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        醫(yī)療輻射防護(hù)測(cè)量?jī)x器:技術(shù)、挑戰(zhàn)和新方法

        2020-05-20 01:55:12
        中國(guó)醫(yī)療設(shè)備 2020年5期
        關(guān)鍵詞:劑量率測(cè)量?jī)x蓋子

        本文主要介紹一款新型醫(yī)院輻射測(cè)量?jī)x福祿克RaySafe 452:首先介紹醫(yī)院環(huán)境下對(duì)輻射防護(hù)測(cè)量?jī)x的需求;然后介紹常見的測(cè)量?jī)x技術(shù),闡述其可能性和界定,指出并討論醫(yī)院用測(cè)量?jī)x測(cè)量方面的一些難點(diǎn);最后介紹福祿克RaySafe 452的技術(shù),總結(jié)該儀器如何解決已發(fā)現(xiàn)的問題。

        1 為何醫(yī)院需要使用輻射測(cè)量?jī)x

        在醫(yī)療程序中,電離輻射被用于不同用途,其中三個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樵\斷成像、核醫(yī)學(xué)和放射治療。電離輻射可以挽救生命,但要對(duì)電離輻射的利弊進(jìn)行平衡。醫(yī)學(xué)物理師和輻射安全人員等致力于監(jiān)測(cè)、控制和減少不必要的輻射,最大程度降低患者和醫(yī)務(wù)人員的輻射照射量。

        圖1所示為一些測(cè)量場(chǎng)景,表明了醫(yī)院的各種測(cè)量需求。表1概括了醫(yī)院中測(cè)量?jī)x的主要應(yīng)用領(lǐng)域,輻射類型、測(cè)量量單位和典型能量范圍。

        表1 醫(yī)院輻射測(cè)量?jī)x的應(yīng)用領(lǐng)域示例

        2 輻射測(cè)量常用技術(shù)

        輻射測(cè)量常用技術(shù),見表2。

        表2 輻射測(cè)量常用技術(shù)

        3 醫(yī)院輻射防護(hù)測(cè)量難點(diǎn)

        RaySafe 452可完全解決以下醫(yī)院輻射環(huán)境中測(cè)量的難點(diǎn)(表3)。

        圖1 醫(yī)院內(nèi)輻射測(cè)量?jī)x測(cè)量示例

        4 RaySafe 452特性和優(yōu)勢(shì)

        輻射測(cè)量?jī)x探測(cè)器所采用的技術(shù)決定其應(yīng)用領(lǐng)域:電離室通常用于泄漏和散射測(cè)量,而GM管則用于探測(cè)泄漏的同位素和其他污染物。RaySafe 452將多種探測(cè)器測(cè)量技術(shù)無(wú)縫集成到一臺(tái)儀器之中:半導(dǎo)體二極管、閃爍體和GM圓盤,可同時(shí)測(cè)量不同類型的輻射和不同能量,并符合IEC 60846-1對(duì)加和性的要求。

        圖4為RaySafe 452的結(jié)構(gòu)及其測(cè)量示意圖。中間區(qū)域是GM圓盤探測(cè)器,四周是固態(tài)傳感器(碳纖維覆層),配備有兩個(gè)蓋子,黃色蓋子測(cè)量周圍劑量當(dāng)量H×(10),灰色蓋子測(cè)量空氣比釋動(dòng)能(Kair)。蓋子為濾過(guò)組合,在較寬的能量范圍內(nèi)提供平坦的能量響應(yīng)(圖5)。去掉蓋子時(shí),可測(cè)量α、β和γ輻射計(jì)數(shù)(CPS)。更換蓋子時(shí)不需要進(jìn)行任何設(shè)置,會(huì)自動(dòng)切換單位。

        表3 醫(yī)院輻射環(huán)境中測(cè)量的主要難點(diǎn)

        圖2 N-80(窄射束系列)和透視機(jī)在120 kV(0.3 mm銅濾過(guò))下的近似光子能量分布

        圖3 臨床直線加速器(Varian)光子能量的近似分布

        圖4 RaySafe 452的結(jié)構(gòu)及其測(cè)量示意圖

        (1)響應(yīng)時(shí)間、低劑量率、高劑量率。融合了GM探測(cè)器和固態(tài)探測(cè)器的技術(shù)優(yōu)勢(shì),低劑量率下,發(fā)揮GM探測(cè)器的響應(yīng)速度和靈敏度優(yōu)勢(shì),同時(shí)每毫秒執(zhí)行一次死區(qū)時(shí)間修正;高劑量率下使用固態(tài)探測(cè)器;對(duì)于中等劑量率,測(cè)量?jī)x會(huì)根據(jù)當(dāng)前劑量率水平和環(huán)境溫度自動(dòng)選擇要使用的更適合的探測(cè)器。

        圖5 RaySafe 452對(duì)窄射束系列N-15至N-400和S-C、S-Co、R-C和R-F的典型能量響應(yīng)

        (2)短脈沖照射。對(duì)于脈沖透視和醫(yī)用直線加速器短脈沖和高重復(fù)頻率的特性,測(cè)量短脈沖照射劑量率時(shí),顯示平均劑量率,根據(jù)脈沖長(zhǎng)度,計(jì)算短脈沖的每脈沖速率,劑量率每秒平均一次,每秒更新一次。如圖6所示。

        圖6 溫度低于30℃時(shí),RaySafe 452在間歇性輻射下的性能

        (3)平均光子能量。根據(jù)ISO 4037-1:2019中的定義測(cè)量平均光子能量,由固態(tài)傳感器不同通道的信號(hào)計(jì)算得出。

        (4) 測(cè)量平臺(tái)預(yù)留。手柄末端有一個(gè)三腳架螺釘安裝座,方便放置于距離焦點(diǎn)合適的距離處

        (5)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析。所有測(cè)量值都將自動(dòng)存儲(chǔ)于儀器之中,并可通過(guò)RaySafe View(軟件)傳輸至計(jì)算機(jī)。

        總之,一臺(tái)儀器即可滿足診斷成像、核醫(yī)學(xué)和放射治療應(yīng)用領(lǐng)域的測(cè)量需求。

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