CN109791211B - 用改进的事件类型区别进行辐射检测的系统及方法 - Google Patents

用改进的事件类型区别进行辐射检测的系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109791211B
CN109791211B CN201680089453.3A CN201680089453A CN109791211B CN 109791211 B CN109791211 B CN 109791211B CN 201680089453 A CN201680089453 A CN 201680089453A CN 109791211 B CN109791211 B CN 109791211B
Authority
CN
China
Prior art keywords
radionuclide
pulse shape
events
discriminator
discriminator setting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680089453.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109791211A (zh
Inventor
M·贝洛布雷迪希
R·哈拉青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Revvity Health Sciences Inc
Original Assignee
PerkinElmer Health Sciences Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PerkinElmer Health Sciences Inc filed Critical PerkinElmer Health Sciences Inc
Publication of CN109791211A publication Critical patent/CN109791211A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109791211B publication Critical patent/CN109791211B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/208—Circuits specially adapted for scintillation detectors, e.g. for the photo-multiplier section
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/17—Circuit arrangements not adapted to a particular type of detector
    • G01T1/178—Circuit arrangements not adapted to a particular type of detector for measuring specific activity in the presence of other radioactive substances, e.g. natural, in the air or in liquids such as rain water
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1429—Signal processing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/204—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a liquid

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

本文描述辐射检测系统及方法，其提供不同类型的放射性事件之间的改进区别。令人惊讶地发现，使用基于脉冲曲线形状的多个鉴别器设置而非单个设置可改进α事件与β事件之间的区别。结果表明，由于区别增强，％溢出显著降低，效率损失最小。这些系统及方法在检测极低水平的α事件及β事件以及具有难以区分的脉冲形状的同位素的识别及量化方面特别重要。

Description

用改进的事件类型区别进行辐射检测的系统及方法
相关申请案
本申请案主张2016年10月21日申请的第62/411,448号美国临时专利申请案的优先权及权益，并且其全部内容通过引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及用于测试样本中的辐射检测的系统及方法。更特定来说，在某些实施例中，本发明涉及提供测试样本中的不同种类的放射性事件(例如，α对β)之间的改进区别的系统(例如，液体闪烁计数器)。
背景技术
可通过检测并分析从样本发射的辐射来识别并量化样本中存在的放射性核素。这在许多情况下都很重要，例如检测饮用水中的氚、氡、镭及铀；检测食物中的锶；检测食物、酒精及生物燃料中的14C；评估核电站的氚及14C排放；监测核反应堆退役期间的放射性；石油勘探中的示踪剂测量；吸附、分布、代谢及排泄(ADME)研究；检测生物样本中的放射性核素(例如，识别药物开发中可行的药物路径)；及考古样本的放射性碳年代测定，以及许多其它生物及环境背景。
有多种系统及分析技术可用于检测由样本中放射性核素的放射性衰变引起的事件。如果样本含有发射不同种类辐射的多个放射性核素(例如，α及β发射体)，或者样本含有未知类型的放射性核素，那么能够确定是否由α、β或γ辐射引起检测到的放射性事件是很重要的。
举例来说，在液体闪烁计数中，将含有待识别的一或多个放射性核素的样本材料与能够溶解样本材料的溶剂以及闪烁体(例如氟)混合。将一小瓶所得混合物置于包括一或多个光电倍增管的检测器中。当放射性核素经历放射性衰变时，发射的衰变能量引起闪烁体的激发及被检测的UV光的释放。光的强度是衰变能量的函数，并且检测到的脉冲的形状可用于区分不同种类的放射性事件，例如α、β或γ辐射。检测器产生对应于测试样本中检测到的多个放射性事件中的每一者的脉冲信号。然后可确定放射性核素的身份及/或数量。
应认识到，脉冲形状可指示各种放射性事件。举例来说，由液体闪烁计数器(LSC)检测到的光脉冲基于其脉冲形状可被分类为由发射的β粒子或的α粒子引起。图1是展示随时间变化的归一化光强度的绘图。α脉冲具有比β脉冲更长的尾部(更长的衰变周期)。通过根据测试样本中的预期放射性核素使用适当的校准样本，可导出鉴别器以将测试样本中的给定放射性事件分类为α或β辐射。
类似地，美国专利申请案公开案US 2004/0262530提出一种用于基于脉冲形状区别由中子产生的脉冲与由伽马射线产生的脉冲的技术。
然而，当前的鉴别技术遭受α/β错误分类(溢出)，特别是当用于检测极低水平的α及β事件时，以及当用于识别具有难以区分的脉冲形状的同位素时，例如锶-90。
因此，需要用于区别测试样本中不同种类的放射性事件(例如，α对β)的改进系统及方法。
发明内容
本文提出的是辐射检测系统及方法，其提供不同类型的放射性事件之间的改进区别。令人惊讶地发现，使用基于脉冲曲线形状的多个鉴别器设置而非单个设置可改进α事件与β事件之间的区别。结果显示，由于区别增强，％溢出显著降低，效率损失最小。这些系统及方法在检测极低水平的α及β事件以及具有难以区分的脉冲形状的同位素的识别及量化方面特别重要。
此外，本文提出允许用户例如经由交互式直方图显示调整多个鉴别器设置的系统及方法，从而允许对区别准确性与效率之间的折中的自我选择。在其它实施例中，系统及方法基于最小化错误分类误差并使效率最大化的品质因数自动确定多个鉴别器设置。
一方面，本发明涉及一种用于量化测试样本中存在的两种或更多种放射性核素的方法，所述方法包括：针对所述测试样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者，由计算装置的处理器获得脉冲形状的度量，其中所述度量是脉冲强度及脉冲持续时间的函数；由所述处理器根据其脉冲形状的度量使用相异第一及第二鉴别器设置将所述有限检测到的放射性事件中的每一者分类为至少三个类别中的一者，其中如果其脉冲形状具有低于所述第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第一种放射性核素，如果其脉冲形状具有高于所述第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第二种放射性核素，并且如果其脉冲形状具有介于所述第一鉴别器设置与所述第二鉴别器设置之间的值，那么所述事件被识别为不确定的；及由所述处理器显示所述第一种放射性核素的度量及所述第二种放射性核素的度量。
在某些实施例中，所述两种或更多种放射性核素包括β发射体及α发射体。
在某些实施例中，所述多个有限检测到的放射性事件中的每一者具有通过液体闪烁计数器测量的作为时间的函数的检测到的光强度的相关联信号，从所述信号确定所述脉冲形状度量。
在某些实施例中，所述脉冲形状度量是脉冲或尾部面积除以脉冲幅值的度量或是其函数。
在某些实施例中，如果其脉冲形状具有低于所述第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自β发射体，并且如果其脉冲形状具有高于所述第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自α发射体，其中所述第一鉴别器设置低于所述第二鉴别器设置。在某些实施例中，经分类事件包含三个类别中的每一者中的非零数目的事件-源自所述第一种放射性核素的事件、源自所述第二种放射性核素的事件及不确定的事件。
在某些实施例中，所述第一种放射性核素的所述度量是具有低于所述第一鉴别器设置的脉冲形状值的经分类事件的总和或是其函数，并且所述第二种放射性核素的所述度量是具有高于所述第二鉴别器设置的脉冲形状值的经分类事件的总和或是其函数。
另一方面，本发明涉及一种用于在测试样本中存在的放射性核素的所述量化中应用鉴别器设置的方法，所述测试样本包括具有不同种类的至少第一及第二放射性核素，所述方法包括：由计算装置的处理器接收对应于针对第一校准样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者的脉冲形状的度量的数据，所述第一校准样本包括第一校准放射性核素，所述第一校准放射性核素是与所述测试样本中的所述第一放射性核素相同种类的发射体，并且是所述测试样本中的所述第一放射性核素或与其类似；由所述处理器接收对应于针对第二校准样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者的脉冲形状的度量的数据，所述第二校准样本包括第二校准放射性核素，所述第二校准放射性核素是与所述测试样本中的所述第二放射性核素相同种类的发射体，并且是所述测试样本中的所述第二放射性核素或与其类似；由所述处理器显示作为脉冲形状的对应度量的函数的对应于所述第一及第二校准样本的经区分放射性事件的图形表示；由所述处理器显示允许调整第一鉴别器设置及第二鉴别器设置中的一者或两者的图形用户接口元件，并且其中如果其脉冲形状值低于所述第一鉴别器设置，那么事件被识别为源自所述第一放射性核素，如果其脉冲形状值高于所述第二鉴别器设置，那么所述事件被识别为源自所述第二放射性核素，并且如果其脉冲形状值介于所述第一鉴别器设置与所述第二鉴别器设置之间，那么所述事件被识别为不确定的；由所述处理器接收由用户对定义所述第一及第二鉴别器设置的所述图形用户接口元件的设置的选择；在给定用户选择的所述图形用户接口元件的设置的情况下，由所述处理器确定并显示针对所述第一及第二校准放射性核素中的每一者的溢出度量及/或效率度量；由所述处理器接收对应于经调整第一鉴别器设置及经调整第二鉴别器设置中的一者或两者的所述图形用户接口元件的经调整设置；由所述处理器根据所述图形用户接口元件的所述经调整设置确定并显示针对所述第一及第二校准放射性核素中的每一者的溢出度量及/或效率度量；由所述处理器针对所述测试样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者获得脉冲形状的度量；由所述处理器根据其脉冲形状度量使用所述图形用户接口元件的所述经调整设置对所述测试样本中的所述有限检测到的放射性事件中的每一者进行分类；以及由所述处理器根据所述图形用户接口元件的所述经调整设置显示所述测试样本中的所述第一放射性核素及所述测试样本中的所述第二放射性核素的度量。
