CN108181639B - 一种模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置，仿真装置包括：头部模型和电离室装置；头部模型用于提供电离室装置在辐射场中接收的散射粒子；头部模型包括头部仿真球体和底座；电离室装置设置于头部仿真球体内；电离室装置包括电离部、收集极和信号传输部件；电离部包括电离室腔室和连接部；收集极对电离室腔室内的空气电离后产生的电子进行收集；信号传输部件对电离部形成的电流信号进行传输；信号传输部件包括支撑杆、杆连接支架、固定件、接地端子、高压隔离件、信号隔离件和收集极连接件。本发明，头部模型简化成年人头部，电离室模拟眼晶体，同时对眼晶体剂量当量进行测量，仿真度高，测量的数据值更精准。

Description

一种模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置

技术领域

本发明涉及仿真装置，尤其涉及一种模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置。

背景技术

随着科学技术的不断发展与人们生活水平的不断提高，人们对于自身的生活质量以及身体健康越来越重视，但是，在多种行业的多个工种中都存在着放射性物质职业危害，如果防护措施不当，就可能由于电离辐射辐照机体而引起病变。例如，放射科的作用范围包括消化系、泌尿系、血管、脊髓等造影检查以及普通X线照射、磁共振、CT等，这些检查和治疗方法为临床医生明确诊断和有效治疗提供最有效的依据和保证，但出现白内障、再生障碍性贫血、甚至诱发恶性肿瘤或白血病的几率也会由于射线的存在而升高。眼晶体是人体对射线最为敏感的器官之一，根据国际原子能机构/世界卫生组织(IAEA/WHO)的技术报告，眼晶体遭受射线辐照，罹患包括白内障在内的眼部疾病的几率会有明显增加。

为保护职业人员的身体健康，评估所受辐射剂量的大小和危险程度，需要在放射工作人员的工作场所中配置用于辐射监测的装置，而现有辐射监测大多数采用的是将电离室置于需要测量的工作场所，由于人体的头部会对辐射场中的射线进行一定的散射，因此，直接采用电离室进行测量难以较为准确的测量眼晶体所受剂量，且其仿真性不高，测量结果准确性难以保证。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种仿真度高、测量结果更准确的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置，所述仿真装置包括：头部模型和电离室装置；

所述头部模型，用于提供所述电离室装置在辐射场中接收的散射粒子；所述头部模型包括头部仿真球体和底座；

所述头部仿真球体的内部设有第一放置槽，所述第一放置槽呈球形，所述第一放置槽的球形结构与所述头部仿真球体相内切；所述第一放置槽的位于所述头部仿真球体的球面的一侧开有锥形槽，所述锥形槽的顶点与所述第一放置槽的球心重合；所述第一放置槽的另一侧至所述头部仿真球体的球面之间依次开有第二放置槽和第三放置槽，所述第二放置槽和所述第三放置槽均呈圆柱形；

