指甲電子順磁共振受照劑量重建誤差來(lái)源分析*

趙徵鑫張騰達(dá)張文藝翟賀爭(zhēng)阮書(shū)州焦 玲*

指甲電子順磁共振受照劑量重建誤差來(lái)源分析*

趙徵鑫①?gòu)堯v達(dá)①?gòu)埼乃嚔俚再R爭(zhēng)①阮書(shū)州①焦 玲①*

在放射性事故中,快速、準(zhǔn)確的劑量重建對(duì)于人群分類(lèi)驗(yàn)傷和快速救治至關(guān)重要.電子順磁共振是測(cè)量自由基的有效手段,通過(guò)測(cè)量指甲中的自由基濃度可以對(duì)人體受照劑量進(jìn)行重建.指甲對(duì)放射敏感性好且易于收集,最重要的是對(duì)人體無(wú)二次傷害的生物組織材料,在劑量評(píng)估方面引起了國(guó)內(nèi)外眾多研究者的廣泛關(guān)注,同時(shí)也取得了豐碩的研究成果.但是,作為一種并不成熟的劑量估算方法在實(shí)際劑量估算過(guò)程中具有不確定因素,進(jìn)而影響劑量重建的準(zhǔn)確度.為此,對(duì)指甲電子順磁共振受照劑量重建誤差來(lái)源及研究進(jìn)展進(jìn)行討論分析,為以后在指甲受照劑量重建時(shí)最大程度的減少誤差提供技術(shù)參考.

誤差;指甲;電子順磁共振;劑量重建;自由基

趙徵鑫,男,(1988- ),碩士研究生.協(xié)和醫(yī)學(xué)院中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射醫(yī)學(xué)研究所 天津市放射醫(yī)學(xué)與分子核醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,從事指甲電子順磁共振劑量重建方面的研究.

[First-author's address] Tianjin Key Laboratory of Radiation Medicine and Molecular Nuclear Medicine, Institute of Radiation Medicine, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Tianjin 300192, China.

隨著煤炭和石油等一次能源的日益枯竭,清潔、可再生能源成為滿足人類(lèi)發(fā)展需求的新的探索方向,而核能無(wú)疑成為人類(lèi)最具希望的未來(lái)能源之一.目前,人類(lèi)已經(jīng)將核能應(yīng)用于軍事、工業(yè)、航天和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,并修建了大量的核電站來(lái)滿足日益增長(zhǎng)的能源需求.然而在這些成就的背后也隱藏著較大的隱患,由于在核能利用時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的廢液和廢渣,并且通過(guò)現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)還不能夠被完全處理,這都將會(huì)加大人們受到電離輻射的危險(xiǎn).當(dāng)人體受到電離輻射時(shí),準(zhǔn)確、快速的劑量估算對(duì)于人群快速分類(lèi)驗(yàn)傷和實(shí)現(xiàn)醫(yī)療資源利用率的最大化至關(guān)重要[1-2].

人體組織在受到電離輻射時(shí)會(huì)產(chǎn)生自由基,通過(guò)檢測(cè)自由基濃度可以估算人體輻照劑量[3].利用牙釉質(zhì)電子自旋共振來(lái)檢測(cè)人體組織中的自由基濃度是目前所有檢測(cè)自由基濃度最為成熟的方法之一,但由于離體的牙釉質(zhì)難以收集并且處理步驟繁瑣,所以限制了該種檢測(cè)方法的普及應(yīng)用[4-5].