在某些实施例中，所述测试样本中的所述第一放射性核素是β发射体，且所述测试样本中的所述第二放射性核素是α发射体。在某些实施例中，在(i)所述第一校准样本、(ii)所述第二校准样本及(iii)所述测试样本中的至少一者中的所述多个有限检测到的放射性事件中的每一者具有通过液体闪烁计数器测量的作为时间的函数的检测到的光强度的相关联信号，从所述信号确定所述脉冲形状度量。
在某些实施例中，所述第一校准样本不包括除所述第一校准放射性核素之外的任何放射性核素及/或其中所述第二校准样本不包括除所述第二校准放射性核素之外的任何放射性核素。
在某些实施例中，所述脉冲形状度量是脉冲或尾部面积除以脉冲幅值的度量或是其函数。
在某些实施例中，经区分放射性事件的所述图形表示包括直方图及/或％溢出的计算。
在某些实施例中，所述经调整设置是用户调整设置。
在某些实施例中，所述方法包括由所述处理器根据其脉冲形状度量使用所述经调整第一鉴别器设置及所述经调整第二鉴别器设置对所述测试样本中的所述有限检测到的放射性事件中的每一者进行分类。在某些实施例中，所述方法包括由所述处理器根据其脉冲形状度量使用相异第一及第二鉴别器设置将所述有限检测到的放射性事件中的每一者分类为至少三个类别中的一者，其中如果其脉冲形状具有低于所述经调整第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第一种放射性核素，如果其脉冲形状具有高于所述经调整第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第二种放射性核素，并且如果其脉冲形状具有介于所述经调整第一鉴别器设置与所述经调整第二鉴别器设置之间的值，那么所述事件被识别为不确定的。
在某些实施例中，如果其脉冲形状具有低于所述经调整第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自β发射体，并且如果其脉冲形状具有高于所述经调整第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自α发射体，其中所述经调整第一鉴别器设置低于所述经调整第二鉴别器设置。在某些实施例中，所述经分类事件包含三个类别中的每一者中的非零数目的事件-源自所述第一种放射性核素的事件、源自所述第二种放射性核素的事件及不确定的事件。
在某些实施例中，所述测试样本中的所述第一种放射性核素的所述度量是具有低于所述经调整第一鉴别器设置的脉冲形状值的经分类事件的总和或是其函数，并且所述测试样本中的所述第二种放射性核素的所述度量是具有高于所述经调整第二鉴别器设置的脉冲形状值的经分类事件的总和或是其函数。
另一方面，本发明涉及一种用于在测试样本中存在的放射性核素的所述量化中自动优化鉴别器设置的方法，所述测试样本包括具有不同种类的至少第一及第二放射性核素，所述方法包括：由计算装置的处理器接收对应于针对第一校准样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者的脉冲形状的度量的数据，所述第一校准样本包括第一校准放射性核素，所述第一校准放射性核素是与所述测试样本中的所述第一放射性核素相同种类的发射体(例如，例如，β发射体)，并且是所述测试样本中的所述第一放射性核素或与其类似；由所述处理器接收对应于针对第二校准样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者的脉冲形状的度量的数据，所述第二校准样本包括第二校准放射性核素，所述第二校准放射性核素是与所述测试样本中的所述第二放射性核素相同种类的发射体，并且是所述测试样本中的所述第二放射性核素或与其类似；针对第一鉴别器设置及第二鉴别器设置(不同于所述第一鉴别器设置)两者的多个设置中的每一者，由所述处理器针对所述第一及第二校准放射性核素中的每一者确定：(i)溢出度量及(ii)效率度量，其中如果其脉冲形状值低于所述第一鉴别器设置，那么事件被识别为源自所述第一校准放射性核素，如果其脉冲形状值高于所述第二鉴别器设置，那么所述事件被识别为源自所述第二校准放射性核素，并且如果其脉冲形状值介于所述第一鉴别器设置与所述第二鉴别器设置之间，那么所述事件被识别为不确定的；由所述处理器计算对应于所述第一鉴别器设置及所述第二鉴别器设置的所述多个设置中的每一者的品质因数(FOM)，其中所述FOM是溢出及效率的函数；由所述处理器确定产生可接受高FOM的所述第一鉴别器设置及所述第二鉴别器设置的接受设置；，由所述处理器针对所述测试样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者获得脉冲形状的度量；由所述处理器根据其脉冲形状度量使用所述第一鉴别器设置及所述第二鉴别器设置的所述接受设置对所述测试样本中的所述有限检测到的放射性事件中的每一者进行分类；以及由所述处理器根据所述第一鉴别器设置及所述第二鉴别器设置的所述接受设置显示所述测试样本中的所述第一放射性核素及所述测试样本中的所述第二放射性核素的度量。
在某些实施例中，所述测试样本中的所述第一放射性核素是β发射体，且所述测试样本中的所述第二放射性核素是α发射体。
在某些实施例中，在(i)所述第一校准样本、(ii)所述第二校准样本及(iii)所述测试样本中的至少一者中的所述多个有限检测到的放射性事件中的每一者具有通过液体闪烁计数器测量的作为时间的函数的检测到的光强度的相关联信号，从所述信号确定所述脉冲形状度量。
在某些实施例中，所述第一校准样本不包括除所述第一校准放射性核素之外的任何放射性核素及/或其中所述第二校准样本不包括除所述第二校准放射性核素之外的任何放射性核素。
在某些实施例中，所述脉冲形状度量是脉冲或尾部面积除以脉冲幅值的度量或是其函数。
在某些实施例中，所述FOM经计算为效率^2/溢出。
在某些实施例中，所述第一鉴别器设置及所述第二鉴别器设置的所述接受设置是使所述FOM最大化的优化设置。
在某些实施例中，所述方法包括由所述处理器根据其脉冲形状度量使用相异第一及第二鉴别器设置将所述有限检测到的放射性事件中的每一者分类为至少三个类别中的一者，其中如果其脉冲形状具有低于所述接受第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第一种放射性核素，如果其脉冲形状具有高于所述接受第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第二种放射性核素，并且如果其脉冲形状具有介于所述接受第一鉴别器设置与所述接受第二鉴别器设置之间的值，那么所述事件被识别为不确定的。
在某些实施例中，如果其脉冲形状具有低于所述经调整第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自β发射体，并且如果其脉冲形状具有高于所述经调整第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自α发射体，其中所述经调整第一鉴别器设置低于所述经调整第二鉴别器设置。在某些实施例中，经分类事件包含三个类别中的每一者中的非零数目的事件-源自所述第一种放射性核素的事件、源自所述第二种放射性核素的事件及不确定的事件。
在某些实施例中，所述第一放射性核素的所述度量是具有低于所述接受第一鉴别器设置的脉冲形状值的经分类事件的总和或是其函数，并且其中所述第二放射性核素的所述度量是具有高于所述接受第二鉴别器设置的脉冲形状值的经分类事件的总和或是其函数。
另一方面，本发明涉及一种用于量化测试样本中存在的两种或更多种放射性核素的辐射检测系统方法，所述系统包括：检测器，其用于产生对应于测试样本中的多个检测到的放射性事件中的每一者的脉冲信号；处理器；及存储器，其上存储有指令，其中所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器：针对所述测试样本中的所述多个检测到的放射性事件中的每一者，从所述对应脉冲信号获得脉冲形状的度量，其中所述度量是脉冲强度及脉冲持续时间的函数；根据其脉冲形状的度量使用相异第一及第二鉴别器设置将所述检测到的放射性事件中的每一者分类为至少三个类别中的一者，其中如果其脉冲形状具有低于所述第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第一种放射性核素，如果其脉冲形状具有高于所述第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第二种放射性核素，并且如果其脉冲形状具有介于所述第一鉴别器设置与所述第二鉴别器设置之间的值，那么所述事件被识别为不确定的；及显示所述第一种放射性核素的度量及所述第二种放射性核素的度量。
在某些实施例中，所述两种或更多种放射性核素包括β发射体及α发射体。
在某些实施例中，所述检测器是包括一或多个光电倍增管的液体闪烁计数器。
在某些实施例中，所述测试样本是包括样本材料、针对所述样本材料的溶剂及闪烁体的混合物，并且所述样本材料包括经历放射性衰变的放射性核素，借此所述衰变能量致使所述闪烁体的激发及被检测的UV光的释放。在某些实施例中，所述闪烁体是氟。
在某些实施例中，所述对应脉冲信号是作为时间的函数的检测到的光强度的度量。
在某些实施例中，所述脉冲形状度量是脉冲或尾部面积除以脉冲幅值的度量或是其函数。
在某些实施例中，如果其脉冲形状具有低于所述第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自β发射体，并且如果其脉冲形状具有高于所述第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自α发射体，其中所述第一鉴别器设置低于所述第二鉴别器设置。在某些实施例中，经分类事件包含三个类别中的每一者中的非零数目的事件-源自所述第一种放射性核素的事件、源自所述第二种放射性核素的事件及不确定的事件。
在某些实施例中，所述第一种放射性核素的所述度量是具有低于所述第一鉴别器设置的脉冲形状值的经分类事件的总和或是其函数，并且所述第二种放射性核素的所述度量是具有高于所述第二鉴别器设置的脉冲形状值的经分类事件的总和或是其函数。
另一方面，本发明涉及一种辐射检测系统，其特征在于自动校准测试样本中存在的两种或更多种放射性核素的量化，所述系统包括：检测器，其用于产生对应于测试样本中的多个检测到的放射性事件中的每一者的脉冲信号；处理器；及存储器，其上存储有指令，其中所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器：接收对应于针对第一校准样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者的脉冲形状的度量的数据，所述第一校准样本包括第一校准放射性核素，所述第一校准放射性核素是与所述测试样本中的所述第一放射性核素相同种类的发射体，并且是所述测试样本中的所述第一放射性核素或与其类似；接收对应于针对第二校准样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者的脉冲形状的度量的数据，所述第二校准样本包括第二校准放射性核素，所述第二校准放射性核素是与所述测试样本中的所述第二放射性核素相同种类的发射体，并且是所述测试样本中的所述第二放射性核素或与其类似；针对第一鉴别器设置及第二鉴别器设置(不同于所述第一鉴别器设置)两者的多个设置中的每一者，针对所述第一及第二校准放射性核素中的每一者，自动确定：(i)溢出度量及(ii)效率度量，其中如果其脉冲形状值低于所述第一鉴别器设置，那么事件被识别为源自所述第一校准放射性核素，如果其脉冲形状值高于所述第二鉴别器设置，那么所述事件被识别为源自所述第二校准放射性核素，并且如果其脉冲形状值介于所述第一鉴别器设置与所述第二鉴别器设置之间，那么所述事件被识别为不确定的；计算对应于所述第一鉴别器设置及所述第二鉴别器设置的所述多个设置中的每一者的品质因数(FOM)，其中所述FOM是溢出及效率的函数；确定产生可接受的高FOM的所述第一鉴别器设置及所述第二鉴别器设置的接受设置；针对所述测试样本中的多个检测到的放射性事件中的每一者，获得脉冲形状的度量；根据其脉冲形状度量使用所述第一鉴别器设置及所述第二鉴别器设置的所述接受设置对所述测试样本中的所述检测到的放射性事件中的每一者进行分类；以及根据所述第一鉴别器设置及所述第二鉴别器设置的所述接受设置显示所述测试样本中的所述第一放射性核素及所述测试样本中的所述第二放射性核素的度量。
