CN109876312A - 电离辐射剂量测量方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种电离辐射剂量测量方法及系统，涉及测量技术领域。该方法及系统，通过对掺碳的α‑氧化铝晶体进行电离辐射照射，获取掺碳的α‑氧化铝晶体辐射发光强度，根据辐射发光强度，得到掺碳的α‑氧化铝晶体的辐射吸收剂量率，根据辐射吸收剂量率，计算得到掺碳的α‑氧化铝晶体吸收电离辐射的第一吸收剂量，在得到第一吸收剂量后，对电离辐射照射后的掺碳的α‑氧化铝晶体进行激光照射，获取掺碳的α‑氧化铝晶体的光释光强度，根据光释光强度的累加值，计算得到掺碳的α‑氧化铝晶体的第二吸收剂量，将第二吸收剂量与第一吸收剂量进行比较，以验证电离辐射照射时掺碳的α‑氧化铝晶体的辐射吸收剂量率的准确性，从而以较低的成本实现电离辐射剂量的测量。
Description
技术领域
本公开涉及测量技术领域，具体而言，涉及一种电离辐射剂量测量方法及系统。
背景技术
放射治疗在肿瘤治疗中的作用和地位日益突出，已成为治疗恶性肿瘤的主要手段之一，在治疗肿瘤的同时，应尽量减少电离辐射对正常组织的损伤，因此，需要提前制定治疗计划，并在放疗时对病灶处的电离辐射剂量受照情况进行实时监测，以检验治疗计划的可行性及其实施情况。
目前，对电离辐射剂量的测量大多采用组织等效电离室，但是组织等效电离室的体积较大，成本较高。
发明内容
有鉴于此，本公开提供一种电离辐射剂量测量方法及系统。
本公开提供一种电离辐射剂量测量方法，应用于电离辐射剂量测量系统，所述方法包括：
对掺碳的α-氧化铝晶体进行电离辐射照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射发光强度，其中，所述辐射发光强度与辐射吸收剂量率成正比。
根据所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射发光强度，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射吸收剂量率。
根据所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射吸收剂量率，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体吸收电离辐射的第一吸收剂量。
对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体进行激光照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度。
对所述掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度进行累加，得到所述掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度的累加值；其中，所述光释光强度的累加值与所述掺碳的α-氧化铝晶体的吸收剂量成正比。
根据所述光释光强度的累加值，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体的第二吸收剂量。
将所述第一吸收剂量与所述第二吸收剂量进行比较，以验证电离辐射照射时所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射吸收剂量率的准确性。
进一步的，所述电离辐射剂量测量系统包括第一透镜组、第一光纤、二向色镜、光电倍增管、滤光片组以及电子终端。
所述对掺碳的α-氧化铝晶体进行电离辐射照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射发光强度的步骤包括：
对所述掺碳的α-氧化铝晶体进行电离辐射照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体经电离辐射照射后发出的荧光。
通过所述第一光纤将所述荧光传输至所述第一透镜组。
通过所述第一透镜组对所述荧光进行聚焦，并将聚焦后的荧光传输至所述二向色镜。
通过所述二向色镜将所述聚焦后的荧光反射至所述滤光片组。
通过所述滤光片组对所述聚焦后的荧光进行滤光，并将滤光后的荧光传输至所述光电倍增管。
通过所述光电倍增管对所述滤光后的荧光进行光电转换，得到转换后的第一电信号，并传输至所述电子终端。
通过所述电子终端对所述第一电信号进行处理，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射发光强度。
进一步的，所述电离辐射剂量测量系统还包括激光器、第二透镜组以及第二光纤。
所述对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体进行激光照射的步骤包括：
通过所述激光器发出激光，并通过所述第二光纤将所述激光器发出的激光传输至所述第二透镜组。
通过所述第二透镜组对所述激光进行聚焦，并将聚焦后的激光传输至所述二向色镜。
通过所述二向色镜将聚焦后的激光透射至所述第一透镜组。
所述第一透镜组将透射后的激光进行聚焦，并通过所述第一光纤将聚焦后的激光传输至所述掺碳的α-氧化铝晶体，以对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体进行激光照射。
进一步的，所述获取所述掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度的步骤包括：
对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体进行激光照射后，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体经激光照射后的光释光强度。
