A g -spektrumok
kiértékelése
A g
-spektrumok
feldolgozása kizárólag
számítógépes
programokkal történik, és magába foglalja
-
a teljesenergia-csúcsok megkeresését
(csúcskeresés, peak search),
-
a talált teljesenergia-csúcsok
illesztését
megfelelõ függvénnyel (fitting),
-
teljesenergia-csúcsok területének
számítását (net peak area calculation).
A g
-spektrum
matematikailag egy vektornak tekinthetõ, amelynek elemei
(csatornaszámok és beütésszámok) nemnegatív
egész számok. A teljesenergia-csúcsok kiválogatása
a spektrum többi alkotórészei és a statisztikus
ingadozások közül leggyakrabban digitális szûrési
és simítási eljárásokkal történik.
Közülük legismertebbek a második differenciálhányadost
számoló szûrési algoritmusok (pl. a négyszögfüggvény
vagy Gauss-görbe második deriváltja), amelyeket a csúcsszélességgel
összemérhetõ spektrumrészletre alkalmazunk. A
félértékszélesség kalibrációjának
ismerete alapvetõ fontosságú a csúcskeresés
során. A megfelelõen tág, kiválogatott részekhez
(region of interest, ROI) függvényt illesztünk,
ami általában összetett és empirikus tagokat
is tartalmaz. Az illesztõfüggvény alapvetõen
Gauss-görbe. Ezen túlmenõen tartalmazhat például
egy gyorslefutású exponenciálist (tökéletlen
töltéshordozó összegyûjtés miatt),
egy lassú lefutású exponenciálist (a
detektorban lejátszódó felületi és szórási
jelenségek leírására, a csúcshoz rendelt
háttér), lépcsõugrást Gauss-görbével
konvolválva (az elsõdleges töltött részecskének
a detektor aktív térfogatából történõ
kiszökése miatt), mindet a csúcs kisenergiás
oldalán, illetve elsõ- vagy másodfokú polinomot
a háttér lassan változó részének
a leírására. A változók kezdeti értékeit
a csúcskeresés által megtalált teljesenergia-csúcsok
helyzete, szélességük és más, a ROI-ban
meghatározható változók alkotják. Az
illesztés bonyolult optimalizációs eljárásokkal
történik, gyakran használjuk a súlyozott, nemlineáris
legkisebb négyzetek módszerét (nonlinear weighted
least squares method) vagy a maximum likelyhood módszert a beütésszámoktól
függõen. Az illesztés egyszerre számolja az összes
illesztési paramétert, például a csúcsamplitúdót
(ami ebben az eljárásban ekvivalens a területtel), a
csúcsszélességet, a csúcspozíciót
(a maximum vagy centroid, illetve a súlypont helyzetét),
az exponenciálisok és a polinom paramétereit. A számításokat
az illesztés jóságának a meghatározása
is kíséri. Bizonyos feltételek mellett a mért
adatok és az illesztési függvény különbségében,
maradékában (residuum) újabb csúcskeresés
indul meg másfajta csúcskeresõ algoritmussal az összetett
csúcsok (multiplettek) felismerésére és
kezelésére. Ha a maradékban teljesenergia-csúcs
vagy -csúcsok mutatkoznak, akkor többszörös függvénycsoportok
illesztése történik. Végezetül a teljesenergia-csúcsok
területét számoljuk ki egzakt módon az illesztett
paraméterek felhasználásával. A számításokat
természetesen intenzív hibaszámítás
is kíséri.
A g
-spektrumoknak
tehát csak a teljesenergia-csúcsokat tartalmazó részeit
értékeljük ki, ellentétben például
a röntgen-spektrumokmal, amelynek az egészét szokták
illeszteni. Az ismertebb g
-spektrum
kiértékelõ programok (Hypermet-PC,
Sampo-90, Genie-2000, GammaVision-32)
általában más, nagyon hasznos részeket, rutinokat
(pl. minõségbiztosítást, nuklid azonosítást,
minimálisan kimutatható radioaktivitás becslését
vagy kalibrációs eljárásokat) is magukba foglalnak.
Gyors döntésekhez
vagy mérés alatt hasznos lehet különálló
és nagy csúcsok területének egyszerû számítása,
monitorozása. Ha egy csúcs jól megválasztott
végpontjai közötti távolság n csatorna és
a két végpontok után közvetlenül következõ
csatornában a beütésszám rendre B1 és
B2, akkor a csúcsalatti A terület trapéz-módszerû
háttérlevonással kapható:
A = P – B2·n
– (B1 – B2
)
·n / 2 = P – n / 2 ·(B1
+ B2 ) ,
ahol P az adott, n
számú csatornák tartalmának az összege.
A csúcsterület
bizonytalansága lényeges csökken, ha a hátteret
nem 1, hanem néhány (pl. 3 vagy 5) csatornában mért
beütésszám átlagából számoljuk. |
Egy teljesenergia-csúcs területének
meghatározása trapéz-módszerel (AT3)
(AF:
illesztéssel kapott csúcsterület)
|
A terület standard deviációja
s A
= Ö (P
+ n / 2 ·(B1
+ B2 ))
.