在某些实施例中，所述测试样本中的所述第一放射性核素是β发射体，且所述测试样本中的所述第二放射性核素是α发射体。
在某些实施例中，所述检测器是包括一或多个光电倍增管的液体闪烁计数器。
在某些实施例中，所述测试样本是包括样本材料、针对所述样本材料的溶剂及闪烁体的混合物，并且所述样本材料包括经历放射性衰变的放射性核素，借此所述衰变能量致使所述闪烁体的激发及被检测的UV光的释放。在某些实施例中，所述闪烁体是氟。
在某些实施例中，所述对应脉冲信号是作为时间的函数的检测到的光强度的度量。
在某些实施例中，所述第一校准样本不包括除所述第一校准放射性核素之外的任何放射性核素及/或其中所述第二校准样本不包括除所述第二校准放射性核素之外的任何放射性核素。
在某些实施例中，所述脉冲形状度量是脉冲或尾部面积除以脉冲幅值的度量或是其函数。
在某些实施例中，所述FOM经计算为效率^2/溢出。
在某些实施例中，所述第一鉴别器设置及所述第二鉴别器设置的所述接受设置是使所述FOM最大化的优化设置。
在某些实施例中，所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器根据其脉冲形状度量使用相异第一及第二鉴别器设置将所述有限检测到的放射性事件中的每一者分类为至少三个类别中的一者，其中如果其脉冲形状具有低于所述接受第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第一种放射性核素，如果其脉冲形状具有高于所述接受第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第二种放射性核素，并且如果其脉冲形状具有介于所述接受第一鉴别器设置与所述接受第二鉴别器设置之间的值，那么所述事件被识别为不确定的。
在某些实施例中，如果其脉冲形状具有低于所述接受第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自β发射体，并且如果其脉冲形状具有高于所述接受第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自α发射体，其中所述接受第一鉴别器设置低于所述接受第二鉴别器设置。在某些实施例中，所述经分类事件包含三个类别中的每一者中的非零数目的事件-源自所述第一种放射性核素的事件、源自所述第二种放射性核素的事件及不确定的事件。
在某些实施例中，所述第一放射性核素的所述度量是具有低于所述接受第一鉴别器设置的脉冲形状值的经分类事件的总和或是其函数，并且其中所述第二放射性核素的所述度量是具有高于所述接受第二鉴别器设置的脉冲形状值的经分类事件的总和或是其函数。
另一方面，本发明涉及一种辐射检测系统，其用于在测试样本中存在的放射性核素的量化中应用鉴别器设置，所述系统包括：检测器，其用于产生对应于测试样本中的多个检测到的放射性事件中的每一者的脉冲信号；处理器；及存储器，其上存储有指令，其中所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器：接收对应于针对第一校准样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者的脉冲形状的度量的数据，所述第一校准样本包括第一校准放射性核素，所述第一校准放射性核素是与所述测试样本中的所述第一放射性核素相同种类的发射体，并且是所述测试样本中的所述第一放射性核素或与其类似；接收对应于针对第二校准样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者的脉冲形状的度量的数据，所述第二校准样本包括第二校准放射性核素，所述第二校准放射性核素是与所述测试样本中的所述第二放射性核素相同种类的发射体，并且是所述测试样本中的所述第二放射性核素或与其类似；显示作为脉冲形状的对应度量的函数的对应于所述第一及第二校准样本的经区分放射性事件的图形表示；显示允许调整第一鉴别器设置及第二鉴别器设置中的一者或两者的图形用户接口元件，并且其中如果其脉冲形状值低于所述第一鉴别器设置，那么事件被识别为源自所述第一放射性核素，如果其脉冲形状值高于所述第二鉴别器设置，那么所述事件被识别为源自所述第二放射性核素，并且如果其脉冲形状值介于所述第一鉴别器设置与所述第二鉴别器设置之间，那么所述事件被识别为不确定的；接收由用户对定义所述第一及第二鉴别器设置的所述图形用户接口元件的设置的选择；在给定用户选择的所述图形用户接口元件的设置的情况下，确定并显示针对所述第一及第二校准放射性核素中的每一者的溢出度量及/或效率度量；接收对应于经调整第一鉴别器设置及经调整第二鉴别器设置中的一者或两者的所述图形用户接口元件的经调整设置；针对所述测试样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者，获得脉冲形状的度量；根据其脉冲形状度量使用所述图形用户接口元件的所述经调整设置对所述测试样本中的所述有限检测到的放射性事件中的每一者进行分类；以及根据所述图形用户接口元件的所述经调整设置显示所述测试样本中的所述第一放射性核素及所述测试样本中的所述第二放射性核素的度量。
在某些实施例中，所述测试样本中的所述第一放射性核素是β发射体，且所述测试样本中的所述第二放射性核素是α发射体。
在某些实施例中，所述检测器是包括一或多个光电倍增管的液体闪烁计数器。
在某些实施例中，所述测试样本是包括样本材料、针对所述样本材料的溶剂及闪烁体的混合物，并且所述样本材料包括经历放射性衰变的放射性核素，借此所述衰变能量致使所述闪烁体的激发及被检测的UV光的释放。在某些实施例中，所述闪烁体是氟。
在某些实施例中，所述对应脉冲信号是作为时间的函数的检测到的光强度的度量。
在某些实施例中，所述第一校准样本不包括除所述第一校准放射性核素之外的任何放射性核素及/或其中所述第二校准样本不包括除所述第二校准放射性核素之外的任何放射性核素。
在某些实施例中，所述脉冲形状度量是脉冲或尾部面积除以脉冲幅值的度量或是其函数。
在某些实施例中，经区分放射性事件的所述图形表示包括直方图及/或％溢出的计算。
在某些实施例中，所述经调整设置是用户调整设置。
在某些实施例中，所述指令致使所述处理器根据其脉冲形状度量使用所述经调整第一鉴别器设置及所述经调整第二鉴别器设置对所述测试样本中的所述有限检测到的放射性事件中的每一者进行分类。
在某些实施例中，所述指令致使所述处理器根据其脉冲形状度量使用相异第一及第二鉴别器设置将所述有限检测到的放射性事件中的每一者分类为至少三个类别中的一者，其中如果其脉冲形状具有低于所述经调整第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第一种放射性核素，如果其脉冲形状具有高于所述经调整第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第二种放射性核素，并且如果其脉冲形状具有介于所述经调整第一鉴别器设置与所述经调整第二鉴别器设置之间的值，那么所述事件被识别为不确定的。在某些实施例中，如果其脉冲形状具有低于所述经调整第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自β发射体，并且如果其脉冲形状具有高于所述经调整第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自α发射体，其中所述经调整第一鉴别器设置低于所述经调整第二鉴别器设置。在某些实施例中，所述经分类事件包含三个类别中的每一者中的非零数目的事件-源自所述第一种放射性核素的事件、源自所述第二种放射性核素的事件及不确定的事件。
在某些实施例中，所述测试样本中的所述第一种放射性核素的所述度量是具有低于所述经调整第一鉴别器设置的脉冲形状值的经分类事件的总和或是其函数，并且所述测试样本中的所述第二种放射性核素的所述度量是具有高于所述经调整第二鉴别器设置的脉冲形状值的经分类事件的总和或是其函数。
关于本发明的一个方面描述的实施例可应用于本发明的另一个方面(例如，关于一个独立权利要求(例如方法权利要求)描述的实施例的特征预期适用于其它独立权利要求(例如系统权利要求)的其它实施例，反之亦然)。
附图说明
通过参考结合附图的下文描述，将更清楚及更好地理解本发明的前述及其它目的、方面、特征及优点，其中：
图1A是展示通过液体闪烁计数器(LSC)测量的作为时间的函数的归一化光强度的绘图，其表明与α发射体相对于β发射体相关联的不同脉冲形状。
图1B是展示通过由直线将脉冲幅值/长度平面分成两个部分而将脉冲分成α及β频谱的绘图；线上方的脉冲被引导到长脉冲频谱(α频谱)中，线下方的脉冲被引导到短脉冲频谱(β频谱)中。
图1C是1B中所展示数据的绘图，其中归一化脉冲长度作为垂直轴，表明确定将α发射与β发射分离的阈值PSA值(单个鉴别器)。
图2A展示根据本发明的说明性实施例的用于调整一或多个鉴别器设置以用于量化测试样本中的放射性核素的图形用户接口直方图元件。
图2B展示根据本发明的说明性实施例的图形用户接口元件(窗口)，其描绘作为(单个)PSA鉴别器设置的函数的％溢出(被计为β的％α及被计为α的％β)。
图2C展示根据本发明的说明性实施例的描绘作为多个PSA鉴别器设置的函数的％溢出(被计为β的％α及被计为α的％β)的图形用户接口元件(窗口)，其中相同设置经选择为下鉴别器及上鉴别器。
图2D展示根据本发明的说明性实施例的描绘作为多个PSA鉴别器设置的函数的％溢出(被计为β的％α及被计为α的％β)的图形用户接口元件(窗口)，其中下鉴别器及上鉴别器是不同的。
图3是根据本发明的说明性实施例的使用多个预定鉴别器设置来量化测试样本中存在的两种或更多种放射性核素的方法的框流程图。
图4是根据本发明的说明性实施例的用于允许在用户校准期间经由图形用户接口元件调整多个鉴别器设置，随后使用经调整鉴别器设置来量化测试样本中的放射性核素的方法的框流程图。
图5是根据本发明的说明性实施例的用于自动确定用于量化测试样本中存在的两种或更多种放射性核素的多个鉴别器设置的方法的框流程图。
图6是根据说明性实施例的用于量化测试样本中存在的两种或更多种放射性核素的液体闪烁计数系统的框图。
图7是用于在本发明的说明性实施例中使用的实例计算装置及实例移动计算装置的框图；
图8是用于在本发明的说明性实施例中使用的实例计算环境的框图。
具体实施方式
可预期，所主张的发明的系统、装置、方法及过程涵盖使用来自本文描述的实施例的信息开发的变型及调试。本文描述的系统、装置、方法及过程的调试及/或修改可由相关领域的一般技术人员执行。
贯穿本描述，在物品、装置及系统被描述为具有、包含或包括特定组件的情况下，或者在过程及方法被描述为具有、包含或包括特定步骤的情况下，可预期，另外，存在本发明的基本上由所叙述的组件组成或由所叙述的组件组成的物品、装置及系统，并且存在根据本发明的基本上由所叙述的处理步骤组成或由所叙述的处理步骤组成的过程及方法。
应理解，只要本发明保持可操作，步骤的顺序或执行某些动作的顺序是不重要的。此外，可同时进行两个或更多个步骤或动作。
举例来说，在背景技术部分中提及任何公开案并不是承认所述公开案用作关于本文提出的权利要求中的任何者的现有技术。背景技术部分是出于清楚的目的而给出的，并不表示对关于任何权利要求的现有技术的描述。
由总部位于马萨诸塞州沃尔瑟姆(Waltham,MA)的珀金埃尔默公司(PerkinElmer)制造的液体闪烁计数器系统，例如QuantulusTM GCT LSC及Tri-
Figure BDA0002002102740000131
LSC产品系，可用于高度精确地量化测试样本中的放射性核素。本文提出解决放射性事件之间的区别的系统及方法，特别是减少LSC系统中的α/β错误分类(溢出)以改进区分。