通过所述第一光纤将所述光释光传输至所述第一透镜组，并通过所述第一透镜组对所述光释光进行聚焦，并将聚焦后的光释光传输至所述二向色镜。
通过所述二向色镜将所述聚焦后的光释光反射至所述滤光片组。
通过所述滤光片组对所述聚焦后的光释光进行滤光，并将滤光后的光释光传输至所述光电倍增管。
通过所述光电倍增管对所述滤光后的光释光进行光电转换，得到转换后的第二电信号，并传输至所述电子终端。
通过所述电子终端对所述第二电信号进行处理，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度。
进一步的，所述激光的波长为532nm，所述辐射发光的发光波长为420nm，所述光释光的发光波长为420nm。
本公开提供一种电离辐射剂量测量系统，包括电离辐射装置、电子终端以及激光照射装置。
所述电离辐射装置用于对掺碳的α-氧化铝晶体进行电离辐射照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射发光强度，其中，所述辐射发光强度与辐射吸收剂量率成正比。
所述电子终端用于根据所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射发光强度，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射吸收剂量率，并根据所述辐射吸收剂量率，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体吸收电离辐射的第一吸收剂量。
所述激光照射装置用于对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体进行激光照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度。
所述电子终端用于对所述掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度进行累加，得到所述掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度的累加值；其中，所述光释光强度的累加值与所述掺碳的α-氧化铝晶体的吸收剂量成正比。
所述电子终端还用于根据所述光释光强度的累加值，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体的第二吸收剂量。
所述电子终端还用于将所述第一吸收剂量与所述第二吸收剂量进行比较，以验证电离辐射照射时所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射吸收剂量率的准确性。
进一步的，所述电离辐射剂量测量系统还包括第一透镜组、第一光纤、二向色镜、光电倍增管以及滤光片组。
所述电离辐射装置用于对所述掺碳的α-氧化铝晶体进行电离辐射照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体经电离辐射照射后发出的荧光。
所述第一光纤用于将所述荧光传输至所述第一透镜组。
所述第一透镜组用于对所述荧光进行聚焦，并将聚焦后的荧光传输至所述二向色镜。
所述二向色镜用于将所述聚焦后的荧光反射至所述滤光片组。
所述滤光片组用于所述聚焦后的荧光进行滤光，并将滤光后的荧光传输至所述光电倍增管。
所述光电倍增管用于对所述滤光后的荧光进行光电转换，得到转换后的第一电信号，并传输至所述电子终端。
所述电子终端用于对所述第一电信号进行处理，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射发光强度。
进一步的，所述激光照射装置还包括激光器、第二透镜组以及第二光纤。
所述激光器用于发出激光；所述第二光纤用于将所述激光器发出的激光传输至所述第二透镜组。
所述第二透镜组用于对所述激光进行聚焦，并将聚焦后的激光传输至所述二向色镜。
所述二向色镜用于将聚焦后的激光透射至所述第一透镜组。
所述第一透镜组用于将透射后的激光进行聚焦；所述第一光纤用于将聚焦后的激光传输至所述掺碳的α-氧化铝晶体，以对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体进行激光照射。
进一步的，在对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体进行激光照射后，所述第一光纤用于将所述掺碳的α-氧化铝晶体经激光照射后发出的光释光传输至所述第一透镜组。
所述第一透镜组用于对所述光释光进行聚焦，并将聚焦后的光释光传输至所述二向色镜。
所述二向色镜用于将所述聚焦后的光释光反射至所述滤光片组。
所述滤光片组用于所述聚焦后的光释光进行滤光，并将滤光后的光释光传输至所述光电倍增管。
所述光电倍增管用于对所述滤光后的光释光进行光电转换，得到转换后的第二电信号，并传输至所述电子终端。
进一步的，所述激光的波长为532nm，所述辐射发光的发光波长为420nm，所述光释光的发光波长为420nm。
本公开提供的电离辐射剂量测量方法及系统，通过对掺碳的α-氧化铝晶体进行电离辐射照射，获取掺碳的α-氧化铝晶体辐射发光强度，根据掺碳的α-氧化铝晶体的辐射发光强度，获取掺碳的α-氧化铝晶体的辐射吸收剂量率，根据掺碳的α-氧化铝晶体的辐射吸收剂量率，计算得到掺碳的α-氧化铝晶体吸收电离辐射的第一吸收剂量，在得到掺碳的α-氧化铝晶体吸收电离辐射的第一吸收剂量后，对电离辐射照射后的掺碳的α-氧化铝晶体进行激光照射，获取掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度，并对掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度进行累加，得到掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度的累加值，根据光释光强度的累加值，计算得到掺碳的α-氧化铝晶体的第二吸收剂量，将第二吸收剂量与第一吸收剂量进行比较，以验证电离辐射照射时掺碳的α-氧化铝晶体的辐射吸收剂量率的准确性，以较低的成本实现电离辐射剂量的测量，并且整体的体积较小。
