JP2008530561A - 動的非常時放射線モニタ - Google Patents
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Abstract
動的放射線モニタは、予め選択した最大許容放射線被曝を受ける前に、何れの所定の位置、人間が居続けられる時間を決定するようにコンピュータに結合された検出器を有する。そのモニタは、個人の最大許容線量に基づいて所定領域についてのユーザの許容滞留磁界を演算して出力し、経過時間及び変化する被曝率に基づく出力をリアルタイムに適合させる。そのモニタはまた、異なる滞留時間の範囲に対して変わる背景色のような音響及び視覚フィードバックをユーザに与える。
Description
本発明は、動的放射線モニタ、特に、所定の最大許容放射線被曝を受けるまで、何れかの所定時間において、人間が特定の場所で有する時間量を決定する動的放射線モニタに関する。
放射線レベルをモニタすることは、多くの異なる環境において有利である。例えば、原子力産業において、職業上の放射線に対する人間の被爆は、彼等の健康を守るためにモニタされなければならない。通常操作において、この課題は、比較的単純で、安価な装置により解決されてきた。
清浄化操作を必要とする放射線リーク、若しくは核爆弾又は放射能汚染の多い核爆弾の爆発における場合のような他の状況においては、遭遇する放射線レベルが容易に予測できず、それらのレベルは、通常の状態に遭遇するレベルに比べてかなり高い可能性がある。高放射線レベルとは、個人の被爆が安全限界に急速に近づく可能性があることを意味するレベルのことである。それ故、放射線量、線量率及び許容滞留時間をリアルタイムに演算し、表示することができ、更に、オペレータに容易に且つ高信頼度の信頼される視覚的及び/又は聴覚的警報を備える装置を有することが重要である。
人間のような生物学的な生体が放射線に被曝されたかどうかを示す放射線モニタは既知である。例えば、“Intelligent Radiation Monitor”と題され、1987年2月10日に出願された米国特許第4,642,463号明細書(Thomsによる)においては、放射率をリアルタイムに検出し、信号化するための処理器及びディスプレイを有する放射線モニタについて開示されていて、この文献の記載の援用により本明細書の説明の一部を代替する。
“Integrated Dosimeter For Simuktaneous Passve And Active Dosimetry”と題され、1996年11月5日に出願された米国特許第5,572,027号明細書(Tawil等による)においては、放射線被曝をモニタするように対になっている能動及び受動放射線検出器を用いる放射線モニタリングシステムについて開示されていいて、この文献の記載の援用により本明細書の説明の一部を代替する。その能動検出器は、放射率及び線量レベルをモニタするための処理器と、線量及び/線量率を占めるLCDディスプレイとを有する。
“Worker Specific Exposure Monitor And Method Of Surveillance Of Workers”と題され、2000年2月29日に出願された米国特許第6,031,454号明細書(Lovejoy等による)においては、リアルタイムに放射線量に追従する放射線モニタついて開示されていいて、この文献の記載の援用により本明細書の説明の一部を代替する。
上記装置は、しかしながら、ユーザにとって便利である又は好ましい形で検出された放射線のデータを処理しない。放射イベントに対する最初の反応者の大部分は、放射線検出技術又は放射線の安全性における専門家ではない。たとえ、彼等がトレーニングを受けたとしても、彼等は、今日の計測器及び線量計により表示される様々な放射線単位の重大性を覚えていない可能性がある。それらの最初の反応者は、彼等専門領域(例えば、消防、レスキュー作業、緊急医療処置、群衆管理、法廷等)に集中し続けることができる必要がある。そのシーンに反応するとき、一般に、次のような因子が反応者にとって最優先事項である。即ち、それらは、通常環境についての放射線レベル、安全に作業するために残された時間、ある場所の他の場所に対する安全性、放射線障害環境における重大な変化及びその領域から去るべきとき等である。
米国特許第4,642,463号明細書
米国特許第5,572,027号明細書
米国特許第6,031,454号明細書
それ故、本発明の目的は、反応者にとって関心がある重要情報の迅速な且つ識別可能な通信を可能にするプログラム可能なリアルタイムの放射線モニタを提供することである。
本発明の特徴は、リアルタイムの放射線被曝データを生成するための検出器と、その検出器に対応し、個人の放射線被曝の1つ又はそれ以上の特徴を演算する処理器と、を有する個人放射線モニタである。処理器は、放射線被曝の特徴を更新するように前記放射線被曝データを継続して再演算するようになっていて、それ故、ディスプレイは、処理器により供給される情報に対応することができる。ディスプレイは、前記処理器からの一次信号として放射線被曝特徴の少なくとも1つを表示するように適合されている。処理器は、個人に対して二次信号を更に送信し、二次信号は、放射線被曝特徴の1つの値の範囲と相互に関係があるものである。
一実施形態においては、ディスプレイは、二次信号に対応する照明される背景を有し、照明される背景の色は、値の範囲外の閾値限界を超える放射線被曝の特徴において色を変えるようになっている。ディスプレイの背景は更に、第1の値の範囲内に入る放射線被曝特徴において第1色を照明し、第2の値の範囲内に入る放射線被曝特徴において第2色を照明し、第3の値の範囲内に入る放射線被曝特徴において第3色を照明するようにすることが可能である。そのディスプレイの背景はまた、第4の値の範囲内に入る放射線被曝特徴において第3色を点滅させるようにすることが可能である。
上記実施形態の一変形においては、処理器は個人に対して三次信号を送信するようにし、その三次信号は、値の範囲に関連する音響信号率を有する音響信号を有し、その音響信号率は、値の範囲外の閾値限界を超える1つ又はそれ以上の放射線被曝特徴の1つにおいて変化する。
