉的樣品腔中進(jìn)行測量。離體測量必須要剪碎指甲,指甲在剪切時(shí)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的機(jī)械誘發(fā)信號(hào)(Mechanically-induced Signal,MIS),MIS會(huì)嚴(yán)重干擾輻射誘發(fā)信號(hào)(Radiation-induced Signal,RIS),從而影響劑量評(píng)估的準(zhǔn)確性,所以指甲EPR劑量測量指標(biāo)一直難以得到實(shí)際應(yīng)用。如果能夠?qū)崿F(xiàn)指甲在體EPR測量,則可以從根本上避免MIS的產(chǎn)生,改善指甲EPR劑量評(píng)估方法的準(zhǔn)確性和可靠性。本工作利用實(shí)驗(yàn)室自行研制的指甲在體EPR測量系統(tǒng),對(duì)未經(jīng)剪碎的完整指甲進(jìn)行模擬在體測量,研究了指甲的本底信號(hào)(Background Signal,BKG),機(jī)械誘發(fā)信號(hào)與輻射誘發(fā)信號(hào)的特性,初步建立了指甲在體EPR測量的劑量評(píng)估方法和恢復(fù)個(gè)體指甲自身本底信號(hào)的方法,并探討了影響指甲在體測量準(zhǔn)確性的因素及其校正方法。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1、對(duì)指甲在體EPR測量系統(tǒng)的性能評(píng)估。利用DPPH標(biāo)準(zhǔn)樣品,評(píng)價(jià)了指甲在體EPR測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并使用具有穩(wěn)定EPR信號(hào)的Mn~(2+)/CaO作為內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)樣品,有效降低了系統(tǒng)狀態(tài)波動(dòng)產(chǎn)生的測量誤差,進(jìn)一步提高了系統(tǒng)測量的準(zhǔn)確性。制定了規(guī)范的完整指甲樣品收集方法,利用未經(jīng)剪碎的完整指甲建立了模擬在體EPR測量方法,并通過多次重復(fù)測量評(píng)估了該方法的測量穩(wěn)定性,重復(fù)測量相對(duì)誤差約為6%。2、研究了指甲EPR信號(hào)的特性。未照射指甲的EPR信號(hào)包括本底信號(hào)和機(jī)械誘發(fā)信號(hào),這兩者是影響指甲EPR劑量測量準(zhǔn)確性與劑量下限的關(guān)鍵因素。本工作研究了機(jī)械誘發(fā)信號(hào)的產(chǎn)生特點(diǎn)及其與剪切方向的關(guān)系,不同方向剪切產(chǎn)生的MIS強(qiáng)度變化顯著,這導(dǎo)致了離體測量中MIS難以被準(zhǔn)確地判斷和扣除。研究了指甲本底信號(hào)的人群分布規(guī)律及其信號(hào)強(qiáng)度與存儲(chǔ)環(huán)境的關(guān)系,結(jié)果表明指甲本底信號(hào)分布比較分散,且其強(qiáng)度會(huì)受環(huán)境濕度影響。3、研究了在體測量條件下指甲EPR信號(hào)的劑量學(xué)特性。利用未剪碎的完整指甲研究了指甲的輻射誘發(fā)信號(hào)的衰減特性及劑量響應(yīng)特性,結(jié)果表明指甲中輻射誘發(fā)信號(hào)的衰減規(guī)律為指數(shù)衰減,其半衰期約為4.6天;在2-10 Gy的劑量范圍內(nèi)指甲EPR信號(hào)與照射劑量呈線性響應(yīng)規(guī)律。探討了通過水處理結(jié)合變溫的方法消除輻射誘發(fā)信號(hào),從而恢復(fù)指甲自身本底信號(hào)的可行性。4、實(shí)際在體EPR測量實(shí)驗(yàn)及其影響因素的分析與校正。在志愿者參與下開展了指甲實(shí)際在體EPR測量,通過制作手指和手臂固定裝置,降低了實(shí)際在體測量時(shí)的震動(dòng)干擾,獲得了指甲本底信號(hào)的實(shí)際在體測量波譜;并通過完整指甲粘貼于手指的方法,獲得了指甲輻射誘發(fā)信號(hào)的實(shí)際在體測量波譜。由于人體生理活動(dòng)的影響,實(shí)際在體測量的信噪比有所下降,但仍能滿足劑量分析的要求。利用傅立葉變換方法分析了在體測量EPR波譜的特點(diǎn),并嘗試了用帶阻濾波方法消除人體生理活動(dòng)產(chǎn)生的干擾信號(hào);針對(duì)實(shí)際事故條件下受照人員的指甲長度可能差異較大的情況,初步探討了利用圖像數(shù)字處理進(jìn)行樣品體積歸一化校正的方法,為進(jìn)一步排除在體測量的干擾因素提供了思路。結(jié)論:利用目前建立的指甲在體EPR劑量測量方法,可以檢測到真實(shí)在體測量條件下指甲的EPR信號(hào),該方法可以完全避免機(jī)械誘發(fā)信號(hào)的干擾;利用水處理結(jié)合變溫的方法有效地恢復(fù)了個(gè)體指甲樣品的自身本底信號(hào),從而更客觀地獲得輻射誘發(fā)信號(hào)強(qiáng)度,避免了因指甲本底個(gè)體差異較大帶來的劑量估算誤差;本工作獲得的初步結(jié)果對(duì)于提高利用指甲在體測量方法進(jìn)行早期劑量評(píng)估的可靠性和實(shí)用性方面將有實(shí)際意義。本研究結(jié)果表明,指甲在體EPR測量可能適用于事故后早期開展快速的劑量初篩,為進(jìn)一步精確的劑量診斷提供參考。
【學(xué)位授予單位】：軍事科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R144.1
【圖文】：

第一章 指甲在體 EPR 測量原理和方法1.1 EPR 測量原理核外電子具有自旋特性且?guī)в胸?fù)電荷，自旋的電子會(huì)產(chǎn)當(dāng)自旋的電子處于外加磁場 中時(shí)會(huì)產(chǎn)生能級(jí)分裂，高能 ，低能級(jí)為 = 12 ，能級(jí)差為 = ；若在與 為ν的微波，當(dāng)微波頻率ν與外加磁場 之間的關(guān)系滿足公子會(huì)吸收微波能量躍遷到高能級(jí)，產(chǎn)生電子順磁共振吸 ν = （1）普朗克常量， 為電子的波爾磁子， 為外加磁場， 為電波譜分裂因子，反映了不同自由基的性質(zhì)。

表 1.1 微波波段頻率范圍波段名 L C X K Q頻率范圍 1-2GHz 4-8GHz 8-12GHz 18-27GHz 30-50GHz指甲中的自由基濃度較低，在低頻波段可能探測靈敏度不足，綜合考慮技難度和實(shí)現(xiàn)的可行性，本研究擬采用 X 波段 EPR。一方面是該波段具有較探測靈敏度，同時(shí)離體指甲在X波段下的EPR測量以積累了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)譜線的分析具有重要的借鑒意義。1.2 指甲 EPR 信號(hào)1.2.1 指甲的生物學(xué)結(jié)構(gòu)

【相似文獻(xiàn)】

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1 田燁;指甲劑量在體測量EPR方法研究[D];軍事科學(xué)院;2019年

本文編號(hào)：2721243