使用单个α/β鉴别器值(虽然有用)可对某些应用产生相对高程度的事件错误分类。举例来说，针对特定事件计算脉冲形状分析(PSA)值，并将其与单个鉴别器值进行比较，以确定事件是表示α事件还是β事件。在某些实施例中，针对给定事件的PSA值经计算为事件的归一化峰值能量除以事件的至少部分的能量曲线的总和(例如，事件的尾部，定义为峰值之后的部分，或曲线的另一部分(或全部)。可以数种方式测量PSA值，只要所述值允许区分α事件与β事件，其中已知α事件具有相对较长的尾部，如图1A中所描绘。举例来说，在一些实施例中，PSA值是脉冲幅值(总信号)除以脉冲长度的度量。在一些实施例中，PSA值是脉冲幅值除以归一化脉冲长度(归一化为脉冲幅值的脉冲长度)的度量。针对此处给出量中的任何者，其逆也可用作鉴别器。在存在单个鉴别器的情况下，将针对给定事件的PSA与鉴别器进行比较以确定事件是α还是β。
图1B是脉冲高度与脉冲长度的绘图，其中α/β脉冲幅值(能量)被转换为三维计数与脉冲幅值及脉冲频谱。通过用直线将脉冲幅值/长度平面分成两个部分，可将脉冲分离成α频谱及β频谱。线上方的脉冲被引导到长脉冲频谱中并且被识别为α(例如，图1B中所展示的Ra-226、Ra-222、Po-218及Po-214)，而线下方的脉冲被引导到短脉冲频谱且被识别为β(例如，图1B中所展示的Pb-214及Bi-214)。可选择设置以符合各种溶剂、氟及淬灭水平。图1C是图1B中的数据的绘图，但是归一化脉冲长度作为垂直轴。单个PSA鉴别器值展示为将α发射体与β发射体分开的水平线。
一些同位素(例如β同位素锶-90(90Sr))比其它同位素更难以区分，这是归因于其脉冲形状。作为说明，使用具有单个鉴别器设置的Tri-
Figure BDA0002002102740000141
GLO产品系，错误分类误差(溢出)为1.54％/1.58％(溢出到α中/溢出到β中)，其中β发射体90Sr及α发射体镅-241(241Am)，而使用相同仪器的错误分类误差显著降低-0.22％/0.23％-针对β发射体氯-36(36Cl)及α发射体241Am。
令人惊讶地发现，使用由非零值(例如，间隙或沟槽)分离的多个(例如，第一及第二)鉴别器设置导致显著减少的错误分类误差，同时允许用户灵活地最小化所导致的效率损失(由于分类为“不确定”而丢失的％事件)。举例来说，间隙越大，效率损失越大，但针对某些应用，折中是值得的，因此提供调整选项非常重要。在某些实施例中，如本文所描述的图形用户接口经由呈现具有可调整鉴别器值的直方图来提供确定多个鉴别器设置方面的更直观、更灵活的用户体验，使得可在更短的时间内设置溢出/效率折中，并且有更有利的结果。除提供多个鉴别器设置的增加的灵活性及溢出减少之外，这还将α/β鉴别器设置所需的先前时间从一小时减少到仅几分钟。
下面的表1比较针对90Sr(纯β发射体)及241Am(纯α发射体)分类为β事件及α事件的检测到的事件。第一实例展示将141的PSA用于下鉴别器设置及上鉴别器设置两者。α及β事件存在相当大的错误特性化(1.54％的β事件被错误特性化为α，且1.58％的α事件被错误特性化为β)。通过选择两个鉴别器设置使得具有在鉴别器之间的PSA值的事件被认为是不确定的，溢出被减少。因此，第二个实例展示使用128作为下鉴别器设置且使用160作为上鉴别器设置，这导致0.39％的到α的a％溢出，且0.52％的到β的a％溢出，与使用单个鉴别器设置相比显著减少。应注意，由于其PSA值落于两个鉴别器设置之间而损失的％事件针对90Sr为6.86％，且针对241Am为3.05％。取决于用户的需要，此效率损失针对给定应用可为可接受的。表1中展示的第三个实例展示上鉴别器设置与下鉴别器设置之间的甚至更大间隙，从而导致溢出进一步减少，但伴有进一步效率损失。
因此，通过合并上PSA值鉴别器设置及下PSA值鉴别器设置，241Am及90Srα/β分离溢出从约1.5％(无间隙)减少到0.5％溢出，具有32个PSA值宽的间隙。效率损失小于7％。在可容忍更高效率损失的情况下(例如，约19％)，使用更宽的间隙(例如64 PSA值)可实现小于0.3％的溢出。
表1-使用多个PSA鉴别器设置的减少的α/β溢出的演示
Figure BDA0002002102740000151
Figure BDA0002002102740000152
Figure BDA0002002102740000153
图2A描绘以直方图为特征的图形用户接口元件，其允许调整多个鉴别器设置以量化测试样本中的放射性核素。直方图用户接口元件的使用将用户找到特定应用的最优区别值所需的时间从超过一小时减少到仅几分钟。在某些实施方案中，直方图是用于α/β标准测定的PSA值(x轴)与计数数目(y轴)及效率(第二y轴)的绘图，其可用于快速优化鉴别器设置及使用的间隙量。如此处所使用，图形用户接口元件可为窗口、滑块、切换开关、复选框、下拉框、单选按钮、线、一组线、阴影区域或任何其它图形对象，或者上述的任何组合，用户可经由显示器与其交互以调整一或多个设置。
图2A描绘展示具有给定计算PSA值(或PSA值范围或分组)的事件的数目(计数)的直方图。从含有具有给定PSA值的36C1(已知β)的校准样本检测到的事件的数目以蓝色(对应于左峰)描绘，从含有具有给定PSA值的241Am(已知α)的校准样本检测到的事件的数目以红色(对应于右峰)描绘。应注意，在从约120到约130的PSA值范围内的两个峰之间存在一些重叠。
图2B展示描绘作为(单个)PSA鉴别器设置的函数的％溢出的图形用户接口元件。GUI可为例如其中可键入鉴别器值的文本框、可在绘图上调整的垂直线或者滑动条。此GUI允许用户调整PSA鉴别器设置，借此调整两个不同的％溢出量。也就是说，在任何给定PSA鉴别器设置下，使用给定设置将有％α被错误地计为β，并且将％β被错误地计为α。针对给定应用，相对于一种溢出最小化另一种溢出可能更为重要，这取决于在PSA鉴别器设置校准之后待运行的测试样本中最关注的物种。
图2C展示描绘作为两个PSA鉴别器-下鉴别器及上鉴别器的函数的％溢出的图形用户接口元件。针对使用α标准及β标准的给定校准设置，在一系列鉴别器设置(x值)上将％溢出的值(计为β的％α及计为α的％β)绘制为y值。复选框可允许用户自动选择被计为β的α及被计为α的β曲线的交叉作为单个鉴别器，如此处所选择的，其中鉴别器被设置在PSA值115。
图2D展示来自图2C的图形用户接口元件，但是选择两个不同的鉴别器值-下鉴别器值及上鉴别器值。如上文解释，具有低于较低鉴别值的PSA的事件被认为是类型1(例如，β)，具有高于上鉴别器值的PSA的事件被认为是类型2(例如，α)，以及具有介于上鉴别器值与下鉴别器值之间的PSA的事件被认为是不确定的。由于存在非零数目的不确定事件，因此选择上鉴别器及下鉴别器会影响效率。GUI展示品质因数，其是效率及％溢出两者的函数，品质因数根据上鉴别器及下鉴别器的选择而变化。用户可选择让系统自动选择使针对给定校准设置的品质因数最大化的下鉴别器及上鉴别器。用户还可决定通过操纵GUI，或者通过在对应文本框中键入鉴别器值，通过调整切换开关，及/或通过调整表示鉴别器值的绘图上的垂直线来调整上鉴别器及下鉴别器。
图3是根据说明性实施例的用于使用多个预定鉴别器设置来量化测试样本中存在的两种或更多种放射性核素的方法300的框流程图。在步骤310中，针对每一检测到的事件获得脉冲形状的度量。举例来说，可使用闪烁器系统(例如，LSC)来检测事件，并且可如本文别处所描述那样计算每一检测到的事件的PSA值。针对给定测试样本，可在测试样本运行之前使用含有放射性核素的标准进行校准研究，所述放射性核素与预期在测试样本中的放射性核素相同或相似，其中上PSA鉴别器设置及下PSA鉴别器设置两者都可自动确定或由用户基于校准研究设置。在步骤320中，来自测试样本运行的每一检测到的事件基于其脉冲形状度量(例如，PSA值)是低于下鉴别器设置、高于上鉴别器设置还是介于下设置与上设置之间而被分类为类型1、类型2或不确定的。然后，在步骤330中，显示类型1及类型2放射性核素的度量。
在某些实施例中，在图3的步骤330中的类型1及类型2放射性核素的度量简单地为经分类计数本身(例如，基于检测到的计数的计数的原始数目、百分比或其它量化)。在其它实施例中，度量是样本中放射性核素的浓度。此外，在某些实施例中，在样本中可存在一个物种以上的放射性核素是1型发射体，及/或在样本中可存在一种以上的放射性核素是2型发射体。可使用PSA值或通过LSC检测到的其它值及/或通过使用另一种分析技术(例如，液体或固体闪烁、频谱测定、质谱法(例如，ICP-MS)、HPGe及/或NaI系统、XRF系统、盖革-米勒(Geiger-Mueller)计数器、气体流量比例计数器(GPC)及/或加压离子化腔室(PIC))来进一步识别或量化样本中给定类型的物种。这些技术可单独使用或组合使用。也就是说，除本文所描述的放射类型区别技术(例如，针对α对β、α对γ、β对γ或α对β对γ的区别)，确定给定类别(例如，α、β或γ发射体)内的样本中的放射性核素的身份及/或量还可包含通过一或多种额外分析技术(例如，举例来说与LSC组合使用)对样本的分析。此外，本文所描述的使用LSC的区别技术可考虑通过已知方法选择溶剂、氟及猝灭。
在某些实施例中，LSC过程可实施如2016年3月29日发布的第9,297,909号美国专利“防护效率补偿系统及方法(Guard Efficiency Compensation System and Method)”中所描述的防护补偿技术。LSC系统可以重放测定再处理为特征，允许在没有重新运行测定的情况下改变测量参数。LSC系统还可提供高样本处理量(例如，一次运行超过100个、超过200个或超过400个小瓶)。
图4是方法400的框流程图，方法400允许在用户校准期间用已知标准调整多个鉴别器设置，然后使用经调整鉴别器设置来量化测试样本中的放射性核素。举例来说，可使用与预期在测试样本中的放射性核素相同或类似的校准标准。在步骤410中，针对在具有第一类型放射性核素(例如，α、β或γ)的第一校准样本中检测到的每一事件获得脉冲形状度量(例如，PSA)，并且在步骤420中，针对在具有与第一类型(例如，α、β或γ)不同的第二类型的放射新核素的第二校准样本中检测到的每一事件获得脉冲形状度量。在步骤430中，显示作为PSA的函数的经区分事件的直方图。替代地或额外地，％溢出的绘图展示为PSA的函数。在步骤440，显示用于调整第一及第二(例如，上及下)鉴别器设置的GUI元件。在某些实施例中，设置具有不同的值。在步骤450中，接收第一及第二鉴别器设置(作为例程的一部分自动接收以计算％溢出、效率或其它值，或作为由用户做出的选择而接收)，然后针对所述第一及第二鉴别器设置计算及显示％溢出及效率值。在步骤460中，接收经调整第一及第二鉴别器设置(作为例程的一部分自动调整，或通过用户选择调整)，然后针对所述经调整第一及第二(上及下)鉴别器设置计算及显示％溢出及效率值。可针对第一及第二鉴别器设置的各种集合重复步骤460，直到实现期望的最终设置，自动地(例如，经由品质因数值的最大化)或者由用户决定。
现在已经使用LSC(或其它放射性事件检测器系统)从校准运行设置最终的第一及第二(例如，上及下)鉴别器设置，测试样本可在LSC(或其它检测器系统)中运行。因此，在步骤470中，针对测试样本中的每一检测到的事件获得脉冲形状度量。然后，如关于图3的步骤320及330所解释的那样，根据其脉冲形状度量(步骤480)，使用从校准运行确定的鉴别器设置(例如，上设置及下设置)，将每一事件分类为类型1事件、类型2事件或不确定事件，以及计算并显示测试样本中的类型1及类型2放射性核素的度量(步骤490)。
图5是类似于图4中的方法的方法的框流程图-也就是说，所述方法提供在校准期间确定多个鉴别器设置，然后使用所述设置测量测试样本中的放射性核素-然而，在图5中，自动选择多个鉴别器设置。因此，在校准期间，步骤510是针对第一校准样本中的每一事件获得脉冲形状度量(例如，PSA)，且步骤520是针对第二校准样本中的每一事件获得脉冲形状度量(例如，PSA)，接着步骤530是自动确定第一及第二(例如，上及下)脉冲形状值鉴别器设置以最大化品质因数。举例来说，品质因数可为效率及％溢出的函数，如下面段落中更详细地展示。然后，针对测试样本，针对在测试样本中检测到的每一事件获得脉冲形状度量(步骤540)，根据其脉冲形状度量使用第一及第二鉴别器设置(例如，上及下鉴别器设置)将每一事件分类为类型1、类型2或不确定的(步骤550)，接着获得并显示类型1及类型2放射性核素的度量(步骤560)。
以下出于说明性目的而呈现的是用于在图5的方法的步骤530中自动确定第一及第二鉴别器设置的代码的实例，其呈现为下面的C语言代码：
//read in.CSV with PSA histogram
ReadABHistogram()；
“ReadABHistogram()；”函数获得通过计数纯α及纯β校准样本产生的PSA直方图数据。