代替の実施形態においては、モニタは、ディスプレイに近接する1つ又はそれ以上の照明源を有することが可能であり、それらの照明源は、値の範囲外の閾値限界を超える1つ又はそれ以上の放射線被曝特徴について通信するように二次信号に対して対応する。
他の代替の実施形態においては、二次信号は、値の範囲に関連する音響信号率を有する音響信号を有し、その音響信号率は、値の範囲外の閾値限界を超える1つ又はそれ以上の放射線被曝特徴の1つにおいて変化する。
放射線被曝特徴は、累積放射線被曝レベル、放射線量率、及び個人の最大許容放射線量限界に基づく滞留時間を有する複数の指示を有し、処理器は、累積被爆レベル又は変化する放射線量率に適応するように滞留時間を継続して再演算するようになっている。ディスプレイの背景色は更に、滞留時間が値の範囲外の閾値限界を超えるときに、色を変えるようにすることが可能である。
他の実施形態においては、処理器は、表示時間間隔中の表示に対する滞留時間を出力し、表示時間間隔は、特定の時間期間の間、表示の値を固定する。表示時間間隔に付加して、又はそれに代替して、処理器は、変動する放射線被曝環境における滞留時間についての表示を安定化させるようにある時間期間に亘って放射線量率の平均を取ることが可能である。
他の好適な実施形態においては、ディスプレイは、放射線量率、累積量又は滞留時間の2つ又はそれ以上を同時に表示する。更に、ディスプレイは、一次読み出しとしての放射線被曝特徴の1つを表示することが可能であり、残りの放射線被曝特徴は状態計測器に同時に表示される。
モニタはまた、処理器に結合された複数の制御部を有することが可能であり、それらの制御部は、放射線被曝特徴のパラメータが個人により予めプログラムされるようにする。それらの制御部はまた、一次読み出しが1つ又はそれ以上の放射線被曝特徴間で切り替えられるようにすることを可能にする。
他の実施形態においては、ディスプレイは更に、滞留時間、線量率、累積線量等の特定の放射線被曝特徴に関する予めプログラムされているテキストメッセージを送信する。
本発明の他の特徴は、リアルタイムの放射線被曝データを生成するための検出器と、個人の最大許容放射線量限界に基づいて滞留時間を演算するための検出器に対応する処理器と、を有する個人用放射線モニタであり、その処理器は更に、個人の累積被爆及び放射線被曝率に基づいて滞留時間を継続して再演算する。そのモニタは更に、処理器により供給される情報に対応するディスプレイを有し、そのディスプレイは、処理器からの滞留時間データを少なくとも表示するために適合され、その滞留時間データにおける変化に基づいて色を変える可変背景を有する。
上記特徴の好適な実施形態においては、ディスプレイは、第1時間期間より長い滞留時間の間、第1色を、第2時間期間より短い滞留時間の間、第2色を、第3時間期間より短い滞留時間の間、第1色を、提示する。
他の実施形態においては、処理器は更に、個人に音響信号を送信することが可能であり、その音響信号は、滞留時間データにおいて変化する滞留時間に関連する音響信号率を有する。
モニタは更に、処理器に結合した複数の制御部を有することが可能であり、それらの制御部は、最大許容被爆、滞留時間、累積被爆及び放射線被曝率のパラメータが個人により予めプログラムされることを可能にする。
本発明の更なる特徴は、放射線被曝レベルをモニタする方法である。その方法は、個人の最大許容放射線量限界を入力するステップと、個人の場所又は個人に近接する場所における放射線被曝レベルを検出するステップと、検出された放射線被曝レベル及び最大許容放射線量限界の関数としての対流時間を演算するステップと、照明背景に対して滞留時間を表示するステップと、を有する。その方法は更に、個人の検出された累積被爆及び放射線被曝率にしたがって滞留時間を継続して演算するステップと、値の範囲外にある滞留時間に対して背景色を変えるステップと、を有する。
上記特徴の好適な実施形態においては、背景色を変えるステップは、第1時間期間より長い滞留時間の間、第1色を照明するステップと、第2時間期間より短い滞留時間の間、第2色を照明するステップと、第3時間期間より短い滞留時間の間、第3色を照明するステップと、を有する。更に、第3色は、第4時間期間より小さい値を有する滞留時間に応じて点滅することが可能である。
その方法は更に、個人に音響信号を送信するステップを有し、その音響信号は滞留時間の値において変化する滞留時間に関連する音響信号率を有する。
好適な実施形態においては、個人の滞留時間、累積被爆及び放射線被曝率は同時に表示される。
本発明の更なる特徴については、以下で明らかになり、その詳細説明は、本発明を限定するものではなく、本発明の好適な実施形態を十分に開示することを目的にするものである。
本発明は、例示目的である図を参照することにより、十分に理解することができる。
更に具体的に、例示目的の図を参照するに、本発明は、図1乃至図13に一般に示される装置において実施される。以下に開示する基本概念から逸脱することなく、装置は構成に関して及び構成部品の詳細に関して変更可能であり、方法は特定のステップ及びシーケンスに関して変更可能であることが理解されるであろう。
本発明は、所定の最大許容放射線被曝を受ける前に人間が有する時間量を、何れかの所定の場所において決定するように、コンピュータ/処理器に結合されている検出器を有する動的放射線モニタ/線量計に関するものである。一般に、モニタは、個人の最大許容線量に基づいて所定の領域についてユーザの許容滞留時間を動的に演算し、出力し、何れかの所定の場所における被爆率、累積線量及び経過時間における変化に基づいて出力をリアルタイムに調節する。モニタはまた、異なる滞留時間範囲について変化する背景色のような音響的及び視覚的フィードバックをユーザに与える。
特に、本発明の放射線モニタの目的は、緊急対応人員(消防、警察、HAZMAT)に、放射線を含むテロリスト事件又は事故に対応するときに、放射線領域に彼等がどれ位長く安全に居続けられるかに関する、動的で継続的なリアルタイムの更新を提供することである。
