CN107843911B - 一种改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及一种改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置，包括：谐振腔、外石英管、内石英管、真空阀门、小型真空泵、丙氨酸剂量计和旋转台；外石英管为圆柱管，包括底面和侧壁，穿设于谐振腔的开口中；内石英管为圆柱管，设于外石英管中，内石英管的底端与外石英管的底面固定连接；丙氨酸剂量计为圆柱体，置于内石英管的顶端上；丙氨酸剂量计的直径大于内石英管的外径且小于外石英管的内径；旋转台上设置有旋转孔；旋转孔的内径与外石英管的外径相匹配；外石英管通过旋转孔套接于旋转台，通过旋转台的转动带动外石英管旋转，使得丙氨酸剂量计的测量角度随转动发生改变，从而在不同的角度对丙氨酸剂量计进行共振波谱测量；使用真空泵保证测量样品管内相对真空，减少氧气对测量的影响。

Description

一种改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置
技术领域
本发明涉及辐射治疗水平吸收剂量的测量领域，尤其涉及一种改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置。
背景技术
对辐射治疗水平吸收剂量的测量，是近几年丙氨酸/电子顺磁共振波谱剂量体系的一个重要发展方向。与目前辐射治疗水平应用最广的电离室以及作为传递剂量计的热释光剂量计相比，丙氨酸剂量计有些更为优越的剂量学性能，主要表现为：(1)丙氨酸的生物组织等效性好(因丙氨酸是氨基酸的一种，而氨基酸是蛋白质的重要组成成分)，其辐射效应更接近于生命组织的辐照效应，所得剂量不用通过转换即可给出病人所受剂量的大小。(2)丙氨酸中形成的自由基具有高度的稳定性，剂量<104Gy时，其响应的年衰退率<1％；因此剂量计可以经过累加辐照，并根据各次照射后剂量计的累积剂量准确地给出各次辐照的吸收剂量结果；(3)无剂量率依赖性，剂量率高达108Gy/s也不会改变剂量响应；(4)剂量计对环境条件(温度、湿度)不敏感，体积小，适于放射治疗中质量保证的不同需要；(5)电子顺磁共振波谱法为非破坏性读数技术，使得剂量计可重复读数，因此剂量计可做档案保存，另外剂量计可多次照射并测量其累计吸收剂量，这样一个病人只用一只剂量计就可跟踪辐射治疗的全过程，这在辐射治疗中表现出很强的优越性。
电子顺磁共振波谱仪能检测到丙氨酸的辐照吸收剂量，其原理是：丙氨酸受电离辐射后，会因电离作用产生不配对电子的基团，即自由基，产生的自由基数量随辐照吸收剂量的增加而增加。含有未成对电子的物质，例如自由基，在没有外磁场作用时，未成对电子的取向是随机的，它们处于相同的能量状态；当它们受到外磁场作用时，发生能级分裂，称为齐曼(Zee—man)分裂，能级分裂的大小与磁场强度成正比。此时，如果在垂直于磁场B的方向上施加频率为v的电磁波，当磁场强度和电磁波频率满足：hv＝gβB(1)则样品中处于上下两能级的电子发生受激跃迁，其净结果是有一部分低能级中的电子吸收电磁波能量跃迁到高能级中。这就是电子顺磁共振现象。式(1)称为电子顺磁共振条件式，式中h是普朗克常数，g称为g因子，B是波尔磁子。由受激跃迁产生的吸收信号经电子学系统处理可得到电子顺磁共振吸收谱线，因此电子顺磁共振波谱仪能检测出这些自由基，从而反应丙氨酸的辐照吸收剂量。
但是丙氨酸剂量计在测量的过程中，剂量计在电子顺磁共振波谱仪谐振腔中的位置会严重影响到测量结果。因为剂量计在谐振腔中的位置有微小的变化会导致作用在剂量计本身的磁场强度发生变化，从而导致共振频率的变化影响到最终的测量结果。
发明内容
本发明的目的是提供一种改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置,能够减小丙氨酸剂量计在电子顺磁共振波谱仪谐振腔中的位置的微小变化和丙氨酸剂量计的各向异性，以及温度和氧气等环境因素对最终测量结果的影响。
为实现上述目的，本发明提供了一种改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置，包括：谐振腔、外石英管、内石英管、丙氨酸剂量计、旋转台和真空阀；
所述外石英管为圆柱管，包括底面和侧壁；所述侧壁穿设于所述谐振腔的顶部的开口中，所述底面设置于所述谐振腔内；所述外石英管的外径小于所述谐振腔的开口的内径；
所述内石英管为圆柱管；所述内石英管的外径小于所述外石英管的内径；所述内石英管设于所述外石英管中，所述内石英管的底端与所述外石英管的底面固定连接；
