CN117970408A - 一种放射剂量测量方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物辐照和放射剂量测量技术领域，具体为一种放射剂量测量方法和设备，所述设备包括内盒与外盒，所述内盒与外盒外壁上均设置有定位标识，所述内盒的内壁上设置有若干个胶片沟槽，所述胶片沟槽内插入用于放射剂量测量的胶片；所述内盒和外盒均设置有一面未封闭的敞口。本发明通过在内盒内壁设置若干胶片沟槽固定胶片，将内盒与外盒交叉套设配合，通过水等效方法实现射线剂量的高分辨率测量，具有高准确性，整个设备可调节使用，考虑了不同测量方向的需求，可制成各种尺寸满足不同射线照射系统的剂量标定要求，提高了高分辨率射线剂量学研究的效率和准确性。实现了以水为测量介质能够快速加工、低成本和易获得的优势。
Description
技术领域
本发明涉及生物辐照和放射剂量测量技术领域，具体为一种放射剂量测量方法和设备。
背景技术
在生物辐照和放射治疗研究领域，为了评估和研究射线剂量的强度、分布和效果，满足精准放射剂量的要求，常用水吸收剂量来标定加速器或射线管的辐射剂量，即射线束辐射在水中，测量在感兴趣区域或位置单位质量的水所吸收的能量。
上述操作中，通常需要使用专门的体模来代替水，模拟x射线衰减和吸收的水等效特性。传统上，用于这一目的的仿体主要包括水等效仿体和其它类型材料的实心仿体。水等效仿体因其密度和辐射特性与人体组织相似，被广泛用于剂量测量和治疗规划。
理想情况下，与水辐射特性接近的等效材料应在整个辐射能量范围内，一般从0到几个甚至几百MeV，所有辐射相关参数均与水等效。水等效仿体是固体的，相较于直接使用水能方便固定，且不会漏撒。但目前，商用的水等效仿体存在制备流程复杂、周期长、成本较高等问题，而且，现有的水等效体模只能是在某个能量区间与水等效，难以制造出在从0到几百MeV的能谱范围内都与水等效的体模。对于KeV级别能量的X射线，水等效体模的生产和制造更为困难。而且，所有的水等效体模和其它实心体模的辐射特性都会随时间变化，剂量测量的稳定性也不如直接使用水来测量。
因此，研究人员迫切需要一种基于水介质的放射剂量测量方法和设备。
发明内容
为避免现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种放射剂量测量方法和设备，基于水介质进行放射剂量测量，低成本、易获得、方便固定胶片，同时又能更准确模拟生物体组织，克服了传统使用水等效仿体流程复杂，成本高且无法测量不同深度射线剂量的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种放射剂量测量设备，包括内盒与外盒，所述内盒与外盒外壁上均设置有定位标识，所述内盒的内壁上设置有若干个胶片沟槽，所述胶片沟槽内插入用于放射剂量测量的胶片；所述内盒和外盒均设置有一面未封闭的敞口；
所述内盒内嵌装配在所述外盒的内部。
需要说明的是，所述内盒可单独使用。
本发明进一步设置为，所述内盒的内部同一侧壁上相邻的胶片沟槽之间相互平行设置，且插入胶片沟槽内的胶片可保持相互平行或垂直。
本发明进一步设置为，所述定位标识设置为沟槽、标示线或金属挡片中任意一种具有定位作用的标识结构或标识物。
本发明进一步设置为，所述外盒的内部结构和尺寸与所述内盒的外部结构和尺寸相配合。
本发明进一步设置为，所述内盒与外盒均采用水等效材料制成。所述水等效材料可采用有机玻璃、聚醚酰亚胺、聚乙烯等。
本发明还提供了一种放射剂量测量方法，适用于上述一种放射剂量测量设备，包括水平射线剂量测量方法和竖直射线剂量测量方法；
所述水平射线剂量测量方法为，使用内盒固定胶片，向内盒注水后开启射线源进行水平照射，分析得到剂量深度曲线和横向剂量分布；