電子順磁共振(electron paramagnetic resonance, EPR)又稱電子自旋共振(electron spin resonance, ESR),能夠定量和定性的檢測(cè)自由基,在生物和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用中都取得了非常豐碩的成果[6-10].自從Symons等[11]于1994年提出使用指甲作為受照劑量估算材料以來(lái),指甲EPR受照劑量重建的相關(guān)研究在國(guó)內(nèi)外研究者的不懈努力下得到了非?？焖俚陌l(fā)展[12-14].然而,作為一種發(fā)展并不成熟的技術(shù)手段,在劑量估算時(shí)會(huì)出現(xiàn)很多誤差,而這些誤差嚴(yán)重影響了劑量估算的準(zhǔn)確度,致使在實(shí)際的治療時(shí)也充滿了諸多不確定的因素.本研究將根據(jù)前人的研究成果,著重討論在指甲EPR受照劑量重建中誤差來(lái)源的相關(guān)研究及進(jìn)展.

1 EPR測(cè)量指甲時(shí)引起的誤差

利用EPR來(lái)測(cè)量指甲中自由基的濃度.將裝有指甲樣本的石英試管放到諧振腔里測(cè)量的同時(shí),還應(yīng)注意一些數(shù)字指標(biāo)變化,如果在測(cè)量時(shí)這些數(shù)字指標(biāo)發(fā)生較大波動(dòng),則測(cè)量出來(lái)的數(shù)值的準(zhǔn)確度就會(huì)極大降低.

Q值又稱為優(yōu)值,是反映電磁波能量消耗的一個(gè)重要指標(biāo)[15].一般情況下Q值越大,測(cè)量出來(lái)的信號(hào)峰峰值越大.利用EPR測(cè)量經(jīng)過(guò)相同步驟處理后的指甲樣本時(shí)Q值理論上應(yīng)該是不變的,這樣才能正確反映指甲中自由基的實(shí)際濃度,測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)才可以相互比較.但是對(duì)于初學(xué)者或者一些對(duì)EPR的原理掌握不牢固的研究者而言,在實(shí)際的操作過(guò)程中很有可能由于操作不當(dāng)而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確.如在操作軟件時(shí),直接點(diǎn)擊autotune就會(huì)造成每次測(cè)量時(shí)的Q值不一樣.根據(jù)以往對(duì)指甲的處理過(guò)程,張騰達(dá)等[16]發(fā)現(xiàn),指甲在未干燥條件下Q值為4800,而在70℃條件下干燥3 h時(shí)Q值為5800.由于指甲樣本經(jīng)過(guò)不同的步驟處理時(shí)Q值不一樣,因此在研究中應(yīng)正確操作機(jī)器和調(diào)節(jié)EPR參數(shù),最大程度的減少實(shí)驗(yàn)操作造成的誤差.

由于指甲組織本身自由基濃度較低,即使通過(guò)電離輻照之后自由基濃度也不會(huì)發(fā)生大幅度的變化,故在測(cè)量指甲中自由基濃度時(shí),不能直接將峰峰值作為自由基的實(shí)際濃度來(lái)進(jìn)行數(shù)值比較,而是應(yīng)該將自旋標(biāo)記物和指甲同時(shí)放在諧振腔里測(cè)量;然后將樣品顯現(xiàn)出來(lái)的峰峰值與自旋標(biāo)記物顯現(xiàn)出來(lái)的峰峰值的比值作為相對(duì)自由基濃度;最后用相對(duì)自由基濃度來(lái)比較不同樣品濃度的大小.這樣比較出來(lái)的結(jié)果才具有意義.

在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中,當(dāng)溫度、濕度以及風(fēng)速等發(fā)生大幅度變化時(shí)會(huì)導(dǎo)致EPR譜圖出現(xiàn)較大程度的基線漂移.由于出現(xiàn)基線漂移后的EPR譜圖不能夠準(zhǔn)確代表自由基濃度,因此,理想條件下需要對(duì)譜圖進(jìn)行基線修正.但到目前為止,尚無(wú)任何一篇關(guān)于譜圖基線修正的文章,導(dǎo)致大多研究者在讀數(shù)時(shí)不進(jìn)行基線修正而直接讀取數(shù)值,這樣就會(huì)人為的降低數(shù)值的準(zhǔn)確度,增加實(shí)驗(yàn)誤差.針對(duì)基線漂移所造成的誤差,在以后的研究中可以對(duì)漂移后的波譜進(jìn)行分析,進(jìn)而找到漂移后譜圖的基線變化趨勢(shì),然后用相應(yīng)的軟件勾畫(huà)出發(fā)生漂移后的基線,最后將發(fā)生漂移后譜圖的基線與軟件模擬出的基線相減,即可有效的避免基線漂移帶來(lái)的誤差,提高重建的準(zhǔn)確度.