为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本公开的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本公开所提供的电离辐射剂量测量系统的一种结构示意图。
图2为本公开所提供的电离辐射剂量测量方法的一种流程示意图。
图3为本公开所提供的电离辐射剂量测量方法的另一种流程示意图。
图4为本公开所提供的电离辐射剂量测量方法的又一种流程示意图。
图5为本公开所提供的电离辐射剂量测量方法的又一种流程示意图。
图标：100-电离辐射剂量测量系统；10-电离辐射装置；11-第一透镜组；12-第一光纤；20-激光照射装置；21-激光器；22-第二光纤；23-第二透镜组；30-电子终端；40-二向色镜；50-光电倍增管；51-滤光片组；60-掺碳的α-氧化铝晶体。
具体实施方式
下面将结合本公开中附图，对本公开中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本公开的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
放射治疗在肿瘤治疗中的作用和地位日益突出，已成为治疗恶性肿瘤的主要手段之一，在治疗肿瘤的同时，应尽量减少电离辐射对正常组织的损伤，因此，需要提前制定治疗计划，并在放疗时对病灶处的受照情况进行实时监测，以检验治疗计划的可行性及其实施情况。
目前，对电离辐射剂量的测量大多采用组织等效电离室，但是组织等效电离室的体积较大，成本较高，除此之外，组织等效电离室带有高电压，具有一定的安全风险。
有鉴于此，本公开提供一种电离辐射剂量测量方法及系统，以改善上述问题。
请结合参阅图1，本公开提供的一种电离辐射剂量测量方法，应用于图1所示的电离辐射剂量测量系统100。请结合参阅图2，图2为本公开所提供的电离辐射剂量测量方法的一种流程示意图，下面对图2所示的具体流程进行详细阐述。
步骤S10：对掺碳的α-氧化铝晶体60进行电离辐射照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射发光强度。
其中，所述掺碳的α-氧化铝晶体60(α-Al2O3:C)同时具有辐射发光(Radio-luminescence，RL)和光释光(Optically Stimulated Luminescence，OSL)两种物理特性，所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射发光特性即为所述掺碳的α-氧化铝晶体60在受到电离辐射照射时，会瞬时发出荧光。其中，所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射发光强度与辐射吸收剂量率成正比，因此，通过测量所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射发光强度，即可实现所述掺碳的α-氧化铝晶体60受电离辐射时的辐射吸收剂量率的实时测量。
所述掺碳的α-氧化铝晶体60的光释光特性即为在对所述掺碳的α-氧化铝晶体60电离辐射照射后，所述掺碳的α-氧化铝晶体60吸收的电离辐射能量会存储在晶体内部，通过光源照射，所述掺碳的α-氧化铝晶体60所获得的电离辐射能量会以光的形式释放出来。
其中，所述掺碳的α-氧化铝晶体60的光释光强度的累加值与所述掺碳的α-氧化铝晶体60吸收电离辐射的吸收剂量成正比，因此，通过测量所述掺碳的α-氧化铝晶体60光释光强度的累加值，即可计算得到所掺碳的α-氧化铝晶体60吸收电离辐射的吸收剂量。
步骤S20：根据所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射发光强度，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射吸收剂量率。
其中，因为所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射发光强度与辐射吸收剂量率成正比，在对所述掺碳的α-氧化铝晶体60进行电离辐射照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射发光强度后，即可根据所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射发光强度，获取得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射吸收剂量率。
步骤S30：根据所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射吸收剂量率，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60吸收电离辐射的第一吸收剂量。
其中，所述辐射吸收剂量率只是反应单位时间内的照射剂量，是在对所述掺碳的α-氧化铝晶体60电离辐射照射的过程中的实时测量，因此，在对所述掺碳的α-氧化铝晶体60电离辐射照射的过程中，获取每个单位时间的辐射吸收剂量率，对获取得到的每个单位时间的辐射吸收剂量率进行计算，得到每个单位时间的吸收剂量，对每个单位时间的吸收剂量进行累加，得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60吸收电离辐射的第一吸收剂量。