所述底座，用于固定所述头部仿真球体；所述头部仿真球体的部分球面设在所述底座内，所述底座的上表面与所述第二放置槽和所述第三放置槽的轴心平行；

所述电离室装置，设置于所述头部仿真球体内；所述电离室装置包括电离部、收集极和信号传输部件；

所述电离部包括电离室腔室和连接部；

所述电离室腔室，设在所述第一放置槽内，在射入所述电离室腔室内的辐射射线的照射下，所述电离室腔室内的空气电离；所述电离室腔室上开设有通孔；

所述连接部，连接于所述电离室腔室的外表面；所述连接部呈圆环状，所述连接部的轴心与所述通孔的轴心相重合；所述连接部设置于所述第二放置槽内；

所述收集极，对所述电离室腔室内的空气电离后产生的电信号进行收集；所述收集极的一端穿设所述通孔置于所述电离室腔室内；

所述信号传输部件，对所述电离部形成的电流信号进行传输；所述信号传输部件包括支撑杆、杆连接支架、固定件、接地端子、高压隔离件、信号隔离件和收集极连接件；所述支撑杆，设置于所述第三放置槽内；所述支撑杆的底端设有连接扣，用于固定双屏蔽同轴连接器；所述杆连接支架，所述杆连接支架的底端与所述支撑杆的顶端相连；所述杆连接支架的侧表面与所述连接部相连；所述固定件，套装在所述支撑杆和所述杆连接支架上，用于将所述支撑杆和所述杆连接支架与所述连接部固定连接；所述固定件设置在所述第二放置槽内；所述接地端子，所述接地端子设置在所述杆连接支架的顶端；所述高压隔离件，所述高压隔离件的内侧表面与所述接地端子相连，所述高压隔离件的外侧表面与所述连接部相连；所述信号隔离件，所述信号隔离件设置在所述接地端子内侧；所述收集极连接件，设置于所述信号隔离件的内侧；所述收集极插接在所述收集极连接件上。

优选的，所述头部仿真球体包括第一半球体、第二半球体、固定螺丝和填补部件；所述第一半球体与所述第二半球体的结合面与所述底座的所述上表面平行；

所述第一半球体的球面上开有两个固定槽；所述固定槽的底端至所述第一半球体的下表面之间开有第一螺纹孔；

所述第二半球体的上表面开有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔与所述第一螺纹孔的位置相对应；

所述固定螺丝，用于固定连接所述第一半球体和所述第二半球体；所述固定螺丝的螺丝头设置于所述固定槽内，所述固定螺丝的螺丝杆与所述第一螺纹孔和所述第二螺纹孔螺纹连接；

所述填补部件，设置于所述固定槽内，所述填补部件的上表面为弧面，所述弧面的曲率半径与所述第一半球体的半径相等。

优选的，所述电离室腔室包括第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室为半径相同的空心半球；所述第一腔室的连接处具有凹槽，所述第二腔室的连接处具有与所述凹槽相匹配的凸块，所述第一腔室扣合在所述第二腔室上，并通过导电胶粘连。

优选的，所述支撑杆包括第一支撑杆和第二支撑杆；

所述第一支撑杆，所述第一支撑杆与所述杆连接支架之间通过螺栓固定连接；

所述第二支撑杆，所述第二支撑杆与所述第一支撑杆螺纹连接。

优选的，所述固定件包括第一固定件和第二固定件；

所述第一固定件，套装在所述连接部上，所述第一固定件与所述连接部通过导电胶粘连；

所述第二固定件，与所述第一固定件螺纹连接。

优选的，所述接地端子包括第一接地端子、第二接地端子和第三接地端子；

所述第一接地端子，套装在所述杆连接支架的顶端上；

所述第二接地端子，所述第二接地端子的横截面为n字形，套装在所述第一接地端子的外侧表面上；

所述第三接地端子，套装在所述第二接地端子上；所述第三接地端子的外侧表面与所述高压隔离件相连，所述第三接地端子的内侧表面与所述信号隔离件相连。

优选的，所述信号隔离件包括第一隔离件和第二隔离件；

所述第一隔离件，设置在所述接地端子内；

所述第二隔离件，所述第二隔离件设在所述第一隔离件内，所述第二隔离件的上表面与所述收集极连接件相连，所述第二隔离件的下表面与所述接地端子相连。

优选的，所述电离室装置还包括传输电缆，所述传输电缆套接于所述支撑杆中；所述传输电缆的中心导线与所述收集极连接件焊接，所述传输电缆的内层电缆与所述接地端子相连。

优选的，所述头部模型的材料为有机玻璃或固体水。

优选的，所述支撑杆、所述固定件、所述接地端子和所述收集极连接件的材质均为黄铜，所述杆连接支架、所述高压隔离件和所述信号隔离件的材质均为聚醚醚酮或聚三氟氯乙烯。

本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置，采用头部模型与电离室装置相互结合，头部模型为简化成年人头部的模型，电离室用于模拟眼晶体，同时对眼晶体剂量当量进行测量，能够实现高精度高仿真的人体头部在辐射场中受辐射的模拟过程，测量的数据值更精准。