//calc eff and spill for each PSA value
CalcEFFandSpill()；
效率是检测到的事件数目除以事件的实际数目。溢出是已错误分类的α或β事件的数目。效率及溢出两者可针对每一PSA区别值而不同。
//calc FOMs for each psa hi/lo pair(5to 250PSA to remove cases whereeff is likely too low)
CalcFOMs()；
在此实例中，品质因数(FOM)经计算为效率^2/溢出，类似于S/N，并且针对每一PSA区别设置处的α事件及β事件来确定。
//find and output the highest min E^2/spill and its associated PSAvalues
FindHighMinFOM()；
一旦计算出FOM，就比较高及低PSA鉴别值对的FOM。具有两者中最高最小值的对的PSA鉴别器值被呈现为最优值。举例来说，如果一对的FOM为200(α)及30(β)，而另一对的FOM为100(α)及40(β)，那么100-40对将具有最高的最小FOM。
除此处呈现的特定方法之外，还存在在所主张的标的物的范围内确定两个鉴别器设置(以及两个设置之间的差异)的其它方法。
此外，虽然以上关于区分两种事件类型描述实施例，但应理解，本文描述的技术可应用于经区分三种或更多种事件类型，此类技术被理解为在所主张的标的物的范围内。
图6是液体闪烁计数(LSC)系统600的框图，系统600用于使用本文描述的技术量化测试样本中存在的两种或更多种放射性核素。举例来说，将含有待识别的一或多种放射性核素的样本材料(650)与能够溶解样本的溶剂(660)以及闪烁体(例如氟)混合(670)。将所得测试样本混合物(640)的小瓶(或其它容器)放置于包括一或多个光电倍增管(PMT)的LSC检测器(610)中。在图6中，展示两个PMT，620及630。当放射性核素经历放射性衰变时，发射的衰变能量引起闪烁体的激发及被检测的UV光的释放。光的强度是衰变能量的函数，并且检测到的脉冲的形状可用于区分不同种类的放射性事件，例如α、β或γ辐射。检测器产生对应于测试样本中检测到的多个放射性事件中的每一者的脉冲信号。然后可确定放射性核素的身份及/或数量。所述系统还包含处理器及存储器，其上存储有指令，其中指令在由处理器执行时致使处理器执行本文描述的事件类型区别方法。
图7展示用于本文描述的方法及系统的说明性网络环境700。简要概述，现在参见图7，展示并描述示范性云计算环境700的框图。云计算环境700可包含一或多个资源提供者702a、702b、702c(统称为702)。每一资源提供者702可包含计算资源。在一些实施方案中，计算资源可包含用于处理数据的任何硬件及/或软件。举例来说，计算资源可包含能够执行算法、计算机程序及/或计算机应用程序的硬件及/或软件。在一些实施方案中，示范性计算资源可包含具有存储及检索能力的应用服务器及/或数据库。每一资源提供者702可连接到云计算环境700中的任何其它资源提供者702。在一些实施方案中，资源提供者702可通过计算机网络708连接。每一资源提供者702可通过计算机网络708连接到一或多个计算装置704a、704b、704c(统称为704)。
云计算环境700可包含资源管理器706。资源管理器706可通过计算机网络708连接到资源提供者702及计算装置704。在一些实施方案中，资源管理器706可促进由一或多个资源提供者702向一或多个计算装置704提供计算资源。资源管理器706可从特定计算装置704接收对计算资源的请求。资源管理器706可识别能够提供由计算装置704请求的计算资源的一或多个资源提供者702。资源管理器706可选择资源提供者702来提供计算资源。资源管理器706可促进资源提供者702与特定计算装置704之间的连接。在一些实施方案中，资源管理器706可建立特定资源提供者702与特定计算装置704之间的连接。在一些实施方案中，资源管理器706可将特定计算装置704重新引导到具有所请求的计算资源的特定资源提供者702。
图8展示可在本发明中描述的方法及系统中使用的计算装置800及移动计算装置850的实例。计算装置800希望表示各种形式的数字计算机，例如膝上型计算机、桌上型计算机、工作站、个人数字助理、服务器、刀片服务器、大型机及其它适当的计算机。移动计算装置850希望表示各种形式的移动装置，例如个人数字助理、蜂窝电话、智能电话及其它类似的计算装置。此处展示的组件、其连接及关系及其功能仅意在为实例，且并不意在为限制性的。
计算装置800包含处理器802、存储器804、存储装置806、连接到存储器804及多个高速扩展端口810的高速接口808，以及连接到低速扩展端口814及存储装置806的低速接口812。处理器802、存储器804、存储装置806、高速接口808、高速扩展端口810及低速接口812中的每一者使用各种总线互连，并且可适当地安装在公共主板上或以其它方式安装。处理器802可处理用于在计算装置800内执行的指令，包含存储在存储器804中或存储装置806上的指令，以在外部输入/输出装置(例如耦合到高速接口808的显示器816)上显示针对GUI的图形信息。在其它实施方案中，可适当地使用多个处理器及/或多个总线以及多个存储器及多种类型的存储器。此外，可连接多个计算装置，其中每一装置提供必要操作的部分(例如，作为服务器库、刀片服务器群组或多处理器系统)。
存储器804存储计算装置800内的信息。在一些实施方案中，存储器804是易失性存储器单元。在一些实施方案中，存储器804是非易失性存储器单元。存储器804还可为另一种形式的计算机可读媒体，例如磁盘或光盘。
存储装置806能够为计算装置800提供大容量存储。在一些实施方案中，存储装置806可为或含有计算机可读媒体，例如软盘装置、硬盘装置、光盘装置或磁带装置、快闪存储器或其它类似固态存储装置或装置阵列，包含存储区域网络中或以其它配置的装置。指令可存储在信息载体中。当由一或多个处理装置(例如，处理器802)执行时，指令执行一或多个方法，例如上面描述的那些方法。指令还可由一或多个存储装置存储，例如计算机或机器可读媒体(例如，存储器804、存储装置806或处理器802上的存储器)。
高速接口808管理针对计算装置800的带宽密集型操作，而低速接口812管理较低带宽密集型操作。此功能分配仅为一个实例。在一些实施方案中，高速接口808耦合到存储器804、显示器816(例如，通过图形处理器或加速器)，并且耦合到高速扩展端口810，高速扩展端口810可接受各种扩展卡(未展示)。在实施方案中，低速接口812耦合到存储装置806及低速扩展端口814。低速扩展端口814(其可包含各种通信端口(例如，USB、
Figure BDA0002002102740000211
以太网、无线以太网))可耦合到一或多个输入/输出装置，例如键盘、指示装置、扫描仪或联网装置，例如交换机或路由器，例如通过网络适配器。
计算装置800可以数种不同的形式来实施，如图中所展示。举例来说，其可实施为标准服务器820，或者在此类服务器的群组中实施多次。另外，其可在例如膝上型计算机822的个人计算机中实施。其还可实施为机架服务器系统824的一部分。替代地，来自计算装置800的组件可与例如移动计算装置850的移动装置中的其它组件(未展示)组合。此类装置中的每一者可含有计算装置800及移动计算装置850中的一或多者，并且整个系统可由彼此通信的多个计算装置组成。
移动计算装置850包含处理器852、存储器864、例如显示器854的输入/输出装置、通信接口866及收发器868等其它组件。移动计算装置850还可提供有存储装置(例如微驱动器或其它装置)以提供额外存储。处理器852、存储器864、显示器854、通信接口866及收发器868中的每一者使用各种总线互连，并且组件中的若干者可适当地安装在共用主板上或以其它方式安装。
处理器852可执行移动计算装置850内的指令，其包含存储在存储器864中的指令。处理器852可实施为芯片的芯片集，其包含单独及多个模拟及数字处理器。处理器852可例如提供用于移动计算装置850的其它组件的协调，例如用户接口的控制、由移动计算装置850运行的应用程序以及通过移动计算装置850的无线通信。
处理器852可通过控制接口858及耦合到显示器854的显示器接口856与用户通信。显示器854可为例如TFT(薄膜晶体管液晶显示器)显示器或OLED(有机发光二极管)显示器或其它适当的显示器技术。显示器接口856可包括用于驱动显示器854以向用户呈现图形及其它信息的适当电路。控制接口858可从用户接收命令并将其转换以提交给处理器852。另外，外部接口862可提供与处理器852的通信，以便于实现移动计算装置850与其它装置的近区域通信。外部接口862可在一些实施方案中提供例如有线通信，或者在其它实施方案中提供无线通信，并且还可使用多个接口。
存储器864存储移动计算装置850内的信息。存储器864可实施为计算机可读媒体、易失性存储器单元或非易失性存储器单元中的一或多者。还可提供扩展存储器874并通过扩展接口872将其连接到移动计算装置850，扩展接口872可包含例如SIMM(单列直插存储器模块)卡接口。扩展存储器874可为移动计算装置850提供额外的存储空间，或者还可存储用于移动计算装置850的应用程序或其它信息。具体来说，扩展存储器874可包含实行或补充上文描述的过程的指令，并且还可包含安全信息。因此，举例来说，扩展存储器874可被提供为用于移动计算装置850的安全模块，并且可用允许安全使用移动计算装置850的指令来编程。另外，可经由SIMM卡提供安全应用程序，以及额外信息，例如以黑客无法攻击的方式将识别信息放置在SIMM卡上。
存储器可包含例如快闪存储器及/或NVRAM存储器(非易失性随机存取存储器)，如下文论述。在一些实施方案中，指令存储在信息载体中，并且当由一或多个处理装置(例如，处理器852)执行时，执行一或多个方法，例如上面描述的那些方法。指令还可由一或多个存储装置存储，例如一或多个计算机或机器可读媒体(例如，存储器864、扩展存储器874或处理器852上的存储器)。在一些实施方案中，可在传播信号中接收指令，例如通过收发器868或外部接口862。
移动计算装置850可通过通信接口866无线通信，通信接口866可在必要时包含数字信号处理电路。通信接口866可提供各种模式或协议下的通信，例如GSM语音呼叫(全球移动通信系统)、SMS(短消息服务)、EMS(增强消息传送服务)或MMS消息传送(多媒体消息传送服务)、CDMA(码分多址)、TDMA(时分多址)、PDC(个人数字蜂窝)、WCDMA(宽带码分多址)、CDMA2000或GPRS(通用分组无线业务)等。此通信可例如使用射频通过收发器868发生。另外，可能发生短距离通信，例如使用
Figure BDA0002002102740000221
Wi-FiTM或其它此类收发器(未展示)。另外，GPS(全球定位系统)接收器模块870可向移动计算装置850提供额外导航及位置相关的无线数据，其可由在移动计算装置850上运行的应用程序适当地使用。
移动计算装置850还可使用音频编解码器860进行可听地通信，音频编解码器860可从用户接收语音信息并将其转换为可用的数字信息。音频编解码器860同样可为用户产生可听声音，例如通过扬声器，例如在移动计算装置850的听筒中。此类声音可包含来自语音电话呼叫的声音，可包括记录的声音(例如，语音消息、音乐文件等)，并且还可包含由在移动计算装置850上操作的应用程序产生的声音。
移动计算装置850可以多种不同的形式实施，如图中所展示。举例来说，其可实施为蜂窝电话880。其还可实施为智能电话882、个人数字助理或其它类似移动装置的一部分。
此处描述的系统及技术的各种实施方案可在数字电子电路、集成电路、专门设计的ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件及/或其组合中实现。这些各种实施方案可包含在可编程系统上可执行及/或可解译的一或多个计算机程序中的实施方案，所述可编程系统包含至少一个可编程处理器，其可为专用或通用的，其经耦合以从存储系统、至少一个输入装置及至少一个输出装置接收数据及指令，或将数据及指令传输到存储系统、至少一个输入装置及至少一个输出装置。