步骤S40：对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体60进行激光照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体60的光释光强度。
其中，在对所述掺碳的α-氧化铝晶体60电离辐射照射完毕后，所述掺碳的α-氧化铝晶体60吸收的电离辐射能量会存储在晶体内部，对所述掺碳的α-氧化铝晶体60进行激光照射，所述掺碳的α-氧化铝晶体60所获得的电离辐射能量会以光的形式释放出来，即光释光，当所述掺碳的α-氧化铝晶体60所获得的电离辐射能量以光释光的形式发出后，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体60的光释光强度。
步骤S50：对所述掺碳的α-氧化铝晶体60光释光强度进行累加，得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60光释光强度的累加值。
其中，获取得到的所述掺碳的α-氧化铝晶体60的光释光强度为瞬时值，即单位时间所述掺碳的α-氧化铝晶体60的光释光强度，在所述掺碳的α-氧化铝晶体60吸收电离辐射能量全部以光释光的形式发出后，对每个单位时间的所述掺碳的α-氧化铝晶体60的光释光强度进行累加，得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60的光释光强度的累加值，进而可得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60受激光照射后，所述掺碳的α-氧化铝晶体60发出的光的总量。
步骤S60：根据所述光释光强度的累加值，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60的第二吸收剂量。
其中，吸收剂量是指单位质量物质吸收的辐射能量，由于光释光强度的累加值与所述掺碳的α-氧化铝晶体60吸收电离辐射的吸收剂量成正比，因此，根据所述光释光强度的累加值以及所述掺碳的α-氧化铝晶体60自身质量，即可计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60吸收电离辐射的第二吸收剂量。
步骤S70：将所述第二吸收剂量与所述第一吸收剂量进行比较，以验证电离辐射照射时所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射吸收剂量率的准确性。
其中，在得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60吸收电离辐射的第二吸收剂量后，将所述第二吸收剂量与计算得到的所述第一吸收剂量进行对比，对所述第一吸收剂量进行验证，进而对所述掺碳的α-氧化铝晶体60受电离辐射照射时的辐射吸收剂量率进行验证，实现了电离辐射剂量的有效测量，成本较低。
本公开提供的电离辐射剂量测量方法，采用所述掺碳的α-氧化铝晶体60作为电离辐射探测元件，在应用于放射治疗过程中，不仅可以实时测量放疗过程中的辐射吸收剂量率，得到放疗过程中的吸收剂量，实现放疗过程中电离辐射照射剂量的有效控制；在放疗完成后，又可根据光释光强度的累加值，对放疗过程中探测元件吸收电离辐射的吸收剂量再次进行测量，以对放疗过程中的辐射吸收剂量率进行验证，实现放疗治疗方案的有效控制。
除此之外，本公开采用所述掺碳的α-氧化铝晶体60作为电离辐射探测元件，进一步低降低了成本、提高了灵敏度，同时所述掺碳的α-氧化铝晶体60的耐辐射能力更好。
进一步的，请结合参阅图1和图3，所述电离辐射剂量测量系统100包括第一透镜组11、第一光纤12、二向色镜40、光电倍增管50、滤光片组51以及电子终端30。
所述对所述掺碳的α-氧化铝晶体60进行电离辐射照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射发光强度的步骤包括步骤S11至步骤S17。
步骤S11：对所述掺碳的α-氧化铝晶体60进行电离辐射照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体60经电离辐射后发出的荧光。
其中，对所述掺碳的α-氧化铝晶体60进行电离辐射照射时，可以采用γ、X射线对所述掺碳的α-氧化铝晶体60进行电离辐射照射，在对所述掺碳的α-氧化铝晶体60进行电离辐射照射后，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体60经电离辐射照射后发出的荧光。
步骤S12：通过所述第一光纤12将所述荧光传输至所述第一透镜组11。
步骤S13：通过所述第一透镜组11对所述荧光进行聚焦，并将聚焦后的荧光传输至所述二向色镜40。
其中，所述掺碳的α-氧化铝晶体60经电离辐射照射后发出的荧光经所述第一光纤12传输至所述第一透镜组11，由所述第一透镜组11对所述荧光进行聚焦，并将聚焦后的荧光传输至所述二向色镜40。
步骤S14：通过所述二向色镜40将所述聚焦后的荧光反射至所述滤光片组51。
步骤S15：通过所述滤光片组51对所述聚焦后的荧光进行滤光，并将滤光后的荧光传输至所述光电倍增管50。
其中，所述二向色镜40可以对一定波长的光几乎完全透过，对另一些波长的光几乎完全反射。在本公开中，所述掺碳的α-氧化铝晶体60经电离辐射照射后发出的荧光的波长为420nm。
进一步的，为了提高测量的准确性，所述电离辐射剂量测量系统100还包括滤光片组51，在将所述聚焦后的荧光传输至所述光电倍增管50之前，还需要通过所述滤光片组51滤去其余波长的光，只留下420nm波长的光，以使到达所述光电倍增管50的荧光的波长为420nm。
