本發(fā)明屬于劑量率測量，具體涉及一種用于測量β敷貼器表面吸收劑量率的微型外推電離室及方法。

背景技術(shù)：

1、β核素被廣泛應(yīng)用在近距離放射性治療上，特別是用于眼科和皮膚治療的β敷貼器。β敷貼器是將一定劑量的β放射性核素作為外照射源緊貼于病變部位，通過產(chǎn)生的β射線對病灶產(chǎn)生電離輻射生物效應(yīng)，以達到治療目的。要想得到較好的治療質(zhì)量，既要對病灶進行有效治療效果，又要避免受到不必要的照射，需要準確有效的估算β敷貼器的表面吸收劑量。目前校準β敷貼器的推薦儀器是電極之間間距可變的平行板電離室，這是一種靈敏體積允許發(fā)生變化的外推電離室，通過使用外推法，可以確定β敷貼器的表面吸收劑量率。

2、但目前常用的外推電離室的探測窗的面積較大，對于針對不同病灶的大小不同的敷貼器，有時敷貼器不足以覆蓋整個探測窗，此時外推電離室則需要根據(jù)敷貼器的大小選擇不同的轉(zhuǎn)換系數(shù)，再根據(jù)不同轉(zhuǎn)換系數(shù)得到敷貼器的表面吸收劑量率，使用步驟較為繁瑣。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種用于測量β敷貼器表面吸收劑量率的微型外推電離室及方法，使用該外推電離室能夠快速有效的對小面積90sr+90yβ敷貼器進行校準，以及準確測量小面積β敷貼器的表面吸收劑量率。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種用于測量β敷貼器表面吸收劑量率的微型外推電離室，從前到后依次包括：電離室前端、電離室外殼和螺旋測微器，所述螺旋測微器包括旋轉(zhuǎn)手柄和測微螺桿，所述旋轉(zhuǎn)手柄設(shè)置在所述電離室外殼的后端，所述測微螺桿伸入所述電離室外殼的內(nèi)部；

4、所述電離室前端包括入射窗、組織等效材料墊片、收集電極和保護環(huán)，所述入射窗設(shè)置在所述電離室外殼的前端面上，所述組織等效材料墊片設(shè)置在所述入射窗上，用于所述固定入射窗；所述收集電極和所述保護環(huán)同軸設(shè)置在所述電離室外殼的內(nèi)部，后端與所述測微螺桿的前端連接；所述保護環(huán)設(shè)置在所述收集電極的外圍，且與所述收集電極兩端平齊，從而所述收集電極和所述保護環(huán)之間的空間形成絕緣間隙，所述入射窗、收集電極和保護環(huán)共同限制形成用于探測的靈敏體積，通過所述螺旋測微器調(diào)節(jié)所述收集電極與所述入射窗之間的距離，以此來改變所述靈敏體積的深度；

5、所述收集電極上接有地線和信號線，所述電離室外殼上設(shè)置有tnc接口，通過所述tnc接口將相匹配的監(jiān)測電壓施加至所述入射窗上，以及將所述收集電極的信號線與外部的靜電計連接，實現(xiàn)信號的收集和讀取。

6、進一步，如上所述的用于測量β敷貼器表面吸收劑量率的微型外推電離室，所述入射窗的材料為鍍鋁聚酯薄膜，其質(zhì)量厚度為1～10mg·cm-2。

7、進一步，如上所述的用于測量β敷貼器表面吸收劑量率的微型外推電離室，所述組織等效材料墊片的材料為聚甲基丙烯酸甲酯，厚度為1～3mm。

8、進一步，如上所述的用于測量β敷貼器表面吸收劑量率的微型外推電離室，所述收集電極為圓柱體結(jié)構(gòu)，直徑為3～5mm，其材料為組織等效材料，外表面噴涂有石墨，用于確保弱電流的測量穩(wěn)定性。

9、進一步，如上所述的用于測量β敷貼器表面吸收劑量率的微型外推電離室，所述保護環(huán)用于減少來自充氣空腔的漏電流并均整平行電場，其材料為組織等效材料；外形為中空圓桶結(jié)構(gòu)，與所述收集電極之間間隔0.4～0.6mm。

10、進一步，如上所述的用于測量β敷貼器表面吸收劑量率的微型外推電離室，所述靈敏體積的深度調(diào)節(jié)范圍為0～10mm。

11、使用如上所述的微型外推電離室測量β敷貼器表面吸收劑量率的方法，包括以下步驟：

12、s1、將所述電離室與靜電計連接，在電壓穩(wěn)定的情況下使所述電離室與靜電計充分預(yù)熱；

13、s2、通過對同一標準放射源進行不同外推距離下的劑量率測量，得到所述電離室電流隨外推距離的變化率并推算出電流值趨向于0時，所述電離室的外推零點d0；

14、s3、將所述電離室前端表面緊貼待測β敷貼器的表面，分別在正負極化電壓下多次測量電離電流，并計算得到平均電流值i；

15、s4、根據(jù)實際溫度和氣壓計算溫度氣壓修正系數(shù)，溫度氣壓修正系數(shù)計算公式為：

16、

17、式(3)中，t為溫度，單位為℃；p為氣壓，單位為kpa；ktp為得到的溫度氣壓修正系數(shù)，濕度修正因子在標準試驗條件下取1；

18、s5、根據(jù)步驟s2-s4的計算結(jié)果，得到待測β敷貼器的表面吸收劑量率，計算公式為：

19、

20、公式(4)中，為電離室0深度的組織吸收劑量率；為干燥空氣中形成每個離子對所消耗的平均能量與基本電荷e的比值；為組織對空氣的平均質(zhì)量碰撞組織本領(lǐng)比值；ρ0為標準溫度和標準壓力下的空氣密度；a為電離室的有效收集面積；k為隨電離室深度變化的修正因子之積；為外推電離室電流隨外推距離的變化率；其中對于一確定電離室而言為定值。

