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隔間模型

compartment model

保健物理辭典

名詞解釋:  隔間模型是將要討論的器官各以一個隔間來代表,各器官間的作用假設均為「一階作用」,即放射性核種排出某器官的量僅與該器官內的核種濃度有關。此外另假設器官間的核種轉移率(partial-turnover rate)及核種排出器官的速率均為定值。以微分方程式列出每個隔間狀態再求解。   這個模型有幾個缺點:第一、它只能求出某器官中所含核種的量,對核種在器官內的分布狀態一無所知。因此使用此模型時一般假設核種在器官內均勻分布。這個假設對體內的γ射源沒有問題,但對α與β射源就有很大的差異。目前有許多資料指出α或β射源在許多器官中並非均勻分布,故此模型大受限制。第二、器官間的核種轉移率以目前的生化知識很難獲得,因此影響整個結果。再者,一階作用的假設經實驗證明不太可靠。同時隔間的數目加多後,模型的數學式極為繁複,很不容易解。好在目前大型計算機的發展對這點大有幫助。   儘管如此,隔間模型仍有許多優點而值得採用。若仔細地安排隔間和路徑狀態,此模型能很準確地模擬新陳代謝過程,而將核種在器官內累積、排泄、沉積及在各器官間轉移的情形表示出來。而且它可以相當簡化,以便很快地得到一組粗略的參考數值。若經過適當地修改,它還能處理不同的攝入條件與構成衰變鏈的核種。   隔間模型常用的參數為:   qt:i器官中核種的放射性   kij:由i器官到j器官的核種轉移率   kio:由i器官排出的速率,包括排泄或沉積   λp:核種的物理半化期   n:隔間的數目   則qt隨時間變化的微分方程式為      式中右邊的第一項是核種因放射性衰變減少的量。第二項是排泄或沉積體內的核種量。括弧中的第一項是由i器官轉移過來所獲得的核種量,最後則是轉移入j器官而失去的量。解上式,得到器官內放射性核種含量的通式為:      其中m是i器官的質量。ri, mj和nj都是正常數,通常是與轉移率有關的複雜函數。   以單隔間,一次攝入為例(見圖1),假設血液是討論的隔間。排出血液的核種可能會排泄出體外,(設為ae)或沉積於其它器官(aj),兩者之和為1。則         這個例子也可以看成是一個三隔間模型,只是其它兩個隔間(排泄與沉積)的核種即不互相轉移,也不轉移給第三者,只由第三者接受核種。當然隔間愈多,代表的微分方程式愈複雜。   參見乘方函數模型power function model條。

隔間模型

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學術名詞
統計學名詞
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