步骤S16：通过所述光电倍增管50对所述滤光后的荧光进行光电转换，得到转换后的第一电信号，并传输至所述电子终端30。
其中，所述光电倍增管50对接收的所述滤光后的荧光进行光电转换，即将光信号转换为电信号，得到转换后的第一电信号，并将所述第一电信号传输至所述电子终端30。
步骤S17：通过所述电子终端30对所述第一电信号进行处理，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射发光强度。
其中，所述电子终端30在接收到转换后的所述第一电信号，对所述第一电信号进行处理，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射发光强度，进而，可根据所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射发光强度计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60吸收电离辐射的辐射吸收剂量率。
进一步的，请结合参阅图1和图4，所述电离辐射剂量测量系统100还包括激光器21、第二透镜组23以及第二光纤22。
所述对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体60进行激光照射的步骤包括步骤S41至步骤S44。
步骤S41：通过所述激光器21发出激光，并通过所述第二光纤22将所述激光器21发出的激光传输至所述第二透镜组23。
步骤S42：通过所述第二透镜组23对所述激光进行聚焦，并将聚焦后的激光传输至所述二向色镜40。
其中，所述激光器21发出的激光通过所述第二光纤22传输至所述第二透镜组23，由所述第二透镜组23对所述激光进行聚焦，并将聚焦后的激光传输至所述二向色镜40。
步骤S43：通过所述二向色镜40将聚焦后的激光透射至所述第一透镜组11。
其中，所述二向色镜40可以对一定波长的光几乎完全透过，对另一些波长的光几乎完全反射。在本公开中，所述激光器21发出激光的波长为532nm，因此，可通过所述二向色镜40将所述激光透射至所述第一透镜组11。
步骤S44：所述第一透镜组11将透射后的激光进行聚焦，并通过所述第一光纤12将聚焦后的激光传输至所述掺碳的α-氧化铝晶体60，以对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体60进行激光照射。
其中，所述二向色镜40将所述激光透射至所述第一透镜组11后，由所述第一透镜组11对透射后的激光进行聚焦，并通过所述第一光纤12将聚焦后的激光传输至所述掺碳的α-氧化铝晶体60，以对所述掺碳的α-氧化铝晶体60进行激光照射。
进一步的，请结合参阅图5，所述获取所述掺碳的α-氧化铝晶体60的光释光强度的步骤包括步骤S45至步骤S491。
步骤S45：对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体60进行激光照射后，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体60经激光照射后的光释光强度。
其中，对所述掺碳的α-氧化铝晶体60进行激光照射后，所述掺碳的α-氧化铝晶体60所获得的电离辐射能量会以光释光的形式释放出来，进而，在所述掺碳的α-氧化铝晶体60进行激光照射后，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体60经激光照射后发出的光释光。
步骤S46：通过所述第一光纤12将所述光释光传输至所述第一透镜组11并通过所述第一透镜组11对所述光释光进行聚焦，并将聚焦后的光释光传输至所述二向色镜40。
其中，所述掺碳的α-氧化铝晶体60经激光照射后发出的光释光经所述第一光纤12传输至所述第一透镜组11，由所述第一透镜组11对所述光释光进行聚焦，并将聚焦后的光释光传输至所述二向色镜40。
步骤S47：通过所述二向色镜40将所述聚焦后的光释光反射至所述滤光片组51。
步骤S48：通过所述滤光片组51对所述聚焦后的光释光进行滤光，并将滤光后的光释光传输至所述光电倍增管50。
其中，在本公开中，所述掺碳的α-氧化铝晶体60经激光照射后发出的光释光的波长为420nm。同样的，为了提高测量的准确性，在将所述聚焦后的光释光传输至所述光电倍增管50之前，通过所述滤光片组51滤去其余波长的光，只留下420nm波长的光，以使到达所述光电倍增管50的光释光的波长为420nm。
步骤S49：通过所述光电倍增管50对所述滤光后的光释光进行光电转换，得到转换后的第二电信号，并传输至所述电子终端30。
其中，所述光电倍增管50对接收的所述滤光后的光释光进行光电转换，即将光信号转换为电信号，得到转换后的第二电信号，并将所述第二电信号传输至所述电子终端30。
步骤S491：通过所述电子终端30对所述第二电信号进行处理，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60的光释光强度。
其中，所述电子终端30在接收到转换后的所述第二电信号，对所述第二电信号进行处理，即可计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60的光释光强度，并对所述掺碳的α-氧化铝晶体60的光释光强度进行累加，得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60的光释光强度的累加值，进而，可根据所述掺碳的α-氧化铝晶体60的光释光强度的累加值，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60吸收电离辐射的第二吸收剂量。
进一步的，在本公开中，所述激光的波长为532nm，所述辐射发光的发光波长为420nm，所述光释光的发光波长为420nm。
