核与辐射突发事件发生后,对伤员进行快速的剂量评估是临床诊断和展开救援的关键。电子顺磁共振（Electron Paramagnetic Resonance,EPR）可以对牙齿中电离辐射产生的自由基进行特异性检测以评估辐射剂量。通常牙齿剂量EPR测量方法使用离体牙齿样品进行测量,离体测量受限于有创的采样方式,多应用于回顾性的剂量评估中。而在体测量方法可以不经采样,直接对人牙齿进行EPR测量来评估受照射剂量,因而被认为是一种较理想的事故现场快速剂量评估方法。本研究团队前期已经实现了用X波段EPR技术在体测量牙齿中辐射诱发的顺磁性信号,但是受到在体测量条件特殊性的影响,从EPR信号中获得准确的剂量信息却面临着一些因素的制约。主要包括受试者牙齿含水造成的介电损耗（尤其在X波段EPR更强烈）、牙齿体积与形态的个体差异、人体生理活动的干扰等。本工作主要针对这些在体测量特有的干扰因素开展研究,在详细研究了各种干扰因素的特性与规律的基础上,有针对性地提出了校正和改进方法,并付诸实验检验,使X波段EPR牙齿剂量在体测量技术向实用化更进了一步。主要研究内容和结果如下:1.针对牙齿表面水的影响,分别使用有限元仿真计算方法和不同厚度的水膜实验,分析了牙齿表面水厚度变化对在体测量的影响规律。结果表明,随着牙齿表面水的厚度增加,EPR在体测量谱仪的谐振腔探测灵敏度逐渐降低,严重影响测量状态。通过在谐振腔内设计、制作Mn2+/CaO内置标准样品对测量状态进行跟踪,采用牙齿信号与内标信号的相对信号强度对测量结果进行校正,有效降低了牙齿表面水引起的测量误差,使牙齿信号强度的相对标准差由30.8%改善到17.9%。在此基础上,利用牙科橡皮障技术的物理隔离方法,将被测牙齿与口腔内的唾液隔离,防止了测量过程中唾液在测量区域的持续累积,有效改善了牙齿表面水介电损耗的影响。2.针对牙齿体积与形态个体差异的影响,兼顾现场应用条件的可行性,提出了一种根据牙齿几何形状和谐振腔探测灵敏度分布进行校正的计算方法。通过牙齿局部印模切片和数字图像采集、处理方法,实现了简捷而准确地重建被测牙齿的体积与空间形态;通过自由基点状样品实验,获得谐振腔探测灵敏度空间分布规律;通过体积元加权计算,建立了在测量有效区域内依据灵敏度分布的牙齿体积重建和剂量信号校正方法。利用整颗离体牙齿样品对该方法进行了实验验证,相同剂量组信号强度的相对标准偏差可下降54.8%,剂量响应线性相关系数可由0.731提高到0.986。显著降低了牙齿体积与形态个体差异造成的测量误差。3.针对各种生理活动的干扰因素,设计制作了专用固定装置,对谐振腔、调制线圈和磁场中心位置加以固定,并通过优化扫场装置与受试者的位置和姿态,以提高测量过程的稳定性,减少在体测量的中装置和被测者各种颤动引起的干扰;提出了利用波谱数据校正、多次快速扫描自动识别和筛选有效波谱的方法,解决谱线漂移以及因干扰过大而无法获得正常波谱的问题。4.综合考虑各影响因素及其校正方案,编制了一套牙齿剂量在体测量专用软件。该软件实现了在体测量所需的磁场扫描控制与波谱采集、储存和识别显示等基础功能;在此基础上实现对各影响因素的分析并根据其权重情况对剂量计算实施校正,人体在体测量实验验证表明该软件可有效地将在体测量实验控制与数据校正相结合,并可以避免人为因素对测量结果的过多干预。5.通过志愿者实施了牙齿剂量在体测量实验,初步验证了本研究结果的可行性和有效性。相较于离体测量,在体条件下测到的辐射诱发信号下降约40%,但利用本工作建立的方法,仍能有效维持在体测量过程,目前在体测量可测剂量下限约为2Gy。在体测量方法是目前牙齿EPR剂量重建的新方法,针对X波段EPR在体测量条件下的各种影响因素及其解决方法尚未充分研究。本工作在研究了X波段EPR在体测量的主要影响因素的特点和规律基础上,提出并建立了针对性的校正方法和改进措施。初步解决了在体条件下主要影响因素对剂量评估的影响,提高了牙齿剂量EPR在体测量方法的实用性。