所述丙氨酸剂量计为圆柱体，置于所述内石英管的顶端上；所述丙氨酸剂量计的直径大于所述内石英管的外径且小于所述外石英管的内径；
所述旋转台上设置有旋转孔；所述旋转孔的内径与所述外石英管的外径相匹配；所述外石英管通过所述旋转孔套接于所述旋转台，通过所述旋转台的转动带动所述外石英管旋转，使得丙氨酸剂量计的测量角度随所述转动发生改变，从而在不同的角度对所述丙氨酸剂量计进行共振波谱测量；
所述真空阀的一端与所述外石英管的顶部密闭连接，用于对所述外石英管抽真空。
优选的，所述外石英管的内径为5mm。
优选的，所述丙氨酸剂量计的直径与所述外石英管的内径相匹配。
优选的，所述谐振腔、所述外石英管、所述内石英管、所述丙氨酸剂量计和所述旋转台的轴向重合。
优选的，所述丙氨酸剂量计由丙氨酸通过压片机压制得到。
优选的，所述谐振腔用于电子顺磁共振波谱仪中。
优选的，所述改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置还包括托架，所述托架设置于所述谐振腔中，所述外石英管放置于所述托架上。
进一步优选的，所述托架由聚四氟乙烯材料制成。
优先的，丙氨酸剂量计的直径与所述外石英管的内径相滑配。
本发明实施例提供的改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置,能够减小丙氨酸剂量计在电子顺磁共振波谱仪谐振腔中的位置的微小变化和丙氨酸剂量计的各向异性，以及温度和氧气等环境因素对最终测量结果的影响。
附图说明
图1为本发明实施例提供的改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明实施例提供了一种改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置，其结构如图1所示，其中，图1为改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置的结构图。
下面结合图1，对本发明实施例提供的改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置进行说明。
本发明的改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置包括：谐振腔1、外石英管2、内石英管3、丙氨酸剂量计4、旋转台5和真空阀(图中未示出)。
谐振腔1，谐振腔1的顶端具有开口11。
在一个具体的例子中，谐振腔1为圆柱体腔，谐振腔1是用于电子顺磁共振波谱仪的，在电子顺磁共振波谱仪工作时，谐振腔中具有磁场。
外石英管2，外石英管2为圆柱管，包括底面和侧壁，并且侧壁穿设于开口11中，底面设置于谐振腔1内。
外石英管2的外径小于开口11的内径，在一个具体的实施例里，外石英管的内径为5mm，可以用于装置直径较大的丙氨酸剂量计4。
在一个优选的实施例中，改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置还包括托架(图中未示出)，托架设置于谐振腔中1，外石英管2放置于托架上。其中，托架可以由聚四氟乙烯材料制成。
内石英管3，内石英管3为圆柱管，内石英管3的外径小于外石英管2的内径。
内石英管3设于外石英管2中，内石英管3的底端与外石英管2的底面固定相接。
内石英管3对丙氨酸剂量计4起到支撑的作用，丙氨酸剂量计4，丙氨酸剂量计4为圆柱体，放置于内石英管3上。
丙氨酸剂量计4的直径大于内石英管3的外径且小于外石英管2的内径。
在一个优选的实施例中，丙氨酸剂量计4的直径与外石英管2的内径相滑配。其中，滑配是介于过盈配合与间隙配合之间的一种过渡配合方式，丙氨酸剂量计4能够在外石英管2中相对滑动。
丙氨酸剂量计4可以由干燥的丙氨酸作为主料，微晶蜡和高温石蜡作为辅料通过压片机压制得到，其中高温石蜡为熔点在60℃以上的石蜡。
在一个优选的实施例中，丙氨酸剂量计4的直径与外石英管2的内径相匹配。
由于丙氨酸剂量计4是放置于内石英管3上的，避免了丙氨酸剂量计4与外石英管2的底面的直接接触，避免了外石英管2的底面在对丙氨酸剂量计4进行共振波谱测量时对最终测量结果产生的影响。
旋转台5，旋转台5上设置有旋转孔51。旋转孔51的内径与外石英管2的外径相匹配。
外石英管2通过旋转孔51套接于旋转台5。通过转动旋转台5能够带动外石英管2旋转，使得对丙氨酸剂量计4进行共振波谱测量时的测量角度发生改变。通过对不同角度的测量值取平均值作为测量结果能够减小丙氨酸剂量计4在谐振腔1中的位置的微小变化所引起的丙氨酸剂量计4所处磁场的变化，减小因磁场变化所引起的最终共振波谱上的信号噪声，即减小最终测量误差。并且通过对不同角度的测量值取平均值，也减小了由于每次放置丙氨酸剂量计4的角度不同，由丙氨酸剂量计4的各向异性所引起的误差。