由于不同人指甲的厚度和硬度不同,對(duì)于硬度、厚度較小的指甲在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)其重量<10 mg,加之目前使用的EPR大多是X波段.X波段的EPR微波頻率較小、靈敏度和分辨率也比較低,當(dāng)測(cè)量質(zhì)量較小的樣本時(shí)會(huì)導(dǎo)致所測(cè)得的數(shù)據(jù)在基線影響下無(wú)法進(jìn)行定量研究.Romanyukha等[17]認(rèn)為,Q波段的EPR可以很好地克服X波段EPR所具有的缺點(diǎn),所以在日后為了更加準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù),有條件的研究機(jī)構(gòu)可以嘗試使用Q波段的EPR來(lái)測(cè)量質(zhì)量較少的指甲樣本.

2 指甲本底信號(hào)差異引起的誤差

根據(jù)自由基的起源,Trompier等[18]在2014年將指甲中所有的EPR信號(hào)分成三類(lèi).除了指甲本身具有的本底信號(hào)(background signals, BKG)外,指甲在剪切時(shí)會(huì)產(chǎn)生4種剪切誘導(dǎo)信號(hào)(mechanically induced signals, MIS)分別為MIS1、MIS2、MIS3和MIS4;指甲在受到輻射后也會(huì)產(chǎn)生5種輻射誘導(dǎo)信號(hào)(radiation induced signals, RIS)分別為RIS1、RIS2、RIS3、RIS4和RIS5.并且發(fā)現(xiàn)用蒸餾水浸泡剪切下來(lái)受到輻射的指甲10 min后,除了RIS5和BKG兩種信號(hào)外其他信號(hào)都可以完全被消除.由于RIS5與本底信號(hào)都出現(xiàn)在相同位置處(兩者具有相同的g因子),并且使用蒸餾水浸泡都無(wú)法消除掉,所以對(duì)于如何將本底信號(hào)和RIS5兩種信號(hào)分離出來(lái),國(guó)內(nèi)外的研究人員尚未找到比較合理的操作步驟,具體的操作流程也未達(dá)到共識(shí),只是將本底信號(hào)在處理過(guò)程中認(rèn)為是不變的,并將受到照射后指甲的信號(hào)強(qiáng)度與未受到照射指甲的信號(hào)強(qiáng)度相減后的強(qiáng)度當(dāng)作輻射誘導(dǎo)信號(hào)強(qiáng)度.

由于人手指先天性的差異性和用手習(xí)慣的差異性,導(dǎo)致人不同手指指甲的本底信號(hào)強(qiáng)度并不相同.根據(jù)張騰達(dá)等[16]的研究發(fā)現(xiàn),同一個(gè)人的不同手指之間的本底信號(hào)差異性較大,最大與最小相差達(dá)到了55.89%;同一根手指甲的前后端的本底信號(hào)差異性也較大,并且同一個(gè)人由于用手習(xí)慣的不同,導(dǎo)致左右手指甲的本底信號(hào)強(qiáng)度也出現(xiàn)了明顯的差異性,所以在指甲EPR受照劑量重建過(guò)程中將本底信號(hào)認(rèn)為是不變的顯然是不合理的,同時(shí)對(duì)劑量重建的精度影響也是顯而易見(jiàn)的.要想把本底信號(hào)和RSI5信號(hào)成功分離或者去除本底信號(hào)只保留RIS5信號(hào),利用現(xiàn)在的處理手段可能性不大.故在日后的研究過(guò)程中應(yīng)該探索本底信號(hào)的影響因素,找到各影響因素的修正因子,通過(guò)測(cè)量各影響因素相應(yīng)的指標(biāo)并經(jīng)修正因子修正之后來(lái)反推本底信號(hào)強(qiáng)度,這樣就可以間接測(cè)量指甲輻照后的輻射誘導(dǎo)信號(hào)強(qiáng)度,最終使實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度極大提高.