附图说明

图1为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置头部模型的主视剖视图；

图3为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置头部模型未安装固定螺丝和填补部件的左视剖视图；

图4为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置头部模型安装固定螺丝和填补部件的左视剖视图；

图5为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置电离室装置的主视剖视图；

图6为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置电离室装置的局部放大图；

图7为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置电离室装置的爆炸结构示意图；

图8为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置电离室装置的电离部示意图；

图9为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置电离室装置的第一支撑杆示意图；

图10为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置电离室装置的杆连接支架示意图；

图11为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置电离室装置的固定件示意图；

图12为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置电离室装置的接地端子示意图；

图13为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置电离室装置的信号隔离件示意图；

图14为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置电离室装置的收集极和收集极连接件示意图；

图15为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置的主视剖视图。

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。

本发明实施例涉及提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置，头部模型为简化成年人头部的模型，模拟人体头部在实际工作场所条件下眼晶体所受射线辐照条件，电离室用于模拟眼晶体，同时对眼晶体剂量当量进行测量。

图1为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置的立体结构示意图。结合图1所示：

本发明实施例提供的仿真装置具体包括：头部模型1和电离室装置2。

其中，头部模型1包括头部仿真球体3和底座4，用于提供电离室装置2在辐射场中接收的光子(X、γ射线)。电离室装置2，设置于头部仿真球体3内。

通过结合图1，对本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置的整体结构进行了介绍。下面结合图2-图14，对仿真装置各个部件的结构进行详细介绍。

图2、图3和图4分别为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置头部模型的主视剖视图、未安装固定螺丝和填补部件的左视剖视图和安装固定螺丝和填补部件的左视剖视图。结合图2、图3和图4所示：

为了安装电离室装置，头部仿真球体3的内部设有第一放置槽5，第一放置槽5呈球形，第一放置槽5的球形结构与头部仿真球体3相内切；第一放置槽5的位于头部仿真球体3的球面的一侧开有锥形槽6，锥形槽6的顶点与第一放置槽5的球心重合；第一放置槽5的另一侧至头部仿真球体3的球面之间依次开有第二放置槽7和第三放置槽8，第二放置槽7和第三放置槽8均呈圆柱形。第一放置槽5、第二放置槽7和第三放置槽8共同组成电离室装置放置空间。

底座4用于固定头部仿真球体3，防止头部仿真球体3滚动，头部仿真球体3的部分球面设在底座4内，底座4的上表面与第二放置槽7和第三放置槽8的轴心平行。

为了加工和安装方便，头部仿真球体3包括第一半球体23、第二半球体24、固定螺丝25和填补部件26。其中，第一半球体23与第二半球体24的结合面与底座4的上表面平行。

第一半球体23的球面上开有两个固定槽27；固定槽27的底端至第一半球体23的下表面之间开有第一螺纹孔28；第二半球体24的上表面开有第二螺纹孔29，第二螺纹孔29与第一螺纹孔28的位置相对应。

固定螺丝25用于固定连接第一半球体23和第二半球体24；固定螺丝25的螺丝头设置于固定槽27内，固定螺丝25的螺丝杆与第一螺纹孔28和第二螺纹孔29螺纹连接。

第一半球体23和第二半球体24通过固定螺丝25固定连接之后，由于固定螺丝25的螺丝头高度小于固定槽27的深度，因此，安装固定螺丝25之后，固定槽27会有一部分空余，为保证头部模型的完整性，需要在固定槽27内的空余部分设置填补部件26，且填补部件26的上表面为弧面，弧面的曲率半径与第一半球体23的半径相等，从而形成一个完整的头部仿真球体3，作为成年人头部的简化模型，为剂量测量点提供散射。

此外，为了进一步固定头部仿真球体3，第二半球体24还具有固定面43，且固定面43平行于第二半球体24的上表面，头部仿真球体3固定面43的一侧球面设置在底座4内，从而使得第二半球体24能够稳定地固定在地面上，起到固定头部仿真球体3的作用。固定面43和底座4结合使用，加强固定效果。