本発明の装置及び方法は、 反応者に与えられる情報をかなり簡単化し、“どれ位長く、彼等はここに居続けることができますか?”、又は“私が患者を2フィート戻すように動かす場合、私には更にどれ位時間がありますか?”等の重要な質問に答える必要がある重要なデータを提供する。
図1及び2を参照するに、本発明にしたがった放射線モニタ10を示している。
例示として、モニタ10は、ディスプレイ14、スピーカ26及び複数の制御ボタンを有するハウジング12を有する。例えば、複数の矢印ボタン16は、好ましいユーザの変数及びパラメータを指定するための“設定”モードでオンスクリーン表示を制御するように用いられることが可能である。代替として、単独の矢印ボタンが、コンパス構成で与えられることが可能である。その装置はまた、メニュー機能を選択するように及び“設定”モードに入るように(例えば、固定的構成から設定メニューを開始するようにボタン18を5秒間押すことにより)、“エンター(E)”ボタン18有することが可能である。
モード(M)ボタン24は、時間、線量率、全線量等の表示オプション間で切り替えるように用いられる。バッテリの寿命を節約するように、その装置は、電力供給を増加又は減少させるためにボタン22のオンオフの切り替えを行うことが可能である。モード(M)ボタン24はまた、状況感応性であることが可能である。例えば、その装置が警報を表示しているとき、Mボタンは、警報を停止する又は“確認する”ように押されることが可能である。同じことが、何れの警報又はメッセージが表示されるときに生じることが可能である。メッセージ又は警報が確認された後、Mボタンはその表示モード機能に戻る。
モニタ10はまた、スピーカに対する信号の出力を変化させるようにボリューム(+)又は(−)ボタン20のような音響制御部を有することが可能である。ボリューム(+)又は(−)ボタン20はまた、他のモードに表示輝度を変化させるように用いられることが可能である。静かな状態の装置が動作することが所望される場合、モニタ10はまた、音質警報についてのミュート又は切り替え28を有することが可能である。
図2を参照するに、ハウジング12はまた、放射線モニタ10の側からアクセス可能な構成要素、例えば、入力ポート40を支援することが可能である。モニタ10は、一般に、反応者に音響及び視覚情報を与えるようにその装置に直接、一体化されている放射線検出器58(図3)を有するスタンドアロン装置を有する。代替として、モニタ10は、入力ポート40を介してモニタ10に結合されている標準的な外部の検出器(図示せず)と共に作用するように構成されたミニコンピュータを有することが可能である。その装置は、記憶されているデータをダウンロードする又は更新する並びに/若しくは1つ又は複数の装置をプログラミングするために、USB、シリアルポート又は他の通信ポート44等のPCインターフェースを任意に有する。無線受信器/送信器はまた、付加的に又は代替として、通信ポート44を有することが可能である。付加的特徴は、フラッシュカード(CF、SD、MS等)のメモリを交換可能であるように挿入するためのポート及びメモリモジュール46、又はヘッドホン等を介して音響信号を受け入れるためのヘッドセットジャック又は無線RF受信器のような音響出力部48を有することが可能である。
不都合な環境において水又は他の要素からモニタ10を守るために(例えば、消防士、軍人等)、透明な耐水性のケース42はモードボタン24又は他のボタンへのソフトなボタンアクセスを備えることが可能である。ケース42はまた、クリアで(即ち、透明な)拡大された上部を有する温度及び衝撃耐性を有するエンクロージャであることが可能であり、それ故、ディスプレイ14は、ケース42の上部表面により拡大される。ケース42はまた、グレア及び反射防止特性を有することが可能である。
ハウジング12はまた、ユーザの手首又は前腕に取り付けるための調節可能なマジックテープ(登録商標)のストラップ30又はベルトクリップ等の調節可能手段を有することが可能である。
好適には、ハウジング12は、バッテリ32が容易に置き換え可能である又は再充電可能であるようにするプラスチック製のリングスライド又は類似するアクセス手段を有することが可能である。代表的なバッテリは、24時間連続使用の寿命を有することが可能であり、バッテリの状態を知らせるための表示14又は他のインジケータに結合されていることが可能である。バッテリは、薄い時計用バッテリ又は一端部に単独のAAAバッテリを有することが可能である。AAAバッテリを用いる場合、ハウジング12はスリムな外形を維持することが可能であり、又は円筒形バッテリコンパートメント(装置表面の面の背後に僅かに突き出ている)がAAAバッテリを有する場合、その端部においてより大きい断面を有することが可能である。
図3は、放射線モニタ10の例示としての構成要素を示している。モニタは、スピーカ26又はヘッドジャック48を介して音響出力54又はディスプレイ14における映像信号を出力するように、検出器モジュール58から入力されるリアルタイムの放射線データを送信する処理器を一般に有する。処理器はまた、ユーザによって所望されるフォーマット/パラメータに対して検出器58から受信されるデータを操作するために用いられる制御部56からのコマンドを入力する。モニタ10は、データ/制御パラメータをダウンロードする又は更新するために無線受信器のような通信I/O又は配線で接続されたポート44を有することが可能である。入力された又はダウンロードされたパラメータ、装置命令、検出器読み出し等は又、メモリモジュール52を介して処理器50に記憶される又はそれからアクセスされることが可能である。メモリモジュール52は、ROM、SRAM又はDRAM、並びに/若しくは、EEPROM、フラッシュ46等の他のメモリを有することが可能である。
検出器58は、放射線感応性pinダイオード又は小さいガイガー−ミュラー(GM)検出器のような、現在、当該技術分野で既知である何れかの放射線測定装置を有することが可能である。一体化された金属フィルタを有する受動線量計ストリップ34(例えば、米国イリノイ州のLandauer社製のLuxel DosimeterのようなOSL光刺激ルミネッセンスストリップ)が、放射線被曝を永続的に記録するように組み込まれることが可能である。そのストリップは、ハウジング12と一体化され、各々の異なるオペレータ又はイベントに対して置き換えられる又は変化されることが可能である。代替として、フィルム又はTLD(熱ルミネッセンス線量計)が用いられることが可能である。
