本發(fā)明涉及核與輻射探測領(lǐng)域，尤其涉及一種簡化體模。
背景技術(shù)：
：目前全身計數(shù)器刻度用體模有多種，根據(jù)刻度位置及源項不同有不同的標(biāo)準(zhǔn)。BOMAB體模為身高170cm，70kg的男性(如圖1a所示)，腔室厚度0.5cm，腔室尺寸如表1所示。表1BOMAB體模的腔室尺寸甲狀腺標(biāo)準(zhǔn)模型參照ANSI/HPSN13.44-2014(見圖1b)，各參數(shù)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)給出。針對肺部沉積放射性測量研究的體模，常用的有美國勞倫斯利佛莫爾國家實驗室(TheLawrenceLivermoreNationalNaboratory)的LLNL模型，參考人為身高177cm，體重76kg，男性(見圖2)。和日本原子能研究院(JapanAtomicEnergyResearchInstitute)的JAERI模型，參考人為身高168cm，體重63.5kg，男性(見圖3)。中國輻射防護(hù)研究院與蘇州大學(xué)教學(xué)模具廠共同研發(fā)的中國人體仿真體模(如圖4所示)，型號為CIRP-RPT-1。該體模參照《中國參考人解剖生理和代謝數(shù)據(jù)》，選擇身高為172cm，體重為71kg的中國男性作為制作軀干模型的尺寸依據(jù)。目前國內(nèi)外全身計數(shù)器刻度體模都比較復(fù)雜。且不管如何精心設(shè)計制作人體軀干等效模型，對性別、體型不同的測量對象采用同一效率刻度系數(shù)是不合適的。Kramer等人就LLNL和JAERI兩種軀干體模對同一肺部計數(shù)器刻度進(jìn)行比較研究，在相同的測量幾何條件下，不同軀干模型對低能光子的校準(zhǔn)系數(shù)差異可達(dá)30％甚至更高，這主要是由制作不同體模的參考人體型的差異、目標(biāo)器官的體積的差異以及選用的組織等效材料之間的差異造成的。1cm左右的胸壁厚度或組織成分的變化都可能引起探測效率數(shù)量級的改變，對測量低能γ、X射線影響更為嚴(yán)重。因此必須針對單一被測量個體的胸壁厚度進(jìn)行探測效率的修正。多數(shù)物理體模在制作過程中，會另外制作材料相同而厚度不同的附加蓋板，附加蓋板可放置在體模胸部外層以模擬人體不同的胸壁厚度。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于為全身計數(shù)器提供一種更簡便的刻度體模和刻度方法，從而為全身計數(shù)器的使用提供很好的技術(shù)支持。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：本發(fā)明提供一種用于全身計數(shù)器刻度的簡化體模，包括體模本體，以及與所述體模本體中心縱軸垂直的四條平行孔洞；所述孔洞或所述孔洞的延長線與所述體模本體的中心縱軸相交；所述孔洞從上至下依次為第一孔洞，第二孔洞，第三孔洞和第四孔洞，分別對應(yīng)人體的甲狀腺、肺部、全身和胃腸道部位。本發(fā)明對體模本體的形狀沒有特殊的限定，在本發(fā)明實施例中，體模本體優(yōu)選為圓柱體、圓體或方體。其中，作為一種優(yōu)選的實施方式，所述圓柱體的直徑是20cm，高30cm。作為一種優(yōu)選的實施方式，所述圓體的最大水平橫截面直徑是20cm，最大垂直橫截面直徑是30cm。作為一種優(yōu)選的實施方式，所述方體的最小邊長為20cm，高為30cm。本發(fā)明對所述孔洞的具體位置沒有特殊的限定，可以根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整。在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選所述第一孔洞，第二孔洞，第三孔洞和第四孔洞距離所述體模本體頂端的距離分別為2±1cm，9±1cm，15±1cm和23±1cm。本發(fā)明對所述孔洞的深度沒有特殊的限定。在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選所述第一孔洞，第二孔洞，第三孔洞和第四孔洞的深度分別為18±0.5cm，15±0.5cm，17±0.5cm和14.5±0.5cm。在孔內(nèi)一定深度處放置放射源進(jìn)行相關(guān)位置的刻度。