3 指甲水分引起的實(shí)驗(yàn)誤差

水是生命之源,水不僅在人體的生命功能中,而且在電離輻射損傷中扮演著十分重要的作用.根據(jù)輻射類(lèi)型,電離輻射在人體中被分成兩種[3]:即直接和間接輻射.直接輻射直接攻擊生物大分子,如通過(guò)帶電粒子或光子直接攻擊人體中的DNA;間接輻射是指水在受到輻照后產(chǎn)生活化氧等自由基基團(tuán)進(jìn)而攻擊生物大分子.由于間接電離輻射損傷在人體輻射損傷中占有較大比例,所以指甲水分含量越高,受到電離輻照時(shí)產(chǎn)生的自由基濃度越大.

由于不同的研究者在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)指甲處理步驟不一樣或指甲在蒸餾水中浸泡10 min后干燥時(shí)間的誤差導(dǎo)致指甲中剩余水分含量不同,會(huì)對(duì)指甲劑量重建的精度造成干擾.根據(jù)以往的研究成果[19]將指甲樣本放到蒸餾水中浸泡10 min后取出樣本,用衛(wèi)生紙擦除指甲表面的水分放到培養(yǎng)皿中在空氣中風(fēng)干5 min、再放到鼓風(fēng)機(jī)中在70℃條件下干燥3 h,能夠徹底去除指甲中的水分.張騰達(dá)等[20]根據(jù)上述干燥條件處理指甲樣本發(fā)現(xiàn),70℃條件下干燥3 h并不能夠完全去除指甲中的水分,導(dǎo)致根據(jù)上述步驟處理指甲后指甲中仍然殘留部分水分,進(jìn)而導(dǎo)致不同指甲即使受到相同劑量的電離輻照時(shí)產(chǎn)生的輻射誘導(dǎo)信號(hào)強(qiáng)度也會(huì)不同,也會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定的干擾.對(duì)于指甲在70℃條件下干燥多長(zhǎng)時(shí)間能夠徹底去除里面的水分還需要在以后的研究中繼續(xù)探究.

4 指甲EPR受照劑量重建時(shí)的誤差

目前,盡管使用指甲EPR進(jìn)行受照劑量重建已逐漸成為國(guó)內(nèi)外研究者的共識(shí),但對(duì)樣品進(jìn)行處理的方法和劑量重建的方式,在不同的研究組之間卻出現(xiàn)較大的不同.在低劑量范圍內(nèi)(<10 Gy),RIS5信號(hào)強(qiáng)度與BKG信號(hào)強(qiáng)度是處于同一數(shù)量級(jí).因此,在估算RIS5信號(hào)強(qiáng)度時(shí)不能忽略BKG信號(hào)強(qiáng)度對(duì)結(jié)果的影響.針對(duì)這種現(xiàn)象,目前眾多研究者采用的方式主要是將同一個(gè)人的指甲平均分成N分,其中一份不進(jìn)行照射(信號(hào)強(qiáng)度作為BKG強(qiáng)度),而其他樣品分別照射不同的劑量,然后對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)量并減去BKG信號(hào)強(qiáng)度,從而求出RIS5信號(hào)強(qiáng)度與受照劑量的函數(shù)關(guān)系.但這種劑量重建方式,在高劑量范圍內(nèi)劑量響應(yīng)較好而低劑量范圍內(nèi)劑量響應(yīng)則較為混亂.因此,此種重建方式也極大增加劑量重建的誤差.