21、進一步，如上所述的微型外推電離室測量β敷貼器表面吸收劑量率的方法，步驟s2中通過螺旋測微器調(diào)整電離室的外推距離，即收集電極與入射窗之間的距離，得到所述電離室電流隨外推距離的變化率并推算出電流值趨向于0時，所述外推電離室的外推零點d0。

22、進一步，如上所述的微型外推電離室測量β敷貼器表面吸收劑量率的方法，步驟s2中外推距離設(shè)置為2.5、2.0、1.5、1.0、0.5mm。

23、進一步，如上所述的微型外推電離室測量β敷貼器表面吸收劑量率的方法，步驟s3具體為：

24、在+20v極化電壓條件下測量一組數(shù)后立刻改變極化電壓為-20v，待讀數(shù)穩(wěn)定后讀出-20v下的電離電流值；再次改變極化電壓為+20v待讀數(shù)穩(wěn)定后讀出此時的電離電流值，如此反復(fù)總計5次，共讀出3組+20v極化電壓下的電流值和2組-20v極化電壓下的電流值；平均電流值計算公式為：

25、

26、式(2)中，為+20v極化電壓條件下測量的第1、3、5次電流值的平均值；為-20v極化電壓條件下測量的第2、4次電流值的平均值。

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的用于測量β敷貼器表面吸收劑量率的微型外推電離室以及方法，具有以下有益效果：

28、該電離室在滿足bg原理的條件下，擁有極小的探測窗面積，能夠?qū)π∶娣e90sr+90yβ敷貼器進行校準和用來準確測量放射源的表面劑量分布。

技術(shù)特征：

1.一種用于測量β敷貼器表面吸收劑量率的微型外推電離室，其特征在于，所述電離室從前到后依次包括：電離室前端(1)、電離室外殼(2)和螺旋測微器(3)，所述螺旋測微器(3)包括旋轉(zhuǎn)手柄和測微螺桿，所述旋轉(zhuǎn)手柄設(shè)置在所述電離室外殼(2)的后端，所述測微螺桿伸入所述電離室外殼(2)的內(nèi)部；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測量β敷貼器表面吸收劑量率的微型外推電離室，其特征在于，所述入射窗(11)的材料為鍍鋁聚酯薄膜，其質(zhì)量厚度為1～10mg·cm-2。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于測量β敷貼器表面吸收劑量率的微型外推電離室，其特征在于，所述組織等效材料墊片(12)的材料為聚甲基丙烯酸甲酯，厚度為1～3mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于測量β敷貼器表面吸收劑量率的微型外推電離室，其特征在于，所述收集電極(13)為圓柱體結(jié)構(gòu)，直徑為3～5mm，其材料為組織等效材料，外表面噴涂有石墨，用于確保弱電流的測量穩(wěn)定性。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于測量β敷貼器表面吸收劑量率的微型外推電離室，其特征在于，所述保護環(huán)(14)用于減少來自充氣空腔的漏電流并均整平行電場，其材料為組織等效材料；外形為中空圓桶結(jié)構(gòu)，與所述收集電極(13)之間間隔0.4～0.6mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的用于測量β敷貼器表面吸收劑量率的微型外推電離室，其特征在于，所述靈敏體積(15)的深度調(diào)節(jié)范圍為0～10mm。

7.使用權(quán)利要求1-6任一項所述微型外推電離室測量β敷貼器表面吸收劑量率的方法，包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微型外推電離室測量β敷貼器表面吸收劑量率的方法，其特征在于，步驟s2中通過螺旋測微器調(diào)整電離室的外推距離，即收集電極與入射窗之間的距離，得到所述電離室電流隨外推距離的變化率并推算出電流值趨向于0時，所述外推電離室的外推零點d0。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微型外推電離室測量β敷貼器表面吸收劑量率的方法，其特征在于，步驟s2中外推距離設(shè)置為2.5、2.0、1.5、1.0、0.5mm。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微型外推電離室測量β敷貼器表面吸收劑量率的方法，其特征在于，步驟s3具體為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于測量β敷貼器表面吸收劑量率的微型外推電離室及方法，涉及劑量率技術(shù)領(lǐng)域，該電離室包括電離室前端和電離室外殼，螺旋測微器的旋轉(zhuǎn)手柄設(shè)在電離室外殼后端，測微螺桿伸入電離室外殼內(nèi)部；電離室前端包括入射窗，入射窗通過組織等效材料墊片固定在電離室外殼前端面上；保護環(huán)設(shè)置在收集電極外圍，收集電極和保護環(huán)同軸設(shè)置在電離室外殼內(nèi)部，后端與測微螺桿前端連接；收集電極和保護環(huán)之間形成絕緣間隙，入射窗、收集電極和保護環(huán)共同限制形成靈敏體積，通過螺旋測微器調(diào)節(jié)收集電極與入射窗之間的距離，以此改變靈敏體積的深度。本發(fā)明提供的電離室及方法能夠快速有效的對小面積β敷貼器進行校準和測量其表面吸收劑量率。

技術(shù)研發(fā)人員：劉新昊,韋應(yīng)靖,崔偉,李凱倫,李英幗,王雨青,王楨,李胤,蒯冠明,宋偉娜
受保護的技術(shù)使用者：中國輻射防護研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/5