这些计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序或代码)包含用于可编程处理器的机器指令，并且可用高级程序及/或面向对象的编程语言及/或汇编/机器语言来实施。如本文所使用的，术语机器可读媒体及计算机可读媒体是指用于提供机器指令及/或数据到可编程处理器的任何计算机程序产品、设备及/或装置(例如，磁盘、光盘，存储器，可编程逻辑装置(PLD))，包含接收机器指令作为机器可读信号的机器可读媒体。术语机器可读信号是指用于向可编程处理器提供机器指令及/或数据的任何信号。
为提供与用户的交互，此处描述的系统及技术可在具有用于向用户信息的显示器装置(例如，CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器)及键盘及指示装置(例如，鼠标或轨迹球)的计算机上实施，用户可通过键盘及指示装置向计算机提供输入。其它类型的装置也可用于提供与用户的交互；举例来说，提供给用户的反馈可为任何形式的感官反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)；并且可以任何形式(包含声学、语音或触觉输入)接收来自用户的输入。
此处描述的系统及技术可在包含后端组件(例如，作为数据服务器)或包含中间件组件(例如，应用服务器)或包含前端组件(例如，具有图形用户接口或网络浏览器的客户端计算机，用户可通过客户端装置与此处描述的系统及技术的实施交互)及此类后端、中间件或前端组件的任何组合的计算系统中实施。系统的组件可通过任何形式或媒体的数字数据通信(例如，通信网络)互连。通信网络的实例包含局域网(LAN)、广域网(WAN)及因特网。
计算系统可包括客户端及服务器。客户端及服务器通常彼此远离，并且通常通过通信网络进行交互。客户端及服务器的关系借助于在相应计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序而产生。
尽管已经参考特定优选实施例特定展示及描述本发明，但所属领域的技术人员应理解，在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的精神及范围的情况下，可在形式及细节上进行各种改变。

Claims (40)

1.一种用于量化测试样本中存在的两种或更多种放射性核素的方法，所述方法包括：
针对所述测试样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者，由计算装置的处理器获得脉冲形状的度量，其中所述度量是脉冲强度及脉冲持续时间的函数；
由所述处理器根据其脉冲形状的度量使用相异第一及第二鉴别器设置将所述有限检测到的放射性事件中的每一者分类为至少三个类别中的一者，其中如果其脉冲形状的度量具有低于所述第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第一种放射性核素，如果其脉冲形状的度量具有高于所述第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第二种放射性核素，并且如果其脉冲形状的度量具有介于所述第一鉴别器设置与所述第二鉴别器设置之间的值，那么所述事件被识别为不确定的；及
由所述处理器显示所述第一种放射性核素的度量及所述第二种放射性核素的度量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述两种或更多种放射性核素包括β发射体及α发射体。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个有限检测到的放射性事件中的每一者具有检测到的光强度的相关联信号，从所述信号确定所述脉冲形状度量，其中所述检测到的光强度通过液体闪烁计数器作为时间的函数进行测量。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述脉冲形状度量是脉冲或尾部面积除以脉冲幅值的度量或是其函数。
5.根据权利要求1所述的方法，其中如果其脉冲形状的度量具有低于所述第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自β发射体，并且如果其脉冲形状的度量具有高于所述第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自α发射体，其中所述第一鉴别器设置低于所述第二鉴别器设置。
6.根据权利要求1所述的方法，其中经分类事件包含三个类别中的每一者中的非零数目的事件，其中所述三个类别中的第一者包括源自所述第一种放射性核素的事件，所述三个类别中的第二者包括源自所述第二种放射性核素的事件，且所述三个类别中的第三者包括不确定的事件。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一种放射性核素的所述度量是具有低于所述第一鉴别器设置的脉冲形状值的度量的经分类事件的总和或是其函数，并且所述第二种放射性核素的所述度量是具有高于所述第二鉴别器设置的脉冲形状值的度量的经分类事件的总和或是其函数。
8.一种用于在测试样本中存在的放射性核素的量化中应用鉴别器设置的方法，所述测试样本包括具有不同种类的至少第一及第二放射性核素，所述方法包括：
由计算装置的处理器接收对应于针对第一校准样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者的脉冲形状的度量的数据，所述第一校准样本包括第一校准放射性核素，所述第一校准放射性核素是与所述测试样本中的所述第一放射性核素相同种类的发射体，并且是所述测试样本中的所述第一放射性核素或与其类似；
由所述处理器接收对应于针对第二校准样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者的脉冲形状的度量的数据，所述第二校准样本包括第二校准放射性核素，所述第二校准放射性核素是与所述测试样本中的所述第二放射性核素相同种类的发射体，并且是所述测试样本中的所述第二放射性核素或与其类似；
由所述处理器显示作为脉冲形状的对应度量的函数的对应于所述第一及第二校准样本的经区分放射性事件的图形表示；
由所述处理器显示允许调整第一鉴别器设置及第二鉴别器设置中的一者或两者的图形用户接口元件，并且其中如果其脉冲形状的度量具有低于所述第一鉴别器设置的值，那么事件被识别为源自所述第一放射性核素，如果其脉冲形状的度量具有高于所述第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自所述第二放射性核素，并且如果其脉冲形状的度量具有介于所述第一鉴别器设置与所述第二鉴别器设置之间的值，那么所述事件被识别为不确定的；
由所述处理器接收由用户对定义所述第一及第二鉴别器设置的所述图形用户接口元件的设置的选择；
在给定所述用户选择的所述图形用户接口元件的设置的情况下，由所述处理器确定并显示针对所述第一及第二校准放射性核素中的每一者的溢出度量及/或效率度量；
由所述处理器接收对应于经调整第一鉴别器设置及经调整第二鉴别器设置中的一者或两者的所述图形用户接口元件的经调整设置；
根据所述图形用户接口元件的所述经调整设置，由所述处理器确定并显示针对所述第一及第二校准放射性核素中的每一者的溢出度量及/或效率度量；
针对所述测试样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者，由所述处理器获得脉冲形状的度量；
由所述处理器根据其脉冲形状的度量使用所述图形用户接口元件的所述经调整设置对所述测试样本中的所述有限检测到的放射性事件中的每一者进行分类；以及
由所述处理器根据所述图形用户接口元件的所述经调整设置显示所述测试样本中的所述第一放射性核素及所述测试样本中的所述第二放射性核素的度量。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述测试样本中的所述第一放射性核素是β发射体，且所述测试样本中的所述第二放射性核素是α发射体。
10.根据权利要求8所述的方法，其中在(i)所述第一校准样本、(ii)所述第二校准样本及(iii)所述测试样本中的至少一者中的所述多个有限检测到的放射性事件中的每一者具有检测到的光强度的相关联信号，从所述信号确定所述脉冲形状度量，其中所述检测到的光强度通过液体闪烁计数器作为时间的函数进行测量。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一校准样本不包括除所述第一校准放射性核素之外的任何放射性核素及/或其中所述第二校准样本不包括除所述第二校准放射性核素之外的任何放射性核素。
12.根据权利要求8所述的方法，其中所述脉冲形状度量是脉冲或尾部面积除以脉冲幅值的度量或是其函数。
13.根据权利要求8所述的方法，其中经区分放射性事件的所述图形表示包括直方图及/或溢出百分比的计算。
14.根据权利要求8所述的方法，其中所述经调整设置是用户调整设置。
15.根据权利要求8所述的方法，其包括：由所述处理器根据其脉冲形状度量使用所述经调整第一鉴别器设置及所述经调整第二鉴别器设置对所述测试样本中的所述有限检测到的放射性事件中的每一者进行分类。
16.根据权利要求8所述的方法，其包括由所述处理器根据其脉冲形状度量使用相异第一及第二鉴别器设置将所述有限检测到的放射性事件中的每一者分类为至少三个类别中的一者，其中如果其脉冲形状的度量具有低于所述经调整第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第一种放射性核素，如果其脉冲形状的度量具有高于所述经调整第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第二种放射性核素，并且如果其脉冲形状的度量具有介于所述经调整第一鉴别器设置与所述经调整第二鉴别器设置之间的值，那么所述事件被识别为不确定的。
17.根据权利要求8所述的方法，其中如果其脉冲形状具有低于所述经调整第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自β发射体，并且如果其脉冲形状具有高于所述经调整第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自α发射体，其中所述经调整第一鉴别器设置低于所述经调整第二鉴别器设置。
18.根据权利要求8所述的方法，其中经分类事件包含三个类别中的每一者中的非零数目的事件，其中所述三个类别中的第一者包括源自所述第一种放射性核素的事件，所述三个类别中的第二者包括源自所述第二种放射性核素的事件，且所述三个类别中的第三者包括不确定的事件。
19.根据权利要求8所述的方法，其中所述测试样本中的所述第一种放射性核素的所述度量是具有低于所述经调整第一鉴别器设置的脉冲形状值的经分类事件的总和或是其函数，并且所述测试样本中的所述第二种放射性核素的所述度量是具有高于所述经调整第二鉴别器设置的脉冲形状值的经分类事件的总和或是其函数。
20.一种用于在测试样本中存在的放射性核素的量化中自动优化鉴别器设置的方法，所述测试样本包括具有不同种类的至少第一及第二放射性核素，所述方法包括：
由计算装置的处理器接收对应于针对第一校准样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者的脉冲形状的度量的数据，所述第一校准样本包括第一校准放射性核素，所述第一校准放射性核素是与所述测试样本中的所述第一放射性核素相同种类的发射体，并且是所述测试样本中的所述第一放射性核素或与其类似；
由所述处理器接收对应于针对第二校准样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者的脉冲形状的度量的数据，所述第二校准样本包括第二校准放射性核素，所述第二校准放射性核素是与所述测试样本中的所述第二放射性核素相同种类的发射体，并且是所述测试样本中的所述第二放射性核素或与其类似；
针对第一鉴别器设置及不同于所述第一鉴别器设置的第二鉴别器设置两者的多个设置中的每一者，由所述处理器针对所述第一及第二校准放射性核素中的每一者确定：(i)溢出度量及(ii)效率度量，其中如果其脉冲形状的度量具有低于所述第一鉴别器设置的值，那么事件被识别为源自所述第一校准放射性核素，如果其脉冲形状的度量具有高于所述第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自所述第二校准放射性核素，并且如果其脉冲形状的度量介于所述第一鉴别器设置与所述第二鉴别器设置之间的值，那么所述事件被识别为不确定的；