為了解決這類(lèi)問(wèn)題,部分研究者開(kāi)始探索其他劑量重建方式.針對(duì)RIS5信號(hào)強(qiáng)度具有劑量飽和(20～40 Gy)這一特性,Trompier等[21]研究者提出,將未知受照劑量的指甲樣本經(jīng)過(guò)每次2 Gy劑量的多次照射,直至信號(hào)強(qiáng)度出現(xiàn)首次下降為止,然后計(jì)算累加照射劑量,最后將飽和參考劑量與累加照射劑量相減而得到初始受照劑量.這種方法在實(shí)際應(yīng)用中可以不用考慮BKG的影響,但由于飽和劑量范圍太寬,從而導(dǎo)致該種劑量重建方法估算出來(lái)的劑量因個(gè)體差異問(wèn)題而與真實(shí)值之間出現(xiàn)較大的誤差.

有些研究者[19]以Log(P)為X坐標(biāo)和Log(S/P1/2)為Y坐標(biāo),建立一條曲線y=ea+bx+cx2,照射不同劑量樣品的這條曲線因在x=-b/2c這一點(diǎn)的曲率(K=|y"|/ {1+(y')2}3/2)不同,從而建立曲率受照劑量的函數(shù)關(guān)系;其中,P為微波功率,S是信號(hào)強(qiáng)度.盡管此種方法以后的劑量重建中似乎可行,但其合理性和正確性還需要進(jìn)一步驗(yàn)證.

在以往的實(shí)驗(yàn)研究中,并未涉及解決個(gè)體差異性的研究,在尋找輻照劑量與自由基濃度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)探究中,都是通過(guò)大樣本統(tǒng)計(jì)[22]而得出來(lái)的相應(yīng)的結(jié)論.但由于每個(gè)人的生活和飲食習(xí)慣不同,造成不同人指甲在輻照時(shí)能夠引起自由基濃度變化的影響因素的含量不同,也會(huì)造成得出的結(jié)論對(duì)于每一個(gè)不同的人而言都是不準(zhǔn)確的,估算出的自由基濃度的實(shí)際意義也會(huì)大打折扣.趙徵鑫等[23]在之前已有研究的基礎(chǔ)上提出了通過(guò)探尋影響個(gè)體差異性的因素來(lái)求出相應(yīng)的修正因子,通過(guò)相應(yīng)的修正因子來(lái)解決個(gè)體差異而導(dǎo)致的誤差.

5 展望

隨著EPR技術(shù)和核技術(shù)知識(shí)的普及,人們對(duì)核技術(shù)的態(tài)度正在發(fā)生明顯的轉(zhuǎn)變.近年來(lái),研究者對(duì)指甲EPR受照劑量重建研究的關(guān)注度正在持續(xù)上升,指甲EPR受照劑量重建的研究也正在趨于理性,在日后的實(shí)驗(yàn)研究中正在往揭示現(xiàn)象背后生物作用機(jī)理[24-27]而不是一味的使用大樣本統(tǒng)計(jì)的方向發(fā)展.

目前,指甲EPR受照劑量重建研究仍然處于起步階段,主要原因可能是因?yàn)镋PR技術(shù)仍然不夠普及,很多人對(duì)其工作原理缺乏足夠的了解,進(jìn)而導(dǎo)致現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外研究指甲EPR受到劑量重建的科研人員非常少,精通其操作原理的研究者更少.由于研究指甲EPR劑量重建時(shí)需要使用放射源照射指甲,很多人對(duì)放射物缺乏足夠的了解,談核色變擔(dān)心在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中受到電離輻射而不愿意進(jìn)行相關(guān)的研究,這在很大程度上制約了指甲EPR受照劑量重建研究的發(fā)展.