本發(fā)明對所述孔洞的孔徑大小沒有特殊的限定，可以根據(jù)放射源的大小進(jìn)行孔徑的設(shè)定，以能將放射源放入所述孔洞為準(zhǔn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況進(jìn)行簡化體模的調(diào)整，如調(diào)節(jié)孔洞的位置、大小及深度，使放射源置于孔洞內(nèi)的不同位置以及深度來調(diào)節(jié)探測器的計數(shù)，使得探測器計數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)體模的計數(shù)相接近。通過模擬計算可以對簡化體模的孔洞位置、大小和深度進(jìn)行不同的設(shè)計。本發(fā)明中，所述體模本體為聚甲基丙烯酸甲酯材料，即有機(jī)玻璃。其分子式為(C5H8O2)n，密度為1.18g/cm3。本發(fā)明還提供一種應(yīng)用上述簡化體模的刻度方法，包括以下步驟：將放射源置于所述簡化體模的不同孔洞中，調(diào)整所述放射源在所述孔洞中的深度，將所述簡化體模放入全身計數(shù)器內(nèi)部進(jìn)行刻度，分別測量探測器對不同位置處放射源的探測效率。相對于現(xiàn)有技術(shù)中的刻度體模，本發(fā)明的刻度體模結(jié)構(gòu)更加簡單，又可以較好的對全身計數(shù)器進(jìn)行刻度，包括甲狀腺、肺部、全身、胃腸道等部位。本發(fā)明通過模擬計算設(shè)計的簡化體模，探測器對簡化體模中源的探測效率與對標(biāo)準(zhǔn)體模中源的探測效率在一定的誤差范圍內(nèi)一致；通過模擬計數(shù)與實驗計數(shù)的比較，證明本發(fā)明的簡化體模有較好的準(zhǔn)確性?？梢姳景l(fā)明的簡化體模具有很好的應(yīng)用性。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1a是BOMAB體模的示意圖圖1b是和BOMAB體模的甲狀腺模型圖；圖2是肺部計數(shù)器LLNL模型刻度體模；圖3是肺部計數(shù)器JAERI模型刻度體模；圖4是中國參考人物理體模CIRP-RPT-1；圖5是實施例1中簡化體模的立體圖(a)和透視圖(b)；圖6是實施例2中簡化體模的側(cè)視圖(a)和透視圖(b)；圖7是實施例3中簡化體模的立體圖(a)和透視圖(b)；圖8是構(gòu)建BOMAB體模的模型圖；圖9是本發(fā)明簡化體模模擬過程位置示意圖。具體實施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實施例1：圓柱體簡化體模如圖5所示，一種用于全身計數(shù)器刻度的簡化體模，簡化體模本體1為直徑是20cm，高30cm的有機(jī)玻璃柱體。沿體模本體1的水平直徑方向開四個平行的孔洞，孔洞從上至下依次為第一孔洞11，第二孔洞12，第三孔洞13和第四孔洞14，分別對應(yīng)人體的甲狀腺、肺部、全身和胃腸道部位?？锥吹目讖街饕獮槟芊畔履壳艾F(xiàn)有的放射源，本實施例中孔洞孔徑為3.24cm。第一孔洞11中心距體模本體1頂端為2cm，孔洞深18cm；第二孔洞12中心距體模本體1頂端為9cm，洞深15cm；第三孔洞13中心距體模本體1頂端為15cm，洞深17cm；第四個洞孔洞14中心距體模本體1頂端為23cm，洞深14.5cm。使用前或需要刻度的時候，將放射源置于所述簡化體模的不同孔洞中，調(diào)整所述放射源在所述孔洞中的深度，將本發(fā)明的簡化體模放入美國ORTEC公司經(jīng)典型號Standfast全身計數(shù)器內(nèi)部進(jìn)行刻度，分別測量探測器對不同位置處放射源的探測效率。這樣可以通過探測器顯示的數(shù)據(jù)來確定探測器的效率及性能。實施例2：圓體簡化體模如圖6所示，一種用于全身計數(shù)器刻度的簡化體模，簡化體模本體1為有機(jī)玻璃的圓體，圓體的最大水平橫截面直徑是20cm，最大垂直橫截面直徑是30cm。沿體模本體1的水平直徑方向開四個平行的孔洞，孔洞從上至下依次為第一孔洞11，第二孔洞12，第三孔洞13和第四孔洞14，分別對應(yīng)人體的甲狀腺、肺部、全身和胃腸道部位?？锥吹目讖街饕獮槟芊畔履壳艾F(xiàn)有的放射源，本實施例中孔洞孔徑為3.12cm。第一孔洞11中心距體模本體1頂端為3cm，孔洞深17.5cm；第二孔洞12中心距體模本體1頂端為10cm，洞深15.5cm；第三孔洞13中心距體模本體1頂端為16cm，洞深17.5cm；第四個洞孔洞14中心距體模本體1頂端為23cm，洞深15cm。