使用中、処理器50は、検出器58から読み出されるときに、放射線強度を連続的に解析し、予め設定された最大放射線量を被爆する前に、彼又は彼女が放射領域にどれ位長く居続けられるかについてユーザ/反応者に情報を与える。時間が経過するにつれて、並びに/若しくは対応者が放射線源の近くに移動する又は強度が増加するにつれて、処理器50は、予め設定された最大線量及び大きい線量率に基づいてその場所に対する滞留時間を再演算する。それに対応して、非常時の反応者は、放射線源から遠ざかるように移動し、処理器50は、低い線量率に基づいて滞留時間を再演算する。
モニタ10は、毎秒2回以上から、5秒又はそれ以上の時間毎に一回までの範囲内の間隔で読み取られるようにプログラミングされることが可能である。検出器が読み取る頻度、並びに/若しくはディスプレイが更新する又はリフレッシュする頻度は、ユーザが予測した必要度、例えば、長いが低い放射線被曝環境についてのバッテリ寿命の節約、又は高被爆率を有すると予測される環境に対する迅速なデータ交換にしたがって変えられることが可能である。更新周波数はまた、動的であることが可能であり、例えば、予め設定された閾値の線量率又は予め設定された最大線量の割合を超えるとき、更新周波数を自動的に高くすることが可能である。
例えば、その装置は、毎秒検出器58から読み出すことが可能である。しかし、背景、放射線率等の変化のために、ディスプレイは、値の間で急速に変動する可能性がある。一部の状態においては、得られる結果は、ユーザを混乱させる異常な表示である可能性がある。それ故、放射線モニタ10は、表示時間間隔(DTI)にしたがって表示を更新するようにプログラミングされることが可能であり、即ち、たとえ、累積線量又は滞留時間が変化したとしても、表示出力は固定されたまま保たれる。好適には、DTIは、特定の最大線量の割合にしたがった変化にプログラミングされる。例えば、特定の最大線量の0乃至10%の範囲内の累積線量について、そのDTIは5分で特定され、即ち、2分で特定の最大線量の11乃至50%の範囲内に、1分で最大線量の51乃至90%の範囲内に、30秒で最大線量の90%以上に、1秒で最大線量の95%に特定されることが可能である。勿論、それらの割合及び率は、ユーザの所望の感度にしたがって変えられることが可能である。
更に、処理器は、滞留時間及び線量率についての表示読み出しをスムーズにするようにある時間の期間に亘って測定された線量率の平均を取ることが可能である。平均化される期間はまた、特定の最大線量の割合の関数であることが可能である。例えば、処理器は、累積される特定の最大線量の割合に応じて、5秒に亘る5回の読み出し、10秒に亘る10回の読み出し、30秒に亘る30回の読み取りを取ることが可能である。累積線量の読み取りはどちらかに決めかねるようなことなはいため、累積線量の表示は、常に、リアルタイムで表示されることが可能である。平均化の間隔は、DTIパラメータに代えて又はそれに付加して実施されることが可能である。両者は、低い被爆及び被爆率の環境における滞留時間の急速な変動を回避することにより、表示の読み取り性を改善するような役割を果たす。
上記実施形態においては、コンピュータ/処理器50は、放射線被曝率を解析し、累積線量、滞留時間を演算し、個人データを記憶するようにプログラミングされることが可能である。個人が放射領域に入る前に、彼/彼女は非常時の反応に対する最大許容放射線量を与えられる。この最大線量は、その個人のためのコンピュータに記憶される。その反応者が放射領域に入るとき、その装置は、音響及び映像フィードバックを与え始める。モニタ10は、複数の反応者について個別にプログラミングされるようになっていて、それ故、各々の反応者についてのデータが記憶され、転送され、又は各々の使用後にリフレッシュされることが可能である。
簡単な直感的コンピュータインターフェースの使用により装置の対応を“プログラム”するように機能する本発明の自己読み出しモニタ/線量計は、精通したユーザ(例えば、装置管理者(DA))によりプログラミングされるようになっている。そのインターフェースは、DAが、残りの時間、線量率、累積線量又は複数の背景を入力することを可能にし、それ故、生じるように所望される対応のために一連のプルダウンウィンドウから選択され、結局、入力された条件はモニタにより検出される。出力される所望の単位(例えば、mrem又はuSv)がまた、ユーザにより選択されることが可能である。
所望の対応は、装置の表示の特徴であって、ディスプレイ14の背景色(べた又はフラッシング)を変えること、テキスト(べた、フラッシング又はスクローリング)メッセージ(例えば、DAにより入力された)を表示すること、音響警報パラメータを設定すること及び主ディスプレイ14を設定すること(累積線量、線量率、残りの時間等)等を含む特徴を有することが可能である。この過程は、DAが所望するのと同程度の数の条件に対して繰り返されることが可能である。
図4乃至9は、ディスプレイ14の読み出し及び機能の詳細なビューを示している。放射線モニタ10は、処理器50及び検出器58からもたらされるディジタル数値情報をグラフィカルに出力する。表示は、好適には、上方メータ76及び下方メータ80のような1つ又はそれ以上のメータを有する。それらのメータは、オペレータにより設定された特定の読み出し又は値の状態を表示する。
例えば、図4に示す実施形態においては、下方のメータ80はオペレータが被爆される全放射線量(mrem)を示し、上方のメータ76は、検出器により記録された現時点の線量率(mrem/hr)を示している。各々のメータは、一般に、検出器により読み取られる累積線量又は現時点の線量率を示すステータスバー82を有する。図4において、ステータスバー82は、線量率7.6mrem/hr及び全累積線量3.7mremを示している。