由所述处理器计算对应于所述第一鉴别器设置及所述第二鉴别器设置的所述多个设置中的每一者的品质因数FOM，其中所述FOM是溢出及效率的函数；
由所述处理器确定产生可接受高FOM的所述第一鉴别器设置及所述第二鉴别器设置的接受设置；
由所述处理器针对所述测试样本中的多个有限检测到的放射性事件中的每一者，获得脉冲形状的度量；
由所述处理器根据其脉冲形状的度量使用所述第一鉴别器设置及所述第二鉴别器设置的所述接受设置对所述测试样本中的所述有限检测到的放射性事件中的每一者进行分类；以及
由所述处理器根据所述第一鉴别器设置及所述第二鉴别器设置的所述接受设置显示所述测试样本中的所述第一放射性核素及所述测试样本中的所述第二放射性核素的度量。
21.权利要求20所述的方法，其中所述测试样本中的所述第一放射性核素是β发射体，且所述测试样本中的所述第二放射性核素是α发射体。
22.根据权利要求20所述的方法，其中在(i)所述第一校准样本、(ii)所述第二校准样本及(iii)所述测试样本中的至少一者中的所述多个有限检测到的放射性事件中的每一者具有检测到的光强度的相关联信号，从所述信号确定所述脉冲形状度量，其中所述检测到的光强度通过液体闪烁计数器作为时间的函数进行测量。
23.根据权利要求20所述的方法，其中所述第一校准样本不包括除所述第一校准放射性核素之外的任何放射性核素及/或其中所述第二校准样本不包括除所述第二校准放射性核素之外的任何放射性核素。
24.根据权利要求20所述的方法，其中所述脉冲形状度量是脉冲或尾部面积除以脉冲幅值的度量或是其函数。
25.根据权利要求20所述的方法，其中所述FOM经计算为效率^2/溢出。
26.根据权利要求20所述的方法，其中所述第一鉴别器设置及所述第二鉴别器设置的所述接受设置是使所述FOM最大化的优化设置。
27.根据权利要求20所述的方法，其包括由所述处理器根据其脉冲形状度量使用相异第一及第二鉴别器设置将所述有限检测到的放射性事件中的每一者分类为至少三个类别中的一者，其中如果其脉冲形状的度量具有低于所述接受第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第一种放射性核素，如果其脉冲形状的度量具有高于所述接受第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第二种放射性核素，并且如果其脉冲形状的度量具有介于所述接受第一鉴别器设置与所述接受第二鉴别器设置之间的值，那么所述事件被识别为不确定的。
28.根据权利要求20所述的方法，其中如果其脉冲形状具有低于所述接受第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自β发射体，并且如果其脉冲形状具有高于所述接受第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自α发射体，其中所述接受第一鉴别器设置低于所述接受第二鉴别器设置。
29.根据权利要求20所述的方法，其中经分类事件包含三个类别中的每一者中的非零数目的事件，其中所述三个类别中的第一者包括源自所述第一种放射性核素的事件，所述三个类别中的第二者包括源自所述第二种放射性核素的事件，且所述三个类别中的第三者包括不确定的事件。
30.根据权利要求20所述的方法，其中所述第一放射性核素的所述度量是具有低于所述接受第一鉴别器设置的脉冲形状值的经分类事件的总和或是其函数，并且其中所述第二放射性核素的所述度量是具有高于所述接受第二鉴别器设置的脉冲形状值的经分类事件的总和或是其函数。
31.一种用于量化测试样本中存在的两种或更多种放射性核素的辐射检测系统，所述系统包括：
检测器，其用于产生对应于测试样本中的多个检测到的放射性事件中的每一者的脉冲信号；
处理器；及
存储器，其上存储有指令，其中所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器：
针对所述测试样本中的所述多个检测到的放射性事件中的每一者，从所述对应脉冲信号获得脉冲形状的度量，其中所述度量是脉冲强度及脉冲持续时间的函数；
根据其脉冲形状的度量使用相异第一及第二鉴别器设置将所述检测到的放射性事件中的每一者分类为至少三个类别中的一者，其中如果其脉冲形状的度量具有低于所述第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第一种放射性核素，如果其脉冲形状的度量具有高于所述第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自第二种放射性核素，并且如果其脉冲形状的度量具有介于所述第一鉴别器设置与所述第二鉴别器设置之间的值，那么所述事件被识别为不确定的；及
显示所述第一种放射性核素的度量及所述第二种放射性核素的度量。
32.根据权利要求31所述的系统，其中所述两种或更多种放射性核素包括β发射体及α发射体。
33.根据权利要求31所述的系统，其中所述检测器是包括一或多个光电倍增管的液体闪烁计数器。
34.根据权利要求31所述的系统，其中所述测试样本是包括样本材料、针对所述样本材料的溶剂及闪烁体的混合物，并且所述样本材料包括经历放射性衰变的放射性核素，借此所述衰变能量致使所述闪烁体的激发及被检测的UV光的释放。
35.根据权利要求34所述的系统，其中所述闪烁体是氟。
36.根据权利要求31所述的系统，其中所述对应脉冲信号是作为时间的函数的检测到的光强度的度量。
37.根据权利要求31所述的系统，其中所述脉冲形状度量是脉冲或尾部面积除以脉冲幅值的度量或是其函数。
38.根据权利要求31所述的系统，其中如果其脉冲形状具有低于所述第一鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自β发射体，并且如果其脉冲形状具有高于所述第二鉴别器设置的值，那么所述事件被识别为源自α发射体，其中所述第一鉴别器设置低于所述第二鉴别器设置。
39.根据权利要求31所述的系统，其中经分类事件包含三个类别中的每一者中的非零数目的事件，其中所述三个类别中的第一者包括源自所述第一种放射性核素的事件，所述三个类别中的第二者包括源自所述第二种放射性核素的事件，且所述三个类别中的第三者包括不确定的事件。
40.根据权利要求31所述的系统，其中所述第一种放射性核素的所述度量是具有低于所述第一鉴别器设置的脉冲形状值的经分类事件的总和或是其函数，并且所述第二种放射性核素的所述度量是具有高于所述第二鉴别器设置的脉冲形状值的经分类事件的总和或是其函数。
CN201680089453.3A 2016-10-21 2016-10-28 用改进的事件类型区别进行辐射检测的系统及方法 Active CN109791211B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662411448P 2016-10-21 2016-10-21
US62/411,448 2016-10-21
PCT/US2016/059508 WO2018075081A1 (en) 2016-10-21 2016-10-28 Systems and methods for radiation detection with improved event type discrimination

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109791211A CN109791211A (zh) 2019-05-21
CN109791211B true CN109791211B (zh) 2020-08-25

Family

ID=57256476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680089453.3A Active CN109791211B (zh) 2016-10-21 2016-10-28 用改进的事件类型区别进行辐射检测的系统及方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10145967B2 (zh)
EP (1) EP3529636B1 (zh)
JP (1) JP6638115B2 (zh)
CN (1) CN109791211B (zh)
WO (1) WO2018075081A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106027124A (zh) * 2016-05-10 2016-10-12 京东方科技集团股份有限公司 一种智能终端
WO2019055805A1 (en) 2017-09-15 2019-03-21 Perkinelmer Health Sciences, Inc. SYSTEMS AND METHODS FOR EMULATING SCINTILLATION EVENTS USING AN ELECTRONIC TEST SOURCE
DE102019219252A1 (de) * 2019-12-10 2021-06-10 Berthold Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren und Messgerät zum Messen von ionisierender Strahlung
US11650339B2 (en) * 2020-05-12 2023-05-16 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Spectroscopic sensor for alpha and beta particles

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5317158A (en) * 1991-10-22 1994-05-31 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Unitary scintillation detector and system
CN101273283A (zh) * 2005-07-22 2008-09-24 Icx射线有限责任公司 测量电离辐射的检测器
CN103235331A (zh) * 2013-04-26 2013-08-07 贝谷科技股份有限公司 用于检测特定放射性核素的能量分段的方法及其电路
CN105425268A (zh) * 2015-11-02 2016-03-23 中国科学院近代物理研究所 快速测量盐湖卤水中铀钍钾含量的γ谱仪及其测量方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3818356A (en) 1968-05-10 1974-06-18 Japan Atomic Energy Res Inst Pulse-shape discriminating circuit, for discriminating between pulses of differing amplitude and time duration
US3988586A (en) 1975-06-24 1976-10-26 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Combination neutron-gamma ray detector
US4651006A (en) 1985-04-08 1987-03-17 Packard Instrument Company, Inc. Reduced background scintillation counting
US4742226A (en) * 1985-09-13 1988-05-03 Packard Instrument Company, Inc. Radionuclide identification in liquid scintillation counting
JPH0254192A (ja) * 1988-08-17 1990-02-23 Toshiba Corp 中性子線検出装置
JPH05341047A (ja) * 1991-05-22 1993-12-24 Japan Atom Energy Res Inst 効果的なα及びβ（γ）線同時測定法及びその検出器