所述竖直射线剂量测量方法为，将内盒内嵌装配至外盒中，并向内盒与外盒之间的缝隙注水后开启射线源进行竖直照射，分析得到剂量深度曲线和横向剂量分布。
本发明进一步设置为，所述水平射线剂量测量方法具体包括以下步骤：
S10：剂量测量设备准备：将内盒水平放置，敞口朝上，沿胶片沟槽内插入用于放射剂量测量的胶片，随后缓慢注水，消除水中多余气泡；
S20：调整剂量测量设备位置：通过定位标识调整内盒位置使得射线源出束口对准内盒侧面的中心位置，使得射线源出束方向平行或垂直于胶片；
S30：进行水平射线剂量测量：开启射线源进行水平照射，照射结束后取出内盒内部放置的胶片，分析得到剂量深度曲线和横向剂量分布。
本发明进一步设置为，所述竖直射线剂量测量方法具体包括以下步骤：
S11：剂量测量设备准备：将内盒水平放置，敞口朝上，沿胶片沟槽内插入测试用的胶片，随后缓慢注水，消除水中多余气泡，将外盒的敞口垂直于内盒敞口，并将内盒装入外盒中后，将外盒翻转九十度，使得外盒的敞口朝上，通过内盒与外盒之间的缝隙向内部注水使内盒内的水盈满，使得水面与内盒同高；
S21：调整剂量测量设备位置：通过定位标识调整内盒与外盒位置使得射线源出束口对准内盒的侧面的中心位置，使得射线源出束方向平行或垂直于胶片；
S31：进行竖直射线剂量测量：开启射线源进行竖直照射，照射结束后取出内盒内部放置的胶片，分析得到剂量深度曲线和横向剂量分布。
本发明进一步设置为，步骤S10或步骤S11的剂量测量设备准备过程中，通过静置消除水中多余气泡。
本发明进一步设置为，所述胶片相互平行或相互垂直插入所述内盒的胶片沟槽中。
综上，本发明的上述技术方案的有益效果如下：
1、本发明通过在内盒内壁设置若干胶片沟槽固定胶片，将内盒与外盒交叉套设配合，通过水等效方法实现射线剂量的高分辨率测量，具有高准确性，整个设备可调节使用，考虑了不同测量方向的需求，套设的外盒还可避免漏水的问题。
2、本发明可制成各种尺寸满足不同射线照射系统的剂量标定要求，提高了高分辨率射线剂量学研究的效率和准确性。实现了以水为测量介质快速加工、低成本和易获得的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1的内盒的结构示意图；
图2为本发明外盒的结构示意图；
图3为本发明所述放射剂量测量方法流程图；
图4为本发明实施例1的工作原理图；
图5为本发明实施例3的内盒的结构示意图；
图6为本发明实施例3的工作原理图；
图7为本发明实施例4的内盒的结构示意图；
图8为本发明实施例4的工作原理图。
附图中，各附图标记含义如下：
1、内盒，2、外盒，3、定位标识，4、胶片沟槽，5、胶片。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本发明保护的范围。
此外，以下实施例中提到的方向词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
如图1-图2所示，为本发明较佳实施例，一种放射剂量测量设备，包括内盒1与外盒2，所述内盒1与外盒2外壁上均设置有定位标识3，所述内盒1的内壁上设置有若干个胶片沟槽4，所述胶片沟槽4内插入用于放射剂量测量的胶片5；所述内盒1的内部同一侧壁上相邻的胶片沟槽4之间相互平行设置。
所述内盒1和外盒2均设置有一面未封闭的敞口；所述内盒1内嵌装配在所述外盒2的内部，或单独使用所述内盒1。
所述定位标识3设置为沟槽、标示线或金属挡片中任意一种具有定位作用的标识结构或标识物。本实施例中，定位标识3采用十字型沟槽结构。
所述外盒2的内部结构和尺寸与所述内盒1的外部结构和尺寸相配合。所述内盒1与外盒2均采用辐射特性跟水接近的材料制成。本实施例中，以2-3mm厚的亚克力，即有机玻璃作为内盒1与外盒2的材料。