ディスプレイ14においてはまた、オペレータにより選択された一次読み取り72が出力される。一次読み取り72は、ユーザ又はDAにより設定されたパラメータの何れかであることが可能である。図4の実施形態においては、一次読み取り72は、一次読み取り識別部74により示されるとき、残りの滞留時間として選択される。この場合、処理器50は、入力された最大線量(最大線量識別器78により示されている)、線量率及び全累積線量に基づいて、残りの滞留時間を連続して更新する。所定の時間フレームについて、残りの滞留時間は、次式のように演算される。
(500mrem−3.7mrem)/7.6mrem/hr=65.3hrs、又は65hrs、18min
各々の後続する更新、残りの滞留時間、線量率及び全累積線量は、新しい検出器読み取りを反映するように更新される。
各々の後続する更新、残りの滞留時間、線量率及び全累積線量は、新しい検出器読み取りを反映するように更新される。
一次読み取り72(例えば、滞留時間)は、好適には、一次読み取りの状態に基づいて色を変える色付き背景70に対する出力である。背景色はカラー化可能ディスプレイ(例えば、カラーLCD)により得られる、又は、一連のLEDのような色付きバックライトにより得られる。例えば、緑色の背景は、30分以上の滞留時間を表すことが可能であり、黄色の背景は、10分乃至30分の範囲内の滞留時間を表すことが可能であり、赤色の背景は、5分乃至10分の範囲内の滞留時間を表すことが可能である。フラッシングの頻度はまた、滞留時間が短くなるにつれて、例えば、1分以下になると、高くなることが可能である。
図4乃至7は、変化している状態に基づいて、異なる有効な表示14が出力されることを示している。上記の滞留時間間隔に基づいて、図4の表示は、警報の状態を示す、緑色の背景(65時間許容可能な滞留時間)を有する。
図5に示すように、線量率の読み取りが著しく増加した(2rem/hr)ことが示されている。累積線量は尚も、比較的に低い(8mrem)が、線量率は、滞留時間が秒オーダーの間隔に変化するように増加され[(500mrem−8mrem)/2rem/hr=0.246hrs又は65hrs,14min,46sec]、それ故、背景色70は、警報の中間レベルを示すように黄色に変化する。
ここで、図6を参照するに、高線量率における時間の期間の後、3rem/hrの線量率における累積線量80mremは8分24秒に相当し、赤色の背景70又は高い警報レベルに対応している。
ここで、図7を参照するに、3rem/hrの線量率における350mremの累積線量は、500mremの最大線量を与える3minの許容滞留時間のみに対応し、それ故、赤色の背景70が非常警告を示すようにフラッシングする又は点滅する。
上記の時間のカテゴリ及び期間は非制限的なものであり、放射線モニタ10は他の時間のカテゴリ及び期間を有するようにプログラミングされることが可能であることが理解できるであろう。換言すれば、緑色から黄色、黄色から赤色及び赤色からフラッシングしている赤色への切り換えのための時間は、例えば、最大許容線量及び以前の放射線の被爆に関する部門の方針のような事項を考慮して、反応者により認められた全線量に基づいて、完全にプログラミング可能である。更に、他の色、例えば、青色、橙色等が、上記の色の組み合わせに対する代替として又はその組み合わせに付加して、用いられることが可能である。
ディスプレイ14は、線量率、累積線量、滞留時間等のディスプレイの変化するモード及び変化する間隔における滞留時間を更新するように設定されることが可能である。表示オプションは、変化する背景色及び滞留時間による色変化についての閾値を有する。換言すれば、その装置は、“滞留時間モード”から、線量率(図8に示すような)及び累積線量(図9に示すような)の従来の単位に対する一次読み出し72を示すモードに切り換えられることが可能である。勿論、放射線モニタ10は、線量率、累積線量又はユーザにより設定される何れの他のパラメータの間隔に基づいて背景色を変えることができることが理解できる。
ここで、図10を参照するに、放射線モニタ10は、代替として、単色の背景70を有するディスプレイ14を備えることが可能である。この構成においては、背景70の色が同じであるように保たれ、インジケータ90、92及び94は、上記の滞留時間の範囲にしたがった状態又は警告を表示するように用いられることが可能である。それらのインジケータの各々は、現時点で演算される停留時間にしたがって示される色付きのLED又は他の照明源を有することが可能である。例えば、30分以上の滞留時間については、緑色の第1LED90が照明され、第2LED92及び第3LED94は照明されないまま保たれる。10分乃至30分の範囲内の滞留時間については、黄色の第2LED92が照明される。
5分乃至10分の範囲内の滞留時間については、赤色の第3LED94が照明される。台3LED94はまた、1分以下の滞留時間に対してフラッシングすることが可能である。一般に、1つのLEDは、新しいテキストに対する使用者の注意を引くことが望ましいときに“予告警告”が表示される間を除き、通常、一回、照明される。この場合、緑色及び黄色のLEDが、同時にフラッシングされることが可能である。
5分乃至10分の範囲内の滞留時間については、赤色の第3LED94が照明される。台3LED94はまた、1分以下の滞留時間に対してフラッシングすることが可能である。一般に、1つのLEDは、新しいテキストに対する使用者の注意を引くことが望ましいときに“予告警告”が表示される間を除き、通常、一回、照明される。この場合、緑色及び黄色のLEDが、同時にフラッシングされることが可能である。
LEDインジケータ90、92、94の各々はまた、異なる形状、ボーダー(boarder)及びモニタにおける区別可能な位置を有することが可能である。それ故、照明による警告の位置、対応する形状及びボーダーは、警告のどれがアクティブにされるかを使用者が区別することができるように支援する。例えば、色盲のひとが、どの警告がアクティブになっているかを理解することができるように、それらの他の特徴(位置、形状及びボーダー)を用いることが可能である。