头部模型1材料的选择应根据被模拟的头部组织的成分和辐射特性进行选择。但是，在材料的选择上至今没有一种单一的化合物能够与头部组织原子成分完全相同，因此，在材料评估时，应该考虑替代材料与组织在辐射相互作用特性和密度方面是否相同或者相近，同时还应考虑材料的物理特性、材料强度和易于加工性。由于有机玻璃具有较好的化学稳定性，易于加工，并且等效原子序数、材料密度和电子密度等物理性能与被模拟的头部组织的辐射特性相近，故可以选择辐射性能相近的有机玻璃，另外，固体水的等效原子序数、材料密度和电子密度等性能也与被模拟的头部组织的辐射特性相近，故还可以选择固体水作为头部模型1的材料。

图5、图6和图7分别为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置电离室装置的主视剖视图、局部放大图和爆炸结构示意图。下面结合图5、图6和图7所示，对电离室装置的整体结构进行介绍。

电离室装置2包括电离部9、收集极10和信号传输部件11。

其中，电离部9包括电离室腔室12和连接部13。电离室腔室12设在第一放置槽内，在射入电离室腔室12内的辐射射线的照射下，电离室腔室12内的空气电离；电离室腔室12上开设有通孔14。连接部13连接于电离室腔室12的外表面；连接部13呈圆环状，连接部13的轴心与通孔14的轴心相重合；连接部13设置于第二放置槽内。

收集极10对电离室腔室12内的空气电离后产生的电子进行收集，收集极10的一端穿设通孔14置于电离部9的电离室腔室12内。

信号传输部件11对电离部9形成的电流信号进行传输，信号传输部件11包括支撑杆15、杆连接支架16、固定件17、接地端子18、高压隔离件19、信号隔离件20和收集极连接件21。

支撑杆15设置于第三放置槽内，支撑杆15的底端设有连接扣22，用于固定双屏蔽同轴连接器；杆连接支架16的底端与支撑杆15的顶端相连，杆连接支架16的侧表面与连接部13相连；固定件17套装在支撑杆15和杆连接支架16上，用于将支撑杆15和杆连接支架16与连接部13固定连接，固定件17设置在第二放置槽内；接地端子18设置在杆连接支架16的顶端；高压隔离件19的内侧表面与接地端子18相连，高压隔离件19的外侧表面与连接部13相连；信号隔离件20设置在接地端子18内侧；收集极连接件21设置于信号隔离件20的内侧，收集极10插接在收集极10连接件上。

同时，为了机械加工以及安装方便，支撑杆15包括第一支撑杆34和第二支撑杆35，第一支撑杆34与杆连接支架16之间通过螺栓(图中未示出)固定连接，第二支撑杆35与第一支撑杆34螺纹连接；固定件17包括第一固定件36和第二固定件37；接地端子18包括第一接地端子38、第二接地端子39和第三接地端子40；信号隔离件20包括第一隔离件41和第二隔离件42。

在优选的实施例中，支撑杆15、固定件17、接地端子18和收集极连接件21的材质均为黄铜，杆连接支架16、高压隔离件19和信号隔离件20的材质均为聚醚醚酮或聚三氟氯乙烯。

此外，电离室装置2还包括传输电缆，传输电缆套接于支撑杆15中；传输电缆的中心导线与收集极连接件21焊接，传输电缆的内层电缆与接地端子18相连。

下面结合图8-图14，对模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置中电离室装置中各个部件的结构进行详细介绍。

图8为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置电离室装置的电离部示意图。结合图8所示：

为了加工方便，电离室腔室12包括第一腔室30和第二腔室31，第一腔室30和第二腔室31为半径相同的空心半球，第一腔室30和第二腔室31通过导电胶相互粘连。为了增大粘合面积，使第一腔室30和第二腔室31之间的连接更牢固，第一腔室30的连接处具有凹槽32，第二腔室31的连接处具有与凹槽32相匹配的凸块33，第一腔室30扣合在第二腔室31上。

连接部13呈圆环状，一端与电离室腔室12的第二腔室31的外表面相连接，连接部13的轴心与开在第二腔室31底部的通孔(图中未示出)的轴心相重合，且连接部13与第二腔室31为一体连接。同时，连接部13的另一端上开有连接部固定槽44，用于固定件的固定。