本实施例中，胶片沟槽4设置有14个，且胶片沟槽4的宽度为0.5mm，深度为2mm，选用EBT3胶片作为剂量测量的胶片5，该尺寸的胶片沟槽4可以轻松滑入EBT3胶片，并且位置精确。
本实施例针对小动物辐照设备的剂量测量，将内盒1尺寸设计为边长60mm的正方体盒型结构，而外盒2尺寸略大于内盒1，可刚好装入内盒1，测得的剂量深度曲线和侧向分布也满足X射线或者电子、质子、中子、重离子等其它照射系统的剂量标定需要。
其中可以理解的是，对于内盒1与外盒2的形状不做限定，可采用任意合适的形状，使得内盒1可稳定固定胶片5并放置在外盒2内，尺寸上外盒2应该可以包裹住内盒1，避免剂量测量时发生漏水等情况。
所述内盒1内同一侧壁上相邻的胶片沟槽4之间相互平行设置，且插入胶片沟槽4内的胶片5可保持相互平行或垂直，在注满水之后可保持胶片5平整且位置稳定，通过多个相互平行或垂直的胶片5可采集到不同深度与横向的剂量分布情况，便于最终获取剂量深度曲线和横向剂量分布。
实施例2：
如图3所示，一种放射剂量测量方法，适用于实施例1中的一种放射剂量测量设备，包括水平射线剂量测量方法和竖直射线剂量测量方法；
所述水平射线剂量测量方法为，使用内盒1固定胶片5，向内盒1注水后开启射线源进行水平照射，分析得到剂量深度曲线和横向剂量分布；
所述竖直射线剂量测量方法为，将内盒1内嵌装配至外盒2中，并向内盒1与外盒2之间的缝隙注水后，开启射线源进行竖直照射，分析得到剂量深度曲线和横向剂量分布。
所述水平射线剂量测量方法具体包括以下步骤：
S10：剂量测量设备准备：将内盒1水平放置，敞口朝上，沿胶片沟槽4内插入用于放射剂量测量的胶片5，随后缓慢注水，消除水中多余气泡；
S20：调整剂量测量设备位置：通过定位标识3调整内盒1位置使得射线源出束口对准内盒1侧面的中心位置，使得射线源出束方向平行或垂直于胶片5；
S30：进行水平射线剂量测量：开启射线源进行水平照射，照射结束后取出内盒1内部放置的胶片5，分析得到剂量深度曲线和横向剂量分布。
所述竖直射线剂量测量方法具体包括以下步骤：
S11：剂量测量设备准备：将内盒1水平放置，敞口朝上，沿胶片沟槽4内插入测试用的胶片5，随后缓慢注水，消除水中多余气泡，将外盒2的敞口垂直于内盒1敞口，并将内盒1装入外盒2中后，将外盒2翻转九十度，使得外盒2的敞口朝上，通过内盒1与外盒2之间的缝隙向内部注水使内盒内的水盈满，使得水面与内盒1同高；
S21：调整剂量测量设备位置：通过定位标识3调整内盒1与外盒2位置使得射线源出束口对准内盒1的侧面的中心位置，使得射线源出束方向平行或垂直于胶片5；
S31：进行竖直射线剂量测量：开启射线源进行竖直照射，照射结束后取出内盒1内部放置的胶片5，分析得到剂量深度曲线和横向剂量分布。
如图4所示，该实施例的工作原理为，在摆放的时候，使得胶片5的平面对准于射线源出束口方向，此时每张胶片5上可分析得到该深度相对应的剂量及其横向剂量分布，不同胶片5之间可分析得到不同深度所对应的剂量及其横向剂量分布，从而最终得到整体的剂量深度曲线和横向剂量分布。
实施例3：
如图5所示，为本发明较佳实施例，一种放射剂量测量设备，与实施例1不同之处在于，内盒1内部的胶片沟槽4的方向与实施例1中胶片沟槽4的方向相垂直，因此如图6所示，其工作原理为在摆放的时候，使得胶片5的平面平行于射线源出束口方向，此时每张胶片5上距离射线源不同位置可分析得到剂量深度曲线，不同胶片5之间可分析得到相同深度下的横向剂量分布，从而最终得到整体的剂量深度曲线和横向剂量分布。
实施例4：
如图7所示，一种放射剂量测量设备，与实施例1不同之处在于，内盒1内部设置的胶片沟槽4内可插入相互垂直的胶片5。将其中一个朝向的胶片5按照胶片沟槽4的间隔进行裁剪，需要说明的是，裁剪时不能将胶片5完全剪断。再将裁剪后的胶片5通过胶片沟槽4插入，在裁剪处插入另一朝向的胶片5。