指甲作為一種放射敏感性比較好、且能很好克服牙釉質(zhì)所具有的缺點(diǎn)的人體組織材料,相信在不久的將來(lái)一定能夠取代牙釉質(zhì),成為檢測(cè)人體組織受到電離輻射時(shí)劑量評(píng)估的新方法,更好的為人類(lèi)服務(wù).

[1]Flood AB,Nicolalde RJ,Demidenko E.A framework for comparative evaluation of dosimetric methods to triage a large population following a radiological event[J].Radiat Meas,2011,46(9):916-922.

[2]Alexander GA,Swartz HM,Amundson SA,et al. Biodos EPR 2006 meeting:acute dosimetry consensus committee recommendations on biodosimetry applications in events involving uses of radiation by terrorists and radiation accidents[J].Radiat Meas,2007,42(6-7):972-996.

[3]Reisz JA,Bansal N,Qian J,et al.Effects of ionizing radiation on biological molecules-mechanisms of damage and emerging methods of detection[J]. Antioxid Redox Signaling,2014,21(2):260-292.

[4]Ikeya M.ESR dosimetry for atomic bomb survivors using shell buttons and tooth enamel[J].Jpn J Appl Phys,1984,23(9):697-699.

[5]AlbrechtWieser et al.Use of electron paramagnetic resonance dosimetry with tooth enamel for retrospective dose assessment[R].International Atomic Energy Agency,2002.

[6]Gubareva EA,Kuevda EV,Dzhimak SS,et al. EPR spectroscopy solutions for assessment of decellularization of intrathoracic organs and tissues[J]. Dokl Biochem Biophys,2016,467(1):113-116.

[7]Yi H,Zhang G,Xin J,et al.Homolytic cleavage of the O-Cu(ii)bond:XAFS and EPR spectroscopy evidence for one electron reduction of Cu(ii)to Cu(i)[J].Chem Commun(Ca mb),2016,52(42):6914-6917.

[8]劉忠超,張文藝,王亮,等.血清白蛋白電子順磁共振波譜診斷結(jié)腸癌[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)診斷學(xué),2014,18(4):669-670.

[9]Khalil AA,Morsy MA.Quantitative determination of copper in a glass matrix using double pulse laser induced breakdown and electron paramagnetic resonance spectroscopic techniques[J]. Talanta,2016,154:109-118.

[10]Maia LB,Moura JJ.Detection of Nitric Oxide by Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy:Spin-Trapping with Iron-Dithiocarbamates[J].Methods Mol Biol, 2016,1424:81-102.

[11]Symons M,Chandra H,Wyatt JL.Electron paramagnetic resonance spectra of irradiated fingernails:a possible measure of accidental exposure[J]. Radiation Protection Dosimetry,1995,58(1):11-15.

[12]Dalgarno BG,McClymont JD.Evaluation of ESR as a radiation accident dosimetry technique[J].Appl Radiat Isot,1989,40(10-12):1013-1020.

[13]Romanyukha A,Reyes RA,Trompier F.Fingernails dosimetry:Current status and perspectives[J].Health Phys,2010,98(2):296-300.

[14]He XM,Gui J,Matthews TP.Advances towards using finger/toenail dosimetry to triage a large population after potential exposure to ionizing radiation[J].Radiat Meas,2011,46(9):882-887.

[15]向仁生.順磁共振測(cè)量和應(yīng)用的基礎(chǔ)原理[M].北京:科學(xué)出版社,1965:16-18.

[16]張騰達(dá),張文藝,張海英,等.指甲電子順磁共振受照劑量重建誤差分析[J].輻射研究與輻射工藝學(xué)報(bào),2015,33(3):53-58.

[17]Alex Romanyukha,Francois Trompier,Ricardo Reyes,et al.EPR measurements of fingernails in Q-band[J].Radiation Measuremen ts,2011,46(9):888-892.

[18]Trompier F,Romanyukha A,Reyes R,et al.State of the art in nail dosimetry:free radicals identification and reaction mechanisms[J].Radiation and Environmental Biophysics,2014,53(2):291-303.