图9为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置电离室装置的第一支撑杆示意图。结合图9所示：

第一支撑杆34为中空筒状，侧表面上开有第三螺纹孔45，且第一支撑杆34与杆连接支架连接一端的侧表面上设有横截面为圆环的固定块46。

同时，与第一支撑杆34相对应连接的第二支撑杆也为中空筒状，第一支撑杆34与第二支撑杆的内外直径均相同，且第二支撑杆的底端与连接扣螺纹连接。

图10为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置电离室装置的杆连接支架示意图。结合图10所示：

杆连接支架16为中空筒状，侧表面上开有第四螺纹孔47，在杆连接支架16与第一支撑杆相连接时，第三螺纹孔与第四螺纹孔47位置相对，螺栓(图中未示出)依次穿过第三螺纹孔与第四螺纹孔47，从而将杆连接支架16与第一支撑杆固定。同时，杆连接支架16的侧表面上还设有第一固定部48和第二固定部49，第一固定部48和第二固定部49的横截面均为圆环形，且第二固定部49的外直径与第一支撑杆上的固定块的外直径相同，第一固定部48的外直径小于第二固定部49的外直径，且第一固定部48的底端面与第二固定部49的顶端面相连。

杆连接支架16的底端与支撑杆的顶端相连，杆连接支架16的顶端插入连接部内，第一固定部48和第二固定部49与连接部相连，且第一固定部48的外直径与连接部的内直径相匹配，第二固定部49的顶端面与连接部的底端面相连接，将第一固定部48卡在连接部内。

图11为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置电离室装置的固定件示意图。结合图11所示：

第一固定件36为圆环，套装在连接部上，嵌在连接部的连接部固定槽内，并通过导电胶与连接部粘连；第二固定件37为桶状结构，第二固定件37桶状结构的底端上开有圆孔(图中未示出)，第二固定件37桶状结构的开口一端的内侧表面上开有内凹槽50，内凹槽50的深度与第一固定件36的高度相同，当第一固定件36和第二固定件37螺纹连接，第一固定件36恰好固定在内凹槽50内。

同时，第二固定件37的内直径与杆连接支架的第二固定部和第一支撑杆的固定块的外直径相匹配，第二固定件37通过其上的圆孔套装在支撑杆和杆连接支架的外侧表面上，第二固定件37与第一固定件36螺纹连接，从而将支撑杆和杆连接支架与连接部固定。

在具体的实施例中，在加工过程中为了除去毛刺达到美观的效果，第二固定件37的底端上还可以设有倒角。

图12为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置电离室装置的接地端子示意图。结合图12所示：

第一接地端子38为中空筒状，且底端侧表面上设有横截面为圆环的挡块51，第一接地端子38套装在杆连接支架的顶端上；第二接地端子39的横截面为n字形，套装在第一接地端子38的外侧表面上，且第二接地端子39的顶端开有第一圆孔52；第三接地端子40为中空筒状结构，且横截面为凸字形，第三接地端子40套装在第二接地端子39上。其中，挡块51的内外直径之差等于第二接地端子39与第三接地端子40的侧壁厚度之和。

在具体的实施例中，第一接地端子38套装在杆连接支架的顶端上，第一接地端子38的内直径与杆连接支架中空筒状结构的外直径相匹配，挡块51的底端面与杆连接支架的第一固定部的顶端面相接触；第二接地端子39套装在第一接地端子38的外侧表面上；第三接地端子40套装在第二接地端子39上，第三接地端子40的外侧表面与高压隔离件相连，第三接地端子40的内侧表面与信号隔离件相连。

同时，高压隔离件(图中未示出)与第三接地端子40的结构相似，也为中空筒状结构，且横截面为凸字形，高压隔离件的内直径与第三接地端子40的外直径相匹配。高压隔离件的内侧表面与第三接地端子40的外侧表面相连，高压隔离件的外侧表面与连接部的内侧表面相连。

图13为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置电离室装置的信号隔离件示意图。结合图13所示：

第一隔离件41的结构也与第三接地端子的结构相似，为中空筒状结构，横截面为凸字形，同时，第一隔离件41的外直径与第三接地端子的内直径相匹配，第一隔离件41设置在接地端子中的第三接地端子内。

第二隔离件42为圆柱结构，第二隔离件42的外直径与第一隔离件41的内直径相匹配，且第二隔离件42上开有第二圆孔53。第二隔离件42设在第一隔离件41内，且上表面与收集极连接件的底端面相连，下表面与接地端子中第二接地端子的顶端面相连。

图14为本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置电离室装置的收集极和收集极连接件示意图。结合图14所示：

收集极10的一端为实心圆柱，且实心圆柱的顶端上设有实心半球体，实心半球体的半径与实心圆柱的半径相同，收集极10的另一端为底端开有连接孔57的圆柱体，该圆柱体的半径大于实心圆柱的半径。安装时，收集极10的一端穿设通孔14置于电离室腔室内，收集极10的另一端通过连接孔57与收集极连接件21相连。

收集极连接件21设置于信号隔离件的内侧，呈圆柱体状，收集极连接件21的底端开有连接槽54，传输电缆(图中未示出)的中心导线固定在连接槽54内，优选的，传输电缆的中心导线与收集极连接件21焊接，由于收集极连接件21体积较小，因此，为了焊接方便，收集极连接件21的侧表面上具有相互对称的两个剖面55，两个剖面55有利于小件焊接时对收集极连接件21的夹取，同时，为了点锡方便，其中一剖面55上还开有点锡槽(图中未示出)。

为了使得收集极连接件21能够与收集极10充分连接，收集极连接件21上还设有连接块56，连接块56插入收集极10的连接孔57内，从而使得收集极10插接在收集极连接件21上。

以上是对本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置的各个部件、它们之间的连接关系进行了介绍，下面结合图1-图15，对仿真装置的工作原理进行详述。

先对电离室装置2进行组装。在第二腔室31的凸块33上涂抹导电胶，然后将凸块33嵌装在第一腔室30的凹槽32内，从而通过导电胶将第一腔室30和第二腔室31粘合为一个整体的电离室腔室12。然后将高压隔离件19放置到连接部13的内侧，将第三接地端子40放置到高压隔离件19的内侧，然后将第一隔离件41放入第三接地端子40的内侧，并将收集极10通过通孔14将其一端置于电离室腔室12内。之后，将杆连接支架16套装在第一支撑杆34上，并使第三螺纹孔45与第四螺纹孔47位置相对，通过螺栓将杆连接支架16和第一支撑杆34固定，再将第一接地端子38套装在杆连接支架16的顶端，第二接地端子39套装在第一接地端子38上，此时，第一圆孔52的轴心与第一接地端子38的轴心相同，然后将第二隔离件42和收集极连接件21依次放置到第二接地端子39的顶端面上，将传输电缆穿过第一支撑杆34和杆连接支架16的中空结构，将中心导线插入到收集极连接件21的连接槽54内，然后通过两个剖面55将其夹起，通过点锡槽58对中心导线进行焊接，从而将中心导线与收集极连接件21连接，然后将杆连接支架16、第一支撑杆34、第一接地端子38、第二接地端子39、第二隔离件42、收集极连接件21和传输电缆整体通过连接块56插入收集极10上的连接孔57内与电离部9、高压隔离件19、第三接地端子40、第一隔离件41和收集极10相连。再将第一固定件36通过导电胶与连接部13粘连，第二固定件37通过其上的圆孔套装在支撑杆15和杆连接支架16的外侧表面上，第二固定件37与第一固定件36螺纹连接，最后将第二支撑杆35螺纹连接在第一支撑杆34的底端，连接扣22螺纹连接在第二支撑杆35的底端，从而组成完整的电离室装置2。

然后将电离室装置2安装到头部模型1上。将具有固定面43的第二半球体24放置到底座4，从而将第二半球体24固定，然后将电离室装置2相应的放置到第二半球体24上表面的第一放置槽5、第二放置槽7和第三放置槽8内，并将第一半球体23放置在第二半球体24上，使得上表面与下表面相接，上下放置槽相对接，同时，第一螺纹孔28和第二螺纹孔29相对接，将固定螺丝25安装到固定槽27内，使得固定螺丝25与第一螺纹孔28和第二螺纹孔29螺纹连接，从而将第一半球体23和第二半球体24固定连接，最后将填补部件26放置到固定槽27内，填补固定槽27安装固定螺丝25后的空余部分，从而形成一个测量眼晶体剂量当量的仿真装置，其中，头部模型1起到了为剂量测量点提供散射的作用，模拟了人体的头部组织，电离室装置2模拟人体的眼睛晶体，同时用于测量眼晶体剂量当量。

其中，由于电离室装置2外部所加高压是在固定双屏蔽同轴连接器时，由连接扣22和支撑杆15通过连接双屏蔽同轴连接器最外层，并由支撑杆15连接固定件17和连接部13将高压加到电离室腔室12上，因此，传输电缆的外层高压电缆可以不与第一支撑杆34连接，但是为了防止由于与连接双屏蔽同轴连接器接触不良导致高压传输不到电离室腔室12上，优选的，传输电缆的外层高压电缆与第一支撑杆34连接。

工作时，双屏蔽同轴连接器依次通过具有良好导电性能的连接扣22、第二支撑杆35、第一支撑杆34、第二固定件37、第一固定件36和连接部13将高压加到电离室腔室12上，在由石墨材料制成的空心球体的电离室腔室12与位于其内的收集极10之间产生电势差，从而在空气中形成电场。电离室腔室12内部空气吸收辐射，被电离，离子对在电场的作用下向电离室腔室12和收集极10形成的两极移动，形成电流，由传输电缆的中心导线输出到能够测量微弱电流的实验设备上，并利用测得的电流值以及电离室体积、温度、气压、气体密度等参数推算出测量位置处的剂量值，即用于表征眼晶体受到的辐射剂量。

本发明实施例提供的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置，采用头部模型与电离室装置相互结合，头部模型为简化成年人头部的模型，电离室用于模拟眼晶体，同时对眼晶体剂量当量进行测量，能够实现高精度高仿真的人体头部在辐射场中受辐射的模拟过程，测量的数据值更精准。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

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 (10)

1.一种模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置，其特征在于，所述仿真装置包括：头部模型和电离室装置；

所述头部模型，用于提供所述电离室装置在辐射场中接收的散射光子；所述光子包括X射线光子或γ射线光子；所述头部模型包括头部仿真球体和底座；

所述头部仿真球体的内部设有第一放置槽，所述第一放置槽呈球形，所述第一放置槽的球形结构与所述头部仿真球体相内切；所述第一放置槽的位于所述头部仿真球体的球面的一侧开有锥形槽，所述锥形槽的顶点与所述第一放置槽的球心重合；所述第一放置槽的另一侧至所述头部仿真球体的球面之间依次开有第二放置槽和第三放置槽，所述第二放置槽和所述第三放置槽均呈圆柱形；

所述底座，用于固定所述头部仿真球体；所述头部仿真球体的部分球面设在所述底座内，所述底座的上表面与所述第二放置槽和所述第三放置槽的轴心平行；

所述电离室装置，设置于所述头部仿真球体内；所述电离室装置包括电离部、收集极和信号传输部件；

所述电离部包括电离室腔室和连接部；

所述电离室腔室，设在所述第一放置槽内，在射入所述电离室腔室内的辐射射线的照射下，所述电离室腔室内的空气电离；所述电离室腔室上开设有通孔；

所述连接部，连接于所述电离室腔室的外表面；所述连接部呈圆环状，所述连接部的轴心与所述通孔的轴心相重合；所述连接部设置于所述第二放置槽内；

所述收集极，对所述电离室腔室内的空气电离后产生的电信号进行收集；所述收集极的一端穿设所述通孔置于所述电离室腔室内；

所述信号传输部件，对所述电离部形成的电流信号进行传输；所述信号传输部件包括支撑杆、杆连接支架、固定件、接地端子、高压隔离件、信号隔离件和收集极连接件；所述支撑杆，设置于所述第三放置槽内；所述支撑杆的底端设有连接扣，用于固定双屏蔽同轴连接器；所述杆连接支架，所述杆连接支架的底端与所述支撑杆的顶端相连；所述杆连接支架的侧表面与所述连接部相连；所述固定件，套装在所述支撑杆和所述杆连接支架上，用于将所述支撑杆和所述杆连接支架与所述连接部固定连接；所述固定件设置在所述第二放置槽内；所述接地端子，所述接地端子设置在所述杆连接支架的顶端；所述高压隔离件，所述高压隔离件的内侧表面与所述接地端子相连，所述高压隔离件的外侧表面与所述连接部相连；所述信号隔离件，所述信号隔离件设置在所述接地端子内侧；所述收集极连接件，设置于所述信号隔离件的内侧；所述收集极插接在所述收集极连接件上。

2.根据权利要求1所述的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置，其特征在于，所述头部仿真球体包括第一半球体、第二半球体、固定螺丝和填补部件；所述第一半球体与所述第二半球体的结合面与所述底座的所述上表面平行；

所述第一半球体的球面上开有两个固定槽；所述固定槽的底端至所述第一半球体的下表面之间开有第一螺纹孔；

所述第二半球体的上表面开有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔与所述第一螺纹孔的位置相对应；

所述固定螺丝，用于固定连接所述第一半球体和所述第二半球体；所述固定螺丝的螺丝头设置于所述固定槽内，所述固定螺丝的螺丝杆与所述第一螺纹孔和所述第二螺纹孔螺纹连接；

所述填补部件，设置于所述固定槽内，所述填补部件的上表面为弧面，所述弧面的曲率半径与所述第一半球体的半径相等。

3.根据权利要求1所述的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置，其特征在于，所述电离室腔室包括第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室为半径相同的空心半球；所述第一腔室的连接处具有凹槽，所述第二腔室的连接处具有与所述凹槽相匹配的凸块，所述第一腔室扣合在所述第二腔室上，并通过导电胶粘连。

4.根据权利要求1所述的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置，其特征在于，所述支撑杆包括第一支撑杆和第二支撑杆；

所述第一支撑杆，所述第一支撑杆与所述杆连接支架之间通过螺栓固定连接；

所述第二支撑杆，所述第二支撑杆与所述第一支撑杆螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置，其特征在于，所述固定件包括第一固定件和第二固定件；

所述第一固定件，套装在所述连接部上，所述第一固定件与所述连接部通过导电胶粘连；

所述第二固定件，与所述第一固定件螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置，其特征在于，所述接地端子包括第一接地端子、第二接地端子和第三接地端子；

所述第一接地端子，套装在所述杆连接支架的顶端上；

所述第二接地端子，所述第二接地端子的横截面为n字形，套装在所述第一接地端子的外侧表面上；

所述第三接地端子，套装在所述第二接地端子上；所述第三接地端子的外侧表面与所述高压隔离件相连，所述第三接地端子的内侧表面与所述信号隔离件相连。

7.根据权利要求1所述的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置，其特征在于，所述信号隔离件包括第一隔离件和第二隔离件；

所述第一隔离件，设置在所述接地端子内；

所述第二隔离件，所述第二隔离件设在所述第一隔离件内，所述第二隔离件的上表面与所述收集极连接件相连，所述第二隔离件的下表面与所述接地端子相连。

8.根据权利要求1所述的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置，其特征在于，所述电离室装置还包括传输电缆，所述传输电缆套接于所述支撑杆中；所述传输电缆的中心导线与所述收集极连接件焊接，所述传输电缆的内层电缆与所述接地端子相连。

9.根据权利要求1所述的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置，其特征在于，所述头部模型的材料为有机玻璃或固体水。

10.根据权利要求1所述的模拟人体眼晶体射线能量沉积的仿真装置，其特征在于，所述支撑杆、所述固定件、所述接地端子和所述收集极连接件的材质均为黄铜，所述杆连接支架、所述高压隔离件和所述信号隔离件的材质均为聚醚醚酮或聚三氟氯乙烯。