用于测量β敷贴器表面吸