在一个具体的例子中，通过转动旋转台5，改变丙氨酸剂量计4的测量角度，并测得测量角度为0度，90度，180度，270度，360度时的4个测量值，取这4个测量值的平均值作为测量结果。
在另一个具体的例子中，通过转动旋转台5，改变丙氨酸剂量计4的测量角度，并测得测量角度为0度，72度，144度，216度，288度，360度时的5个测量值，取这5个测量值的平均值作为测量结果，以减小丙氨酸剂量计4在谐振腔1中的位置的微小变化和丙氨酸剂量计4的各向异性带来的误差。
改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置还包括真空阀(图中未示出)，真空阀的一端与外石英管2的顶部密闭连接，在一个具体的例子中，真空阀的一端与外部石英管2的顶部通过真空转接头密闭连接，真空阀的底端置于外石英管2中，用于对外石英管2进行抽真空，使得在测量中减少氧气、湿度和温度等环境因素对测量结果的影响。本发明实施例提供的改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置,能够减小丙氨酸剂量计在电子顺磁共振波谱仪谐振腔中的位置的微小变化和丙氨酸剂量计的各向异性引起的共振波谱上的信号噪声，以及温度和氧气等环境因素对最终测量结果的影响。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置，其特征在于，所述改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置包括：谐振腔、外石英管、内石英管、丙氨酸剂量计、旋转台和真空阀；
所述外石英管为圆柱管，包括底面和侧壁；所述侧壁穿设于所述谐振腔的顶部的开口中，所述底面设置于所述谐振腔内；所述外石英管的外径小于所述谐振腔的开口的内径；
所述内石英管为圆柱管；所述内石英管的外径小于所述外石英管的内径；所述内石英管设于所述外石英管中，所述内石英管的底端与所述外石英管的底面固定连接；
所述丙氨酸剂量计为圆柱体，置于所述内石英管的顶端上；所述丙氨酸剂量计的直径大于所述内石英管的外径，且小于所述外石英管的内径；
所述旋转台上设置有旋转孔；所述旋转孔的内径与所述外石英管的外径相匹配；所述外石英管通过所述旋转孔套接于所述旋转台，通过所述旋转台的转动带动所述外石英管旋转，使得丙氨酸剂量计的测量角度随所述转动发生改变，从而在不同的角度对所述丙氨酸剂量计进行共振波谱测量；
所述真空阀的一端与所述外石英管的顶部密闭连接，用于对所述外石英管抽真空；
所述改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置还包括托架，所述托架设置于所述谐振腔中，所述外石英管放置于所述托架上。
2.根据权利要求1所述的改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置，其特征在于，所述外石英管的内径为5mm。
3.根据权利要求1所述的改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置，其特征在于，所述丙氨酸剂量计的直径与所述外石英管的内径相匹配。
4.根据权利要求1所述的改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置，其特征在于，所述谐振腔、所述外石英管、所述内石英管、所述丙氨酸剂量计和所述旋转台的轴向重合。
5.根据权利要求1所述的改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置，其特征在于，所述丙氨酸剂量计由丙氨酸、微晶蜡和高温石蜡通过压片机压制得到，所述高温石蜡为熔点在60℃以上的石蜡。
6.根据权利要求1所述的改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置，其特征在于，所述谐振腔用于电子顺磁共振波谱仪中。
7.根据权利要求1所述的改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置，其特征在于，所述托架由聚四氟乙烯材料制成。
8.根据权利要求1所述的改善丙氨酸剂量计测量信噪比的装置，其特征在于，所述丙氨酸剂量计的直径与所述外石英管的内径相滑配。
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