図10はまた、メニューオプションにしたがって左右、上下に移動させるようにカーソル型ボタン96を有するモニタ100の使用について示している。
更に、その装置は、音響スピーカ26及びヘッドセットジャックのような音響出力部48、又は無線対応ヘッドセットについてのRF音響出力送信器及び入力管理センタテレメトリを任意に備えることが可能である。音響出力部48は、例えば、メータの表示を読むことが困難である、光が乏しい又は煙が充満した環境で、反応者が重要な情報を受け取ることを可能にする。放射線モニタは、特定のパラメータの状態に基づいて、音響信号のトーン、音声又は周波数を変えるようになっている。例えば、演算された約30分の滞留時間について、可聴トーン警告がオフであることが可能である。そのトーンは、滞留時間が10分乃至30分の範囲内にあるときは、10秒毎に1回、5分乃至10分の滞留時間については3秒毎に1回、そして5分以下の滞留時間については0.5秒毎に1回の割合で警告することが可能である。任意に、放射線被曝情報について、中央監視のために無線テレメトリ受信器に送信されることが可能である。
放射線モニタ10はまた、特定のイベント又は閾値被爆レベルの決定時に、特定の前プログラミングメッセージ116(図11を参照されたい)を表示するようにプログラミングされることが可能である。例えば、100mrem/hrにおいて、その装置は、黄色にフラッシングして、“被爆率は100mrem/hrを超えた。司令所に知らせ、あなたの位置を報告しなさい。”というスクロールメッセージを表示するように選択されることが可能である。他の実施例においては、累積線量が10remに達したときに、検出器は赤色に変わり、メッセージ“最大線量の半分に達した。制御点に復帰させるように準備しなさい”又は“最大線量の半分に達した。司令所に知らせ、緊急救命活動のみを行いなさい。”を表示することが可能である。それらのメッセージは、一次読み取りの領域に表示されることが可能であり、その状態が尚も続いている読み取りと交互に表示されることが可能である。
前プログラミングされたテキストメッセージがまた、音響信号により、例えば、前記録された音声又はコンピュータ発生音響メッセージにより送信されることが可能である。それらの音響メッセージは、可視テキストメッセージに追加して又はそれに代えて、送信されることが可能である。
図11は、モニタ10又は100において用いられることが可能である代替の表示読み取りを示している。この実施形態においては、ユーザにより所望される場合に、状態メータは数値インジケータ112及び114で置き換えられている。前プログラミングされたテキストメッセージ116はまた、表示14の下方の目立つところに表示されている。
放射線モニタ10はまた、制御ボタンの何れかを押す(例えば、“モード”ボタン24を押し続ける)ことにより、“平均バックグラウンド”、即ち、環境の放射線レベルを測定する及び演算する能力を有することが可能である。例えば、“平均バックグラウンド”は、ターゲット領域への記入における平均又はメジアン線量率からもたらされる。放射線バックグラウンドは、その場合、メモリに記憶され、各々の更新時に先行する線量率に対して継続して比較される。
このような特徴は、例えば、焦点の変異地点、又は汚染された領域における放射線被曝率のデルタ値が大きい地点を特定するように試みられている、通常より高い放射線バックグラウンドの領域で用いられることが可能である。例えば、放射線モニタ10は、所定の時間期間(例えば、5分)の間に新しいバックグラウンドを平均化するようにDAによりプログラミングされることが可能である。その場合、その装置は、放射線被曝レベルが、管理者が選択した新しい平均バックグラウンドの倍数(例えば、10、50及び100倍のバックグラウンド)に達したときに、選択された方法の1つ又はそれ以上(例えば、色、警告、音響メッセージ、テキスト)により報告(警告)する。1つ又はそれ以上の所定の装置動作と予め関連付けられているそれらのレベル(即ち、状態)は対応する警告インジケータを有する。例えば、汚染領域における平均バックグラウンドは2mrem/hr(例えば、通常のバックグラウンドより約40倍大きい)である可能性がある。その装置が20mR/hr(即ち、新しく取得されたバックグラウンドの10倍)のフィールドを検出したとき、検出器は、1秒間隔で緑色のフラッシングを開始し、スクロールメッセージ(装置管理者が予め入力した)“>20mR/hrで検出された変異点。あなたの現在位置を司令所に知らせなさい。”を表示することが可能である。
ここで、図12及び13を参照するに、本発明にしたがった例示としての状況感応性PCプルダウンメニューが示されている。図12に示すように、ディスプレイ12は、一連のプログラミング可能条件120を表示することが可能である。各々の条件ボックス120は、選択するように、異なる放射線被曝基準のプルダウンメニュー132(図13を参照されたい)を有する。各々の条件はまた、値ボックス122及び対応するプルダウン134を有する。ボックス122において選択された値は、特定の二次信号がアクション1ボックス124及び対応するプルダウン136においていつ確認されたかを決定する。値1のボックス126は、通信されるべき動作を更に特定することが可能であり、例えば、赤色、黄色又は緑色表示を照明することが更に可能である。更に、三次信号は、動作2のボックス128及び対応するプルダウン140により規定される(例えば、テキストメッセージ、音響信号等)ことが可能である。三次信号は、値2のボックス130及び関連プルダウン142により更に限定されることが可能である。必要に応じて、付加信号が、所定の条件において生じるように割り当てられることが可能である。
一実施形態においては、放射線モニタは、座標が装置において記録され、保存され、司令所に送信されるようにする内蔵GPS受信器を収容することが可能である。このデータは、その場合、特定の場所をマッピングすることが可能であり、又は、地形地図において表されるマップに類似する被爆率の等高線マップを与えることさえ可能である。このことはまた、課せられたレーザグリッドシステムのような既存の技術を用いて屋内で行うことが可能である。