使用前或需要刻度的時候，將放射源置于所述簡化體模的不同孔洞中，調(diào)整所述放射源在所述孔洞中的深度，將本發(fā)明的簡化體模放入Canberra公司的經(jīng)典型號ACCUSAN全身計數(shù)器內(nèi)部進(jìn)行刻度，分別測量探測器對不同位置處放射源的探測效率。這樣可以通過探測器顯示的數(shù)據(jù)來確定探測器的效率及性能。實施例3：方體簡化體模如圖6所示，一種用于全身計數(shù)器刻度的簡化體模，簡化體模本體1為有機(jī)玻璃的長方體，長方體的邊長是20cm，高為30cm。沿體模本體1的中心縱軸垂直的方向開四個平行的孔洞，且孔洞或孔洞的延長線與體模本體1的中心縱軸相交。孔洞從上至下依次為第一孔洞11，第二孔洞12，第三孔洞13和第四孔洞14，分別對應(yīng)人體的甲狀腺、肺部、全身和胃腸道部位。孔洞的孔徑主要為能放下目前現(xiàn)有的放射源，本實施例中孔洞孔徑為3.21cm。第一孔洞11中心距體模本體1頂端為2.25cm，孔洞深18.43cm；第二孔洞12中心距體模本體1頂端為9.45cm，洞深15.05cm；第三孔洞13中心距體模本體1頂端為15.34cm，洞深17.32cm；第四個洞孔洞14中心距體模本體1頂端為23.12cm，洞深14.38cm。使用前或需要刻度的時候，將放射源置于所述簡化體模的不同孔洞中，調(diào)整所述放射源在所述孔洞中的深度，將本發(fā)明的簡化體模放入美國ORTEC公司經(jīng)典型號Standfast全身計數(shù)器內(nèi)部進(jìn)行刻度，分別測量探測器對不同位置處放射源的探測效率。這樣可以通過探測器顯示的數(shù)據(jù)來確定探測器的效率及性能。實施例4：簡化體模對全身計數(shù)器模擬刻度對比試驗1、BOMAB體模的模擬方案模擬用的BOMAB體模采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸。BOMAB體模腔室制作材料為：聚乙烯(CH2)n，密度0.95g/cm3；腔室中的填充材料為水。建模后的示意結(jié)構(gòu)圖如圖8所示。根據(jù)BOMAB體模分別建立甲狀腺、肺、胃和全身的蒙卡模擬模型，并通過模擬計算得到NaI探測器對不同器官中的不同能量的單能γ射線的探測效率。(其中計算甲狀腺時，甲狀腺的模型為ANSI13.44-2014模型)。2、簡化體模的模擬方案建立簡化體模模擬模型，調(diào)整體模的材料厚度以及源的擺放位置，計算不同能量γ射線穿過體模后探測器的探測效率，通過調(diào)整相應(yīng)的參數(shù)，使得簡化體模計算效率與BOMAB體模計算效率在一定誤差范圍內(nèi)一致。3、NaI探測器2個10cm×10cm×40cm的NaI晶體外包一層1mm后的鋁。探測器晶體的上端與體模的肩膀平齊。探測器離人體前端的距離為10cm。4、能量范圍模擬的能量范圍為：0.1～3MeV。0.1～2MeV之間的能量間隔為25keV，2～3MeV之間能量間隔為50keV，共100個能量點。通過MC模擬的模擬結(jié)果如表2所示，表中數(shù)據(jù)為100個能量點的平均值。表2簡化體模與BOMAB體模的模擬數(shù)據(jù)比值全身甲狀腺肺胃腸道1.054355271.006224581.040046931.01946253由表2表明本發(fā)明的簡化體模數(shù)據(jù)與BOMAB體體模的模擬數(shù)據(jù)誤差控制在±10％以內(nèi)。實施例5：進(jìn)一步驗證模擬的準(zhǔn)確性實驗過程示意圖如圖9所示。探測器放置在左邊，右邊為本發(fā)明簡化體模。將放射源放于不同的位置，如圖中的黑點位置，分別測量了探測器對不同位置處放射源的探測效率，與模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得到一定誤差范圍內(nèi)的一致性。試驗結(jié)果如表3所示。表3模擬計數(shù)與實驗計數(shù)的結(jié)果本發(fā)明設(shè)計、建立的簡化刻度體模，通過實施例4的模擬計算，驗證了該體模與其它標(biāo)準(zhǔn)體?？潭鹊囊恢滦?。同時通過實施例5實驗，進(jìn)一步驗證了模擬的準(zhǔn)確性。從而證明本發(fā)明簡化體模的可應(yīng)用性。以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3