本公开采用所述掺碳的α-氧化铝晶体60作为电离辐射探测元件，将电离辐射探测元件与光电倍增管50(光电转换元件)分离，使光电倍增管50免受电离辐射照射，因此，辐射场的扰动小，测量将更加稳定和可靠。此外，电离辐射探测元件不带高压，可保证测量过程中病人的安全。
进一步的，请返回结合图1，本公开提供一种电离辐射剂量测量系统100，所述电离辐射剂量测量系统100包括电离辐射装置10、电子终端30以及激光照射装置20。
所述电离辐射装置10用于对掺碳的α-氧化铝晶体60进行电离辐射照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射发光强度，其中，所述辐射发光强度与辐射吸收剂量率成正比。
所述电子终端30用于根据所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射发光强度，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射吸收剂量率，并根据所述辐射吸收剂量率，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60吸收电离辐射的第一吸收剂量。
所述激光照射装置20用于电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体60进行激光照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体60的光释光强度。
所述电子终端30用于对所述掺碳的α-氧化铝晶体60光释光强度进行累加，得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60光释光强度的累加值；其中，所述光释光强度的累加值与所述掺碳的α-氧化铝晶体60的吸收剂量成正比。
所述电子终端30还用于根据所述光释光强度的累加值，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60的第二吸收剂量。
所述电子终端30还用于将所述第二吸收剂量与所述第一吸收剂量进行比较，以验证电离辐射照射时所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射吸收剂量率的准确性。
进一步的，所述电离辐射剂量测量系统100还包括第一透镜组11、第一光纤12、二向色镜40、光电倍增管50以及滤光片组51。
所述电离辐射装置10用于对所述掺碳的α-氧化铝晶体60进行电离辐射照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体60经电离辐射照射后发出的荧光。
所述第一光纤12用于将所述荧光传输至所述第一透镜组11。
所述第一透镜组11用于对所述荧光进行聚焦，并将聚焦后的荧光传输至所述二向色镜40。
所述二向色镜40用于将所述聚焦后的荧光反射至所述滤光片组51。
所述滤光片组51用于所述聚焦后的荧光进行滤光，并将滤光后的荧光传输至所述光电倍增管50。
所述光电倍增管50用于对所述滤光后的荧光进行光电转换，得到转换后的第一电信号，并传输至所述电子终端30。
所述电子终端30用于对所述第一电信号进行处理，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体60的辐射发光强度。
进一步的，所述激光照射装置20还包括激光器21、第二透镜组23以及第二光纤22。
所述激光器21用于发出激光；所述第二光纤22用于将所述激光器21发出的激光传输至所述第二透镜组23。
所述第二透镜组23用于对所述激光进行聚焦，并将聚焦后的激光传输至所述二向色镜40。
所述二向色镜40用于将聚焦后的激光透射至所述第一透镜组11。
所述第一透镜组11用于将透射后的激光进行聚焦；所述第一光纤12用于将聚焦后的激光传输至所述掺碳的α-氧化铝晶体60，以对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体60进行激光照射。
进一步的，在对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体60进行激光照射后，所述第一光纤12用于将所述掺碳的α-氧化铝晶体60经激光照射后发出的光释光传输至所述第一透镜组11。
所述第一透镜组11用于对所述光释光进行聚焦，并将聚焦后的光释光传输至所述二向色镜40。
所述二向色镜40用于将所述聚焦后的光释光反射至所述滤光片组51。
所述滤光片组51用于所述聚焦后的光释光进行滤光，并将滤光后的光释光传输至所述光电倍增管50。
所述光电倍增管50用于对所述滤光后的光释光进行光电转换，得到转换后的第二电信号，并传输至所述电子终端30。
进一步的，所述激光的波长为532nm，所述辐射发光的发光波长为420nm，所述光释光的发光波长为420nm。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的电离辐射剂量测量系统100的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。
综上，本公开提供的电离辐射剂量测量方法及系统，通过对掺碳的α-氧化铝晶体进行电离辐射照射，获取掺碳的α-氧化铝晶体辐射发光强度，根据掺碳的α-氧化铝晶体的辐射发光强度，获取掺碳的α-氧化铝晶体的辐射吸收剂量率，根据掺碳的α-氧化铝晶体的辐射吸收剂量率，计算得到掺碳的α-氧化铝晶体吸收电离辐射的第一吸收剂量，在得到掺碳的α-氧化铝晶体吸收电离辐射的第一吸收剂量后，对电离辐射照射后的掺碳的α-氧化铝晶体进行激光照射，获取掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度，并对掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度进行累加，得到掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度的累加值，根据光释光强度的累加值，计算得到掺碳的α-氧化铝晶体的第二吸收剂量，将第二吸收剂量与第一吸收剂量进行比较，以验证电离辐射照射时掺碳的α-氧化铝晶体的辐射吸收剂量率的准确性，实现了电离辐射剂量的有效测量，且成本较低。