JP3227224B2 (ja) * 1992-10-09 2001-11-12 日本原子力研究所 光学フィルターによりシンチレータ出力パルス波高及び立ち上がり時間が制御可能なホスウィッチ検出器
FR2704067B1 (fr) * 1993-04-16 1995-06-02 Commissariat Energie Atomique Procédé et dispositif d'étalonnage en énergie d'un ensemble de détection électronique des rayonnements bêta et/ou photons X et gamma à distribution compton émis par un aérosol radioactif.
JPH0784054A (ja) * 1993-09-16 1995-03-31 Toshiba Corp 放射線検出器および放射線測定装置
US5483070A (en) 1994-08-02 1996-01-09 Packard Instrument Company Scintillation counter
JPH08285944A (ja) * 1995-04-18 1996-11-01 Aloka Co Ltd ダストモニタ
JP3231219B2 (ja) * 1995-07-07 2001-11-19 アロカ株式会社 液体シンチレーションカウンタ
JP2000131441A (ja) * 1998-10-27 2000-05-12 Hitachi Ltd 荷電粒子測定装置及びそれを用いたダストモニタ
JP4064009B2 (ja) * 1999-07-30 2008-03-19 株式会社東芝 線種弁別型放射線検出装置
JP3958069B2 (ja) 2001-03-28 2007-08-15 株式会社東芝 放射線測定装置
JP2004163352A (ja) 2002-11-15 2004-06-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 放射線弁別装置
US6953937B2 (en) 2003-06-26 2005-10-11 Battelle Energy Alliance, Llc Method and apparatus for the detection of neutrons and gamma rays
DE102004009104A1 (de) * 2004-02-25 2005-09-22 Berthold Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis ionisierender Strahlung
JP3858933B1 (ja) 2005-08-31 2006-12-20 株式会社日立製作所 放射線検出回路およびそれを用いた核医学診断装置
US7388206B2 (en) 2006-06-16 2008-06-17 Ge Homeland Protection, Inc. Pulse shape discrimination method and apparatus for high-sensitivity radioisotope identification with an integrated neutron-gamma radiation detector
JP2008026195A (ja) * 2006-07-24 2008-02-07 Hitachi Ltd 中性子強度分布測定装置
US7683334B2 (en) * 2007-08-07 2010-03-23 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Simultaneous beta and gamma spectroscopy
US20100308231A1 (en) * 2009-06-08 2010-12-09 Amin Sharghi Ido method and system for discrimination pulse shape
GB201016749D0 (en) 2010-10-05 2010-11-17 Hybrid Instr Ltd Apparatus and method for radiation analysis
GB201019521D0 (en) * 2010-11-18 2010-12-29 Durham Scient Crystals Ltd Radiation detection
US8901503B2 (en) 2012-04-19 2014-12-02 Canberra Industries, Inc. Radiation detector system and method
US9297909B2 (en) 2014-04-18 2016-03-29 Perkinelmer Health Sciences, Inc. Guard efficiency compensation system and method
WO2015171919A1 (en) 2014-05-09 2015-11-12 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Radiation detection apparatus having a doped scintillator and a pulse shape analysis module and a method of using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5317158A (en) * 1991-10-22 1994-05-31 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Unitary scintillation detector and system
CN101273283A (zh) * 2005-07-22 2008-09-24 Icx射线有限责任公司 测量电离辐射的检测器
CN103235331A (zh) * 2013-04-26 2013-08-07 贝谷科技股份有限公司 用于检测特定放射性核素的能量分段的方法及其电路
CN105425268A (zh) * 2015-11-02 2016-03-23 中国科学院近代物理研究所 快速测量盐湖卤水中铀钍钾含量的γ谱仪及其测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6638115B2 (ja) 2020-01-29
WO2018075081A1 (en) 2018-04-26
US20180113223A1 (en) 2018-04-26
EP3529636B1 (en) 2021-08-04
US10145967B2 (en) 2018-12-04
JP2019531482A (ja) 2019-10-31
CN109791211A (zh) 2019-05-21
EP3529636A1 (en) 2019-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109791211B (zh) 用改进的事件类型区别进行辐射检测的系统及方法
Goldsmith et al. A compact neutron scatter camera for field deployment
Hennig et al. Single-channel beta-gamma coincidence detection of radioactive xenon using digital pulse shape analysis of phoswich detector signals
Zhang et al. A gamma–gamma coincidence/anticoincidence spectrometer for low-level cosmogenic 22Na/7Be activity ratio measurement
US9435751B2 (en) Remote detection and identification of nuclear materials using multiple ion-chambers
US10078145B1 (en) Methods and systems for calibration of particle detectors
CN103424767A (zh) 一种测定U-Pu混合物中235U和239Pu含量的方法
Britton Development of a Compton suppressed gamma spectrometer using Monte Carlo techniques
Feng et al. Expanded Applications of Liquid Scintillation Counting and Several Related Issues
Campbell et al. The galactic isotropic γ-ray background and implications for dark matter
CN113466923B (zh) 放射性物质检测方法及放射性物质检测装置
Sivels et al. Anticoincidence analysis for radioxenon detection
Lee et al. Pulse shape discrimination in an organic scintillation phoswich detector using machine learning techniques
JP2023533781A (ja) 核の脅威を特定するためのシステム及び方法
CN117932355A (zh) 一种核素识别方法、系统及电子设备
Portnoy et al. Using alisa for high-speed classification of the components and their concentrations in mixtures of radioisotopes
Keyser et al. Performance of the true coincidence correction method in gammavision
CN115032679A (zh) 二维正电子湮没寿命谱测量方法及系统
Harada et al. Status report for the 20th J-PARC PAC: a search for sterile neutrino at J-PARC MLF (J-PARC E56, JSNS2)
Shyti et al. Determination of 226 Ra an 228 Ra in water using LabSOCS efficiency calibration software for gamma spextrometric analyses
Nisti et al. Assessment of Sr-90 in water samples: precision and accuracy
Fang Algorithms for nuclear data analysis applied to safety and materials
Lehnert et al. Constraints on partial half-lives of Ce 136 and Ce 138 double electron captures
Morichi et al. A Novel Portable Device For Gamma And Neutron Spectroscopy With Special Nuclear Material Identification
CN114791621A (zh) 用于液闪表征的正电子湮没寿命谱测量方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant