CN109490938A - 一种辐射监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种辐射监测装置，包括电源、闪烁体探测器和处理模块，电源与处理模块电联接，闪烁体探测器与处理模块连接并向处理模块发送辐射探测信号，辐射监测装置还包括PCB板、屏幕、后盖、外壳和心率监测模块，闪烁体探测器和处理模块均设置于PCB板上；屏幕与处理模块通信连接；后盖上设置有通孔；后盖、屏幕以及外壳围成盒状空间，电源、闪烁体探测器、处理模块以及PCB板均容置于盒状空间内；心率监测模块设置于后盖的通孔内并与处理模块通信连接。本发明便于随身携带，可以实现自动、连续测量病人体内活度变化情况，为治疗提供帮助。

Description

一种辐射监测装置
技术领域
本发明涉及核医学领域，更具体地涉及一种辐射监测装置。
背景技术
随着核技术在医疗领域的应用推广，越来越多的大型三级医院开设了核素治疗病房，进行利用放射性核素进行各种疾病的治疗，其中最典型的就是使用碘-131核素对分化型甲状腺癌术后的患者进行治疗，由于分化型甲状腺癌组织同正常甲状腺组织一样可以特异性地摄取碘，分化型甲状腺癌患者口服大剂量的碘-131后，碘-131经由血液被甲状腺组织、残余癌组织及转移灶摄取，碘-131衰变过程中发出的β射线对癌细胞产生杀伤作用，导致癌组织坏死，从而降低肿瘤术后的复发和转移几率。由于碘-131释放β射线的同时还会释放γ射线，所以接受此治疗的病人常会安排住院进行隔离治疗，避免对周边的环境和人造成意外照射。只有当病人体内碘-131的活度(用来描述核素的量，指样品在单位时间内衰变掉的原子数，单位时间内也叫衰变率)低于400MBq或距离病人1m处的辐射当量剂量率(与射源距离的平方成反比，与射源的活度成正比)低于20μSv/h时方可安排出院。
目前核医学科室管控病人的常见方式有两种：第一种，使用统一的住院时间进行管控，比如，目前普遍住院满一周后安排出院；第二种，使用固定式环境辐射监测仪，定期测量距离病人1m处的辐射当量剂量率，当辐射当量剂量率低于20μSv/h时安排病人出院。
对于第一种方式，由于病人的代谢差异，其实有很多病人在2～3天内就达到了出院标准，但仍需安排住院，不利于提高病床的利用率；有的病人代谢较慢，时满出院时，体内核素的活度水平仍然较高，会对周边人造成意外照射。
对于第二种方式，由于病人众多，每个人都需要单独安排进行测量，多数情况下每天监测一次，不能高效的进行出院管控。使用固定式环境辐射监测仪也无法连续测量病人体内核素的活度数据。由于病人体内碘-131的活度是评价治疗效果的指标之一，不能获取病人体内活度的连续变化曲线，不利于治疗诊断。
另外，患者所住的隔离病房不可能同普通病房一样，医务人员不能随时到床边巡视查房，对于年龄较大、病情较重，尤其是单独住一间隔离病房的患者存在一定的安全隐患。对于陪护，通常护士通过视频巡查系统定期进行巡查，查看病患是否有异常情况，往往无法及时发现突发事件。
发明内容
本发明的目的是提供一种辐射监测装置，从而解决上述问题中的至少一种。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种辐射监测装置，该辐射监测装置包括电源、闪烁体探测器和处理模块，所述电源与所述处理模块电联接，所述闪烁体探测器与所述处理模块连接并向所述处理模块发送辐射探测信号，所述辐射监测装置还包括：PCB板、屏幕、后盖、外壳以及心率监测模块，所述闪烁体探测器和所述处理模块均设置于所述PCB板上；所述屏幕与所述处理模块通信连接；所述后盖上设置有通孔；所述后盖、所述屏幕以及所述外壳围成盒状空间，所述电源、所述闪烁体探测器、所述处理模块以及所述PCB板均容置于所述盒状空间内；所述心率监测模块设置于所述后盖的通孔内并与所述处理模块通信连接。
根据本发明的一个实施例，所述屏幕和所述后盖形成为圆形，所述外壳形成为筒状，所述屏幕和所述后盖相对的设置于所述外壳的两个底面处以形成所述盒状空间。
根据本发明的一个实施例，所述辐射监测装置还包括心率监测模块，所述心率监测模块设置于所述后盖的通孔内并与所述处理模块通信连接。
根据本发明的一个实施例，所述辐射监测装置还包括惯性检测模块，所述惯性检测模块设置于所述PCB板上并与所述处理模块通信连接。
根据本发明的一个实施例，所述辐射监测装置还包括环带，所述环带对称的设置于所述外壳的外侧。
根据本发明的一个实施例，所述辐射监测装置还包括麦克风，所述麦克风设置于所述PCB板上并与所述处理模块通信连接。
根据本发明的一个实施例，所述外壳上设置有开孔，所述开孔与所述麦克风对应。
根据本发明的一个实施例，所述外壳上还设置有开关，所述开关与所述电源以及所述处理模块连接。
根据本发明的一个实施例，所述PCB板上还设置有无线通讯模块，所述处理模块通过所述无线通讯模块与管理电脑通信连接。
根据本发明的一个实施例，所述处理模块与所述无线通信模块集成于一体。
根据本发明的一个实施例，多个辐射监测装置与同一个或者多个数据路由通信连接，所述数据路由与管理电脑通信连接。
本发明提供的辐射监测装置，能够实现自动化测量，提高了监测效率；本发明还可以实现连续测量，获取体内核素的活度的连续变化数据，一方面可以精准的知道哪一个时刻病人达到出院标准，提高病房的利用率，也防止了未达标出院事件的发生；本发明通过辐射当量剂量率数据和臂长等信息，获取体内活度的精准数据，方便与标准进行比对；本发明使用时全程数据自动无线上传，可同时自动化管理多数量病人的体内活度，减少了医护人员的工作量和暴露在辐射环境的风险；另外，本发明中的惯性监测模块能够对病人的动作进行识别，仅测量站立手臂自然下垂情况下的数据，避免了由佩戴者运动引起的测量偏差，且无需医护人员监督测量工作，同时惯性监测模块还可以有效的识别病人的摔倒事件和心率相关的紧急异常事件，提高医护人员护理的有效性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明的一个优选实施例的辐射监测装置的爆炸示意图；
图2是根据图1的辐射监测装置的另一个角度的爆炸示意图；
图3是根据图1的辐射监测装置的正面示意图；
图4是根据图1的辐射监测装置的模块连接示意图；
图5是根据本发明的一个实施例的辐射监测装置的应用示意图；
图6是根据本发明的一个实施例的辐射监测装置的使用流程示意图；
图7是根据本发明的一个实施例的辐射监测装置的另一种应用示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
需要说明的是，当部件/零件被称为“设置在”另一个部件/零件上，它可以直接设置在另一个部件/零件上或者也可以存在居中的部件/零件。当部件/零件被称为“连接/联接”至另一个部件/零件，它可以是直接连接/联接至另一个部件/零件或者可能同时存在居中部件/零件。本文所使用的术语“连接/联接”可以包括电气和/或机械物理连接/联接。本文所使用的术语“包括/包含”指特征、步骤或部件/零件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、步骤或部件/零件的存在或添加。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任意的和所有的组合。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，而并不是旨在限制本申请。
另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
图1是根据本发明的一个优选实施例的辐射监测装置的爆炸示意图，由图1可知，本发明提供的辐射监测装置包括屏幕10、后盖20、外壳30、环带40、闪烁体探测器50、PCB板60、电源70以及处理模块模块80，其中，屏幕10和后盖20呈圆形，外壳30呈环形，屏幕10、后盖20和外壳30形成大致圆筒状的空间，环带40对称的设置于外壳30的外侧，闪烁体探测器40以及处理模块80均设置于PCB板60上，闪烁体探测器40与处理模块80连接并向处理模块80发送探测到的辐射探测信号，电源70与PCB板60电连接以向闪烁体探测器40以及处理模块80供电，处理模块80同时与屏幕10通信连接，电源70以及PCB板60同时容置于屏幕10、后盖20和外壳30形成的圆筒状的空间内，处理模块80可采用MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)模块。
进一步地，本发明提供的辐射监测装置还可以包括惯性检测模块1，惯性监测模块1设置于PCB板60上，惯性监测模块1与处理模块80通信连接并将探测到的运动数据发送至处理模块80。优选地，惯性监测模块1采用陀螺仪，当佩戴人作出不同的动作时，如移动、摆手、下蹲，惯性监测模块1可以根据采集到不同的加速度数据发送至处理模块80，处理模块80根据不同的加速度数据与预设的数据进行比较以判断佩戴人处于何种动作状态。
进一步地，本发明提供的辐射监测装置还可以包括心率监测模块2，心率监测模块2与处理模块80通信连接并将探测到的心率数据发送至处理模块80。优选地，PCB板60中间设置有第一板孔61，后盖20中间设置有第二板孔21，心率监测模块2容置于第一板孔61和第二板孔21中，当佩戴人佩戴辐射监测装置时，心率监测模块2的一部分表面同当佩戴人身体表面接触，心率监测模块2可以根据采集到心率数据并将其发送至处理模块80，处理模块80根据不同的心率数据与预设的数据进行比较，并综合惯性监测模块1的加速度数据，判断佩戴人是否处于突发紧急状态，比如摔倒、磕碰、甚至长时间不移动的昏迷，当监测到此类事件时，处理模块80可以向管理电脑发送异常警报，告知医护人员对病人进行护理。
进一步地，PCB板60上可以设置麦克风3，麦克风3与处理模块80通信连接并将探测到的语音数据发送至处理模块80。优选地，外壳30的侧面设置有第三板孔31，第三板孔31的位置与麦克风3的位置对应以便于麦克风3接收到清晰的语音数据，当佩戴人处于突发紧急状态时，通过麦克风3可以实时呼叫支援以第一时间向医护人员提供所需信息。
进一步地，PCB板60上还可以设置无线通讯模块4，无线通讯模块4可以与处理模块80通信连接并将处理模块80收集及产生的各种数据信息发送至管理电脑。本领域技术人员应当注意的是，无线通信模块4可以与处理模块80集成于一体而实现相同的功能，在此不再赘述。
图2是根据图1的辐射监测装置的另一个角度的爆炸示意图，图3是根据图1的辐射监测装置的正面示意图，由图2和图3可知，本发明的辐射监测装置还可以包括开关32，开关32设置于外壳30的侧面并与电源70连接以便于控制装置的运行状态。
图4是根据图1的辐射监测装置的模块连接示意图，由图4可知，闪烁体探测器40与处理模块80通信连接并向处理模块80发送探测到的辐射探测信号，闪烁体探测器40包括闪烁晶体以及与闪烁晶体耦合的光电转换器件，闪烁晶体可以将接收到的高能射线(比如β射线、γ射线)转换为可见光光子，光电转换器件用于将可见光光子转换为电信号，处理模块80根据电信号进行采样并计算出辐射探测信号的辐射当量剂量率，进一步通过屏幕10显示并通过无线通信模块4发送至管理电脑进行数据监控、统计、分析。惯性监测模块1与处理模块80通信连接并将探测到的运动数据发送至处理模块80，处理模块根据采集到的加速度数据进行计算比较以判断佩戴人处于何种动作状态。心率监测模块2与处理模块80通信连接并将探测到的心率数据发送至处理模块80，处理模块80根据心率数据进行计算分析，并综合惯性监测模块1的加速度数据，判断佩戴人是否处于突发紧急状态。麦克风3与处理模块80通信连接并将探测到的语音数据发送至处理模块80，处理模块80根据语音数据作出不同的动作指令。无线通讯模块4还可以将来自于管理电脑的指令发送至处理模块80以根据需要发送所需的测量数据，或者在屏幕10上显示医护人员作出的指令信息，无线通讯模块4可以采用蓝牙、WIFI、Zigbee、LoRA等。
图5是根据本发明的一个实施例的辐射监测装置的应用示意图，由图5可知，本发明提供的辐射监测装置可以根据需要制作为手表大小并佩戴于病人手腕处。此时，由于辐射当量剂量率的数值和射源的距离的平方成反比，与射源的活度成正比，如下公式(1)所示：
其中，DoseRate是辐射当量剂量率，A是射源的活度，R是辐射监测装置与射源之间的距离，K是常数。由于甲状腺是人体吸收碘的主要器官，几乎所有的碘摄取都会集中在甲状腺即脖子位置，所以将辐射监测装置佩戴于手腕时，在双手垂下站立的情况下，如图5所示，可以认为辐射监测装置和甲状腺之间的距离就是臂长，进一步可以通过辐射监测装置测量的辐射剂量当量率和臂长算出活度的数据。
但由于甲状腺的形状和体型等个体差异，其并不是理想的点源，所以需要进行几何校正，假设几何校正系数是C，那么
为了求得该几何校正系数，可按照图6所示的步骤进行操作：
第一步，记录病人服用的核素(比如碘-131)的初始活度A0，该初始活度为已知数值；
第二步，为病人佩戴辐射监测装置，病人服用核素后，待30min吸收完成后，让病人站立手臂自然垂下，使用辐射监测装置测量一组辐射剂量当量率数据DoseRate_0；
第三步，将DoseRate_0和A0代入公式(2)计算得到剂量当量率转换系数P0＝CK/R2＝DoseRate_0/A0，对于取定的病人，由于C、K、R均为定值，则任意时刻的活度可通过下式计算：
A＝DoseRate/P0 (3)
第四步，记录参数P0，并将之设置到该病人对应的辐射监测装置内，此时当病人站立手臂自然垂下时，可以通过辐射监测装置测量任意时刻的辐射剂量率DoseRate，通过公式(3)计算得到体内剩余活度A。
当本发明提供的辐射监测装置包括惯性监测模块时，其使用步骤还包括：
第五步，惯性监测模块随时监测病人的运动状态，当监测到手臂自然下垂，且无大幅度运动的情况时，即陀螺仪角度垂直地面，加速度计结果接近0，就自动启动闪烁体探测器，测量一组辐射剂量当量率数据并记录对应的时间，同时通过无线发送模块把数据发送至管理电脑。
另外，由于核医学病人自身有辐射的特殊性，一般病人和医护人员采用隔离管理方式，医护人员有时无法实时了解病人的状态。惯性监测模块可以监测病人的特殊运动事件，如摔倒、磕碰、甚至长时间不移动的昏迷，当监测到此类事件时，可以向管理电脑发送异常警报，告知医护人员对病人进行护理。
本发明提供的辐射监测装置在使用时，还可以包括下述步骤：
第六步，管理电脑绘制出病人体内活度随时间变化的曲线，医护人员可在管理电脑端设置出院活度阈值，比如参考国标GB18871-2006，则应定活度为400Mbq，一旦病人的体内活度低于设定阈值，就会自动在管理电脑端提示医护人员该病人可以出院；
第七步，医护人员可以通过管理电脑发送指令，告知病人可以出院，此时病人身上的辐射监测装置的屏幕会提示可以出院的信息；
第八步，若病人测量结果显示达到出院标准，可以通过麦克风向管理电脑留言，以便医护人员进行处理；
图7是根据本发明的一个实施例的辐射监测装置的另一种应用示意图，此时可将多个辐射监测装置1～n与同一个或者多个分布的数据路由通信连接，将这些数据路由与管理电脑连接，每个辐射监测装置可按照上述操作将对应病人的活度数据、运动状态数据以及心率数据等通过数据路由发送至管理电脑，管理电脑可以实现对批量病人的同时管理，极大的提高了核医学科室的运行效率。
本发明提供的辐射监测装置，将闪烁体探测器、电源和处理模块集成于体积小巧的盒状空间内，便于病人随身携带并自动化测量病人体内的辐射信息，提高了监测效率。本领域技术人员应当注意的是，在上述实施例中，采用环带与盒状空间配合并将该辐射监测装置佩戴于病人的手腕处，在实际应用中，还可以将该盒状空间配合卡扣制作成便于佩戴在身体的任何位置处的形式，还可以在该盒状空间上设置绳索等将其制作为项链的形式使用，此时可以根据实际情况测量射源距离辐射监测装置的距离，在此不再赘述。
本发明还可以实现连续测量，获取体内核素的活度的连续变化数据，一方面可以精准的知道哪一个时刻病人达到出院标准，提高病房的利用率，也防止了未达标出院事件的发生。
本发明通过测量辐射当量剂量率数据和距离等信息，获取体内活度的精准数据，方便与标准进行比对。
本发明通过无线通信模块全程自动上传数据，可同时自动化管理多数量病人的体内活度，减少了医护人员的工作量和暴露在辐射环境的风险。
本发明使用惯性监测模块能够对病人的动作进行识别，当佩戴于手腕时仅测量站立手臂自然下垂情况下的数据，避免了由佩戴者运动引起的测量偏差，且无需医护人员监督测量工作，同时惯性监测模块还可以有效的识别病人的摔倒事件和心率相关的紧急异常事件，提高医护人员护理的有效性。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化，比如，外壳上还可以设置充电接口以方便对电源进行充电。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (10)

1.一种辐射监测装置，包括电源、闪烁体探测器和处理模块，所述电源与所述处理模块电联接，所述闪烁体探测器与所述处理模块连接并向所述处理模块发送辐射探测信号，其特征在于，所述辐射监测装置还包括：
PCB板，所述闪烁体探测器和所述处理模块均设置于所述PCB板上；
屏幕，所述屏幕与所述处理模块通信连接；
后盖，所述后盖上设置有通孔；
外壳，所述后盖、所述屏幕以及所述外壳围成盒状空间，所述电源、所述闪烁体探测器、所述处理模块以及所述PCB板均容置于所述盒状空间内；以及；
心率监测模块，所述心率监测模块设置于所述后盖的通孔内并与所述处理模块通信连接。
2.根据权利要求1所述的辐射监测装置，其特征在于，所述屏幕和所述后盖形成为圆形，所述外壳形成为筒状，所述屏幕和所述后盖相对的设置于所述外壳的两个底面处以形成所述盒状空间。
3.根据权利要求1所述的辐射监测装置，其特征在于，所述辐射监测装置还包括惯性检测模块，所述惯性检测模块设置于所述PCB板上并与所述处理模块通信连接。
4.根据权利要求1所述的辐射监测装置，其特征在于，所述辐射监测装置还包括环带，所述环带对称的设置于所述外壳的外侧。
5.根据权利要求1所述的辐射监测装置，其特征在于，所述辐射监测装置还包括麦克风，所述麦克风设置于所述PCB板上并与所述处理模块通信连接。
6.根据权利要求5所述的辐射监测装置，其特征在于，所述外壳上设置有开孔，所述开孔与所述麦克风对应。
7.根据权利要求1所述的辐射监测装置，其特征在于，所述外壳上还设置有开关，所述开关与所述电源以及所述处理模块连接。
8.根据权利要求1所述的辐射监测装置，其特征在于，所述PCB板上还设置有无线通讯模块，所述处理模块通过所述无线通讯模块与管理电脑通信连接。
9.根据权利要求1所述的辐射监测装置，其特征在于，所述处理模块与所述无线通信模块集成于一体。
10.根据权利要求1所述的辐射监测装置，其特征在于，多个辐射监测装置与同一个或者多个数据路由通信连接，所述数据路由与管理电脑通信连接。
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