その装置は、ユーザがRF信号を用いて(放射線に対する実際の被爆を伴わずに)放射線の存在をシミュレートすることを可能にするRFID技術を用いるトレーニングモードを更に有することが可能である。一般に、放射線モニタ10又は100は、装置に一体化されるか又は、入力ポート40又は通信ポート44を介して処理器50に結合されるかのどちらかであるRF受信器(図示せず)と結合されることが可能である。RFIDタグは、放射線源をシミュレートするようにトレーニング領域に位置付けられる。RF信号の逆二乗法則の挙動は電離放射線被曝をシミュレートする。モニタ10/100の位置がRFIDタグの位置に近づくにつれて、受信されるRF信号は、放射線源と同じやり方で強められる。したがって、ユニットディスプレイは、表現“トレーニングモード”が目立つように表示されることを除いて、通常の動作モードと同じやり方で対応する。
上記説明は多くの詳細を含むが、それらの詳細は、本発明の範囲を制限するように解釈されるべきものではなく、本発明の現時点の好適な実施形態の幾つかの例示を単に与えるものと解釈されるべきである。それ故、本発明の範囲は、当業者にとって明らかになる他の実施形態を全く包含するものであり、本発明の範囲は、したがって、同時提出の特許請求の範囲のみにより限定されるべきものであることが理解できる。当業者に既知である上記の好適な実施形態の要素と同等は構造、化学物質及び機能の全ては、明らかに本願に引用して援用され、本発明に包含されるように意図されている。更に、装置及び方法は、本発明により解決されるように追求される各々の及び全ての課題に対処する必要はなく、本発明は本願の請求項に包含されるべきものである。更に、本発明における要素、構成要素又は方法のステップは、その要素、構成要素又は方法のステップが請求項に明示的に記載されているかどうかに拘わらず、公開されるように意図されていない。
Claims (40)
- 放射線検出器に対応する処理器;
を有する 個人用放射線モニタであって:
前記放射線検出器は、放射線被曝データをリアルタイムに生成し;
前記処理器は、個人の放射線被曝の1つ又はそれ以上の特徴を演算し;
前記処理器は更に、前記の放射線被曝の1つ又はそれ以上の特徴を更新するように、前記放射線被曝データを継続的に再演算し;
ディスプレイは前記処理器により与えられる情報に対応し、前記ディスプレイは、前記処理器からの一次信号として前記少なくとも1つ又はそれ以上の放射線被曝特徴の少なくとも1つを表示するように適合され;
前記処理器は更に、前記個人に二次信号を送信し;
前記二次信号は、前記1つ又はそれ以上の放射線被曝特徴の1つの値の範囲に対応している;
個人用放射線モニタ。 - 請求項1に記載の個人用放射線モニタであって:
前記ディスプレイは、前記二次信号に対応する照明される背景を有し;
前記照明される背景の色は、前記の値の範囲外の閾値限界を超える前記1つ又はそれ以上の放射線被曝特徴の1つに関して色を変える;
個人用放射線モニタ。 - 請求項2に記載の個人用放射線モニタであって、前記のディスプレイの背景は、第1の値の範囲内にある放射線被曝特徴に関して第1色を、第2の値の範囲内にある放射線被曝特徴に関して第2色を、そして第3の値の範囲内にある放射線被曝特徴に関して第3色を照明する、個人用放射線モニタ。
- 請求項3に記載の個人用放射線モニタであって、前記のディスプレイの背景は、第4の値の範囲内にある放射線被曝特徴に関して第3色をフラッシングする、個人用放射線モニタ。
- 請求項1に記載の個人用放射線モニタであって:
前記ディスプレイに近接する1つ又はそれ以上の照明源;
を更に有する個人用放射線モニタであり、
前記1つ又はそれ以上の照明源は、前記値の範囲外の閾値限界を超える1つ又はそれ以上の放射線被曝特徴について通信するように、前記二次信号に対応する;
個人用放射線モニタ。 - 請求項1に記載の個人用放射線モニタであって:
前記二次信号は、前記の値の範囲に関連する音響信号率を有し;
前記音響信号率は、前記値の範囲外の閾値限界を超える前記1つ又はそれ以上の放射線被曝特徴に関して変わる;
個人用放射線モニタ。 - 請求項2に記載の個人用放射線モニタであって:
前記処理器は更に、前記個人に三次信号を更に送信し;
前記三次信号は、前記の値の範囲に関連する音響信号率を有し;そして
前記音響信号率は、前記値の範囲外の閾値限界を超える前記1つ又はそれ以上の放射線被曝特徴に関して変わる;
個人用放射線モニタ。 - 請求項2に記載の個人用放射線モニタであって、前記1つ又はそれ以上の放射線被曝特徴は累積放射線被曝レベルを有する、個人用放射線モニタ。
- 請求項8に記載の個人用放射線モニタであって、前記1つ又はそれ以上の放射線被曝特徴は放射線量率を更に有する、個人用放射線モニタ。
- 請求項9に記載の個人用放射線モニタであって、前記1つ又はそれ以上の放射線被曝特徴は、前記個人の最大許容放射線量限界に基づく滞留時間を更に有し、前記処理器は更に、前記累積被爆に適応すうように前記滞留時間を継続的に再演算する又は放射線量率を変える、個人用放射線モニタ。
- 請求項10に記載の個人用放射線モニタであって:
前記処理器は、表示時間間隔で前記ディスプレイに前記滞留時間を出力し;
前記表示時間間隔は、特定の時間期間の間、前記ディスプレイの値を固定する;
個人用放射線モニタ。 - 請求項10に記載の個人用放射線モニタであって、前記処理器は、変動する放射線被曝環境における滞留時間の表示を安定化させるように時間期間において前記放射線量率の平均を取る、個人用放射線モニタ。
- 請求項10に記載の個人用放射線モニタであって、前記ディスプレイの前記背景色は、前記滞留時間が前記値の範囲外の閾値限界を超えるときに変わる、個人用放射線モニタ。
- 請求項10に記載の個人用放射線モニタであって、前記ディスプレイは、前記放射線量率、累積線量又は滞留時間の2つ又はそれ以上を同時に表示する、個人用放射線モニタ。
- 請求項10に記載の個人用放射線モニタであって、前記ディスプレイは、一次読み出しとして前記1つ又はそれ以上の放射線被曝特徴の1つを表示する、個人用放射線モニタ。