[19]Choi H,Park B,choi M,et al.An alternative method using microwave power saturate in fingernail/ electron paramagnetic resonance dosimetry[J].Radiat Prot Dosim,2014,159(1-4):164-171.

[20]Zhang T,Zhang W,Zhao Z,et al.TWO F A C T O R S I N F L U E N C I N G D O S E RECONSTRUCTION IN LOW DOSE RANGE: THE VARIABILITY OF BKG INTENSITY ON ONE INDIVIDUAL AND WATER CONTENT[J]. Radiat Prot Dosimetry,2015,18:382.

[21]Trompier F,Romanyukha A,Reyes R,et al.State of the art in nail dosimetry:free radicals identification and reaction mechanisms[J].Radiat Environ Biophys,2014,53(2):291-303.

[22]屈喜梅,劉忠超,張文藝,等.基于輻照后指甲電子順磁共振譜線的劑量重建[J].輻射研究與輻射工藝學(xué)報(bào),2013,31(2):23-26.

[23]趙徵鑫,張騰達(dá),張文藝,等.水分對(duì)電子順磁共振指甲劑量學(xué)方法的影響[J].輻射研究與輻射工藝學(xué)報(bào),2015,33(5):59-64.

[24]Marciniak A,Ciesielski B,Prawdzik-Dampc A.The effect of dose and water treatment on EPR signals in irradiated fingernails[J].Radiat Prot Dosimetry,2014,162(1-2):6-9.

[25]Swartz HM,Flood AB,Williams BB,et al.Electron paramagnetic resonance dosimetry for a large-scale radiation incident[J].Health Phys,2012,103(3):255-267.

[26]Romanyukha A,Reyes RA,Trompier F,et al. Fingernail dosimetry:current status and perspectives[J].Health Phys,2010,98(2):296-300.

[27]Romanyukha A,Trompier F,Reyes RA,et al. Electron paramagnetic resonance radiation dose assessment in fingernails of the victim exposed to high dose as result of an accident[J].Radiat Environ Biophys,2014,53(4):755-762.

Analysis of the error sources of the radiation dose reconstruction in the fingernail electron paramagnetic resonance

ZHAO Zhi-xin, ZHANG Teng-da, ZHANG Wen-yi

It is very essential to set up a fast and accurate retrospective dosimetry method for the triage in radiation accidents. Electron paramagnetic resonance is an effective method for measuring free radicals. The exposure doses of human can be reconstructed by measuring the concentration of free radicals in the fingernail. Fingernail is a biological tissue material which has good radiation sensitivity and is easy to collect. The most important is that no secondary damage to human body has aroused wide attention of many researchers at home and abroad, and simultaneously, achieved great results in terms of dose assessment. However, as an immature dose estimation method, some uncertainties will be produced in the actual dose estimation process, which will affect the accuracy of the fingernail electron paramagnetic resonance dose reconstruction. In this paper, we will analyze and interpret the error sources and research progress of radiation dose reconstruction of fingernail electron paramagnetic resonance in the field. More detailed guidance is provided for the maximum reduction of the dose reconstruction in the future.

Error; Fingernail; Electron paramagnetic resonance; Dose reconstruction; Free radicals

1672-8270(2016)07-0124-04 [中圖分類(lèi)號(hào)] R445.2

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2016.07.040

協(xié)和青年科研基金資助課題(3332015070)"飲用水中放射性核素對(duì)公眾健康影響關(guān)鍵技術(shù)的研究"、(3332015101)"強(qiáng)調(diào)放療在臨床精確放療質(zhì)量控制應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)研究"

①協(xié)和醫(yī)學(xué)院 中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射醫(yī)學(xué)研究所 天津市放射醫(yī)學(xué)與分子核醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天津 300192

jiaoling@irm-cams.ac

2015-02-12