本公开提供的电离辐射剂量测量方法及系统，采用掺碳的α-氧化铝晶体作为电离辐射探测元件，在应用于放射治疗过程中，不仅可以实时测量放疗过程中的辐射吸收剂量率，得到放疗过程中的吸收剂量，实现放疗过程中电离辐射照射剂量的有效控制；在放疗完成后，又可根据光释光强度的累加值，对放疗过程中探测元件吸收电离辐射的吸收剂量再次进行测量，以对放疗过程中的辐射吸收剂量率进行验证，实现放疗治疗方案的有效控制。
除此之外，本公开提供的电离辐射剂量测量方法及系统，将电离辐射探测元件与光电倍增管(光电转换元件)分离，使光电倍增管免受电离辐射照射，因此，辐射场的扰动小，测量将更加稳定和可靠。此外，电离辐射探测元件不带高压，可保证测量过程中病人的安全。
在本公开所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本公开的实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本公开各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，电子设备，或者网络设备等)执行本公开各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本公开的可选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电离辐射剂量测量方法，其特征在于，应用于电离辐射剂量测量系统，所述方法包括：
对掺碳的α-氧化铝晶体进行电离辐射照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射发光强度，其中，所述辐射发光强度与辐射吸收剂量率成正比；
根据所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射发光强度，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射吸收剂量率；
根据所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射吸收剂量率，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体吸收电离辐射的第一吸收剂量；
对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体进行激光照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度；
对所述掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度进行累加，得到所述掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度的累加值；其中，所述光释光强度的累加值与所述掺碳的α-氧化铝晶体的吸收剂量成正比；
根据所述光释光强度的累加值，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体的第二吸收剂量；
将所述第一吸收剂量与所述第二吸收剂量进行比较，以验证电离辐射照射时所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射吸收剂量率的准确性。
2.根据权利要求1所述的电离辐射剂量测量方法，其特征在于，所述电离辐射剂量测量系统包括第一透镜组、第一光纤、二向色镜、光电倍增管、滤光片组以及电子终端；
所述对掺碳的α-氧化铝晶体进行电离辐射照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射发光强度的步骤包括：
对所述掺碳的α-氧化铝晶体进行电离辐射照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体经电离辐射照射后发出的荧光；
通过所述第一光纤将所述荧光传输至所述第一透镜组；
通过所述第一透镜组对所述荧光进行聚焦，并将聚焦后的荧光传输至所述二向色镜；
通过所述二向色镜将所述聚焦后的荧光反射至所述滤光片组；
通过所述滤光片组对所述聚焦后的荧光进行滤光，并将滤光后的荧光传输至所述光电倍增管；
通过所述光电倍增管对所述滤光后的荧光进行光电转换，得到转换后的第一电信号，并传输至所述电子终端；
通过所述电子终端对所述第一电信号进行处理，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射发光强度。
3.根据权利要求2所述的电离辐射剂量测量方法，其特征在于，所述电离辐射剂量测量系统还包括激光器、第二透镜组以及第二光纤；
所述对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体进行激光照射的步骤包括：
通过所述激光器发出激光，并通过所述第二光纤将所述激光器发出的激光传输至所述第二透镜组；
通过所述第二透镜组对所述激光进行聚焦，并将聚焦后的激光传输至所述二向色镜；
通过所述二向色镜将聚焦后的激光透射至所述第一透镜组；