- 請求項10に記載の個人用放射線モニタであって、残っている前記放射線被曝特徴の1つ又はそれ以上がステータスメータにおいて同時に表示される、個人用放射線モニタ。
- 請求項15に記載の個人用放射線モニタであって:
複数の制御部が前記処理器に結合されている;
個人用放射線モニタ。 - 請求項17に記載の個人用放射線モニタであって、前記制御部は、前記放射線被曝特徴のパラメータが前記個人により前プログラミングされるようになっている、個人用放射線モニタ。
- 請求項17に記載の個人用放射線モニタであって、前記制御部は、前記一次読み出しが前記1つ又はそれ以上の放射線被曝特徴の間で切り換えられるようになっている、個人用放射線モニタ。
- 請求項2に記載の個人用放射線モニタであって、前記ディスプレイは更に、特定の放射線被曝特徴値に関する前プログラミングされたメッセージを送信する、個人用放射線モニタ。
- 請求項1に記載の個人用放射線モニタであって:
前記放射線被曝特徴のパラメータが個人により遠隔的にプログラミングされるようにする通信ポート;
を更に有する、個人用放射線モニタ。 - 放射線被曝データをリアルタイムに生成する検出器;
前記検出器に対応し、個人の最大許容放射線量限界に基づいて滞留時間を演算する処理器であって、前記処理器は、前記個人の累積被爆及び放射線被曝率に基づいて前記滞留時間を継続的に再演算する、処理器;並びに
前記処理器により与えられる情報に対応するディスプレイであって、前記ディスプレイは、前記処理器から少なくとも前記滞留時間データを表示するために適合され、前記ディスプレイは、前記滞留時間データにおける変化に基づいて色を変える可変背景を有する、ディスプレイ;
を有する個人用放射線モニタ。 - 請求項22に記載の個人用放射線モニタであって、前記ディスプレイは、第1時間期間より長い滞留時間について第1色を、第2時間期間より短い滞留時間について第2色を、そして第3時間期間より短い滞留時間について第3色を示す、個人用放射線モニタ。
- 請求項23に記載の個人用放射線モニタであって、第4時間期間より短い滞留時間になったとき、ディスプレイは前記第3色をフラッシングする、個人用放射線モニタ。
- 請求項22に記載の個人用放射線モニタであって:
前記処理器は更に、前記個人に音響信号を送信し;
前記音響信号は、前記滞留時間に関連する音響信号率を有し;そして
前記音響信号率は、前記滞留時間データにおける変化に応じて変化する;
個人用放射線モニタ。 - 請求項22に記載の個人用放射線モニタであって、前記ディスプレイは更に、前記個人の累積被爆及び放射線被曝率を示す、個人用放射線モニタ。
- 請求項26に記載の個人用放射線モニタであって、前記ディスプレイは、前記放射線被曝率、累積被爆又は滞留時間の2つ又はそれ以上を同時に表示する、個人用放射線モニタ。
- 請求項27に記載の個人用放射線モニタであって:
前記ディスプレイは、一次読み出しとして前記滞留時間を表示し;そして
前記被爆率及び累積被爆は別個のステータスメータに同時に表示される;
個人用放射線モニタ。 - 請求項28に記載の個人用放射線モニタであって:
前記処理器は、表示時間間隔にしたがって前記ディスプレイに前記対流時間を出力し;そして
前記表示時間間隔は、特定の時間期間の間、前記ディスプレイの値を固定する;
個人用放射線モニタ。 - 請求項26に記載の個人用放射線モニタであって:
前記処理器に結合されている複数の制御部;
を有する、個人用放射線モニタであり、
前記制御部は、最大許容被爆、滞留時間、累積被曝及び放射線被曝率のパラメータが前記個人により前プログラミングされることを可能にする;
個人用放射線モニタ。 - 請求項30に記載の個人用放射線モニタであって、前記制御部は、前記一次読み出しが前記滞留時間、累積被曝及び放射線被曝率の間で切り換えられることを可能にする、個人用放射線モニタ。
- 請求項22に記載の個人用放射線モニタであって、前記ディスプレイは、前記滞留時間データに対応して前プログラミングされたメッセージを送信する、個人用放射線モニタ。
- 放射線被曝レベルをモニタする方法であって:
個人の最大許容放射線量限界を入力する段階;
前記個人の場所において又は前記場所の近傍において放射線被曝レベルを検出する段階;
前記検出された放射線被曝レベル及び前記最大許容放射線量限界の関数として滞留時間を演算する段階;
照明される背景に対して前記滞留時間を表示する段階;
前記個人の検出された累積被曝及び放射線被曝率にしたがって前記滞留時間を継続的に再演算する段階;
前記滞留時間の前記表示を更新する段階;並びに
所定の時間の範囲外にある前記滞留時間に対応して前記背景色を変える段階;
を有する方法。 - 請求項33に記載の方法であって、前記背景色は:
第1時間期間より長い滞留時間について第1色を照明することと;
第2時間期間より短い滞留時間について第2色を照明することと;
第3時間期間より短い滞留時間について第3色を照明することと;
を有する、方法。 - 請求項34に記載の方法であって:
第4時間期間より短い値を有する滞留時間に対応して前記第3色をフラッシングすること;
を更に有する、方法。 - 請求項33に記載の方法であって:
前記個人に音響信号を送信する段階;
を更に有する方法であり、
前記音響信号は、前記滞留時間に関連する音響信号率を有し;
前記音響信号率は、前記滞留時間データに関して変化する;
方法。 - 請求項33に記載の方法であって:
前記個人の滞留時間、累積被曝及び放射線被曝率を同時に表示する段階;
を更に有する、方法。 - 請求項37に記載の方法であって:
一次読み出しとして前記滞留時間を表示する段階;並びに
別個のステータスメータに前記被曝率及び累積被曝を同時に表示する段階:
を更に有する、方法。 - 請求項38に記載の方法であって:
制御ボタンを押すことにより、前記滞留時間、累積被曝及び放射線被曝率の間の前記一次読み出しの前記表示を切り換える段階;
を更に有する、方法。 - 請求項33に記載の方法であって:
前記滞留時間時間に対応して前プログラミングされたメッセージを表示する段階;
を更に有する、方法。
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