如图8所示，其工作原理为在摆放的时候，通过相互垂直设置的胶片5来测量并分析得到剂量深度曲线和横向剂量分布。
综上所述，本发明通过内盒1与外盒2相配合，实现了快速加工、低成本和易获得的优势，通过水等效方法测量高分辨率射线剂量，具有较高的剂量沉积准确性，整个设备可调节使用，考虑了不同测量方向的需求，可制成各种尺寸满足不同射线照射系统的剂量标定要求，提高了高分辨率射线剂量学研究的效率和准确性，值得推广。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种放射剂量测量设备，其特征在于，包括内盒与外盒，所述内盒与外盒外壁上均设置有定位标识，所述内盒的内壁上设置有若干个胶片沟槽，所述胶片沟槽内插入用于放射剂量测量的胶片；所述内盒和外盒均设置有一面未封闭的敞口；
所述内盒内嵌装配在所述外盒的内部。
2.根据权利要求1所述的一种放射剂量测量设备，其特征在于，所述内盒的内部同一侧壁上相邻的胶片沟槽之间相互平行设置。
3.根据权利要求1所述的一种放射剂量测量设备，其特征在于，所述定位标识设置为沟槽、标示线或金属挡片中任意一种具有定位作用的标识结构或标识物。
4.根据权利要求1所述的一种放射剂量测量设备，其特征在于，所述外盒的内部结构和尺寸与所述内盒的外部结构和尺寸相配合。
5.根据权利要求1所述的一种放射剂量测量设备，其特征在于，所述内盒与外盒均采用水等效材料制成。
6.一种放射剂量测量方法，适用于权利要求1-5中任一项所述的一种放射剂量测量设备，其特征在于，包括水平射线剂量测量方法和竖直射线剂量测量方法；
所述水平射线剂量测量方法为，使用内盒固定胶片，向内盒注水后开启射线源进行水平照射，分析得到剂量深度曲线和横向剂量分布；
所述竖直射线剂量测量方法为，将内盒内嵌装配至外盒中，并向内盒与外盒之间的缝隙注水后开启射线源进行竖直照射，分析得到剂量深度曲线和横向剂量分布。
7.根据权利要求6所述的一种放射剂量测量方法，其特征在于，所述水平射线剂量测量方法具体包括以下步骤：
S10：剂量测量设备准备：将内盒水平放置，敞口朝上，沿胶片沟槽内插入用于放射剂量测量的胶片，随后注水，并消除水中多余气泡；
S20：调整剂量测量设备位置：通过定位标识调整内盒位置使得射线源出束口对准内盒侧面的中心位置，使得射线源出束方向平行或垂直于胶片；
S30：进行水平射线剂量测量：开启射线源进行水平照射，照射结束后取出内盒内部放置的胶片，分析得到剂量深度曲线和横向剂量分布。
8.根据权利要求6所述的一种放射剂量测量方法，其特征在于，所述竖直射线剂量测量方法具体包括以下步骤：
S11：剂量测量设备准备：将内盒水平放置，敞口朝上，沿胶片沟槽内插入测试用的胶片，随后注水，并消除水中多余气泡，将外盒的敞口垂直于内盒敞口，并将内盒装入外盒中后，将外盒翻转九十度，使得外盒的敞口朝上，通过内盒与外盒之间的缝隙向内部注水使内盒内的水盈满，使得水面与内盒同高；
S21：调整剂量测量设备位置：通过定位标识调整内盒与外盒位置使得射线源出束口对准内盒的侧面的中心位置，使得射线源出束方向平行或垂直于胶片；
S31：进行竖直射线剂量测量：开启射线源进行竖直照射，照射结束后取出内盒内部放置的胶片，分析得到剂量深度曲线和横向剂量分布。
9.根据权利要求7或8中任一项所述的一种放射剂量测量方法，其特征在于，剂量测量设备准备过程中，通过静置消除水中多余气泡。
10.根据权利要求7或8中任一项所述的一种放射剂量测量方法，其特征在于，所述胶片相互平行或相互垂直插入所述内盒的胶片沟槽中。
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