所述第一透镜组将透射后的激光进行聚焦，并通过所述第一光纤将聚焦后的激光传输至所述掺碳的α-氧化铝晶体，以对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体进行激光照射。
4.根据权利要求3所述的电离辐射剂量测量方法，其特征在于，所述获取所述掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度的步骤包括：
对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体进行激光照射后，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体经激光照射后的光释光强度；
通过所述第一光纤将所述光释光传输至所述第一透镜组，并通过所述第一透镜组对所述光释光进行聚焦，并将聚焦后的光释光传输至所述二向色镜；
通过所述二向色镜将所述聚焦后的光释光反射至所述滤光片组；
通过所述滤光片组对所述聚焦后的光释光进行滤光，并将滤光后的光释光传输至所述光电倍增管；
通过所述光电倍增管对所述滤光后的光释光进行光电转换，得到转换后的第二电信号，并传输至所述电子终端；
通过所述电子终端对所述第二电信号进行处理，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度。
5.根据权利要求1所述的电离辐射剂量测量方法，其特征在于，所述激光的波长为532nm，所述辐射发光的发光波长为420nm，所述光释光的发光波长为420nm。
6.一种电离辐射剂量测量系统，其特征在于，包括电离辐射装置、电子终端以及激光照射装置；
所述电离辐射装置用于对掺碳的α-氧化铝晶体进行电离辐射照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射发光强度，其中，所述辐射发光强度与辐射吸收剂量率成正比；
所述电子终端用于根据所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射发光强度，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射吸收剂量率，并根据所述辐射吸收剂量率，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体吸收电离辐射的第一吸收剂量；
所述激光照射装置用于对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体进行激光照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度；
所述电子终端用于对所述掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度进行累加，得到所述掺碳的α-氧化铝晶体的光释光强度的累加值；其中，所述光释光强度的累加值与所述掺碳的α-氧化铝晶体的吸收剂量成正比；
所述电子终端还用于根据所述光释光强度的累加值，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体的第二吸收剂量；
所述电子终端还用于将所述第一吸收剂量与所述第二吸收剂量进行比较，以验证电离辐射照射时所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射吸收剂量率的准确性。
7.根据权利要求6所述的电离辐射剂量测量系统，其特征在于，所述电离辐射剂量测量系统还包括第一透镜组、第一光纤、二向色镜、光电倍增管以及滤光片组；
所述电离辐射装置用于对所述掺碳的α-氧化铝晶体进行电离辐射照射，获取所述掺碳的α-氧化铝晶体经电离辐射照射后发出的荧光；
所述第一光纤用于将所述荧光传输至所述第一透镜组；
所述第一透镜组用于对所述荧光进行聚焦，并将聚焦后的荧光传输至所述二向色镜；
所述二向色镜用于将所述聚焦后的荧光反射至所述滤光片组；
所述滤光片组用于所述聚焦后的荧光进行滤光，并将滤光后的荧光传输至所述光电倍增管；
所述光电倍增管用于对所述滤光后的荧光进行光电转换，得到转换后的第一电信号，并传输至所述电子终端；
所述电子终端用于对所述第一电信号进行处理，计算得到所述掺碳的α-氧化铝晶体的辐射发光强度。
8.根据权利要求7所述的电离辐射剂量测量系统，其特征在于，所述激光照射装置还包括激光器、第二透镜组以及第二光纤；
所述激光器用于发出激光；所述第二光纤用于将所述激光器发出的激光传输至所述第二透镜组；
所述第二透镜组用于对所述激光进行聚焦，并将聚焦后的激光传输至所述二向色镜；
所述二向色镜用于将聚焦后的激光透射至所述第一透镜组；
所述第一透镜组用于将透射后的激光进行聚焦；所述第一光纤用于将聚焦后的激光传输至所述掺碳的α-氧化铝晶体，以对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体进行激光照射。
9.根据权利要求8所述的电离辐射剂量测量系统，其特征在于，在对电离辐射照射后的所述掺碳的α-氧化铝晶体进行激光照射后，所述第一光纤用于将所述掺碳的α-氧化铝晶体经激光照射后发出的光释光传输至所述第一透镜组；
所述第一透镜组用于对所述光释光进行聚焦，并将聚焦后的光释光传输至所述二向色镜；
所述二向色镜用于将所述聚焦后的光释光反射至所述滤光片组；
所述滤光片组用于所述聚焦后的光释光进行滤光，并将滤光后的光释光传输至所述光电倍增管；
所述光电倍增管用于对所述滤光后的光释光进行光电转换，得到转换后的第二电信号，并传输至所述电子终端。
10.根据权利要求6所述的电离辐射剂量测量系统，其特征在于，所述激光的波长为532nm，所述辐射发光的发光波长为420nm，所述光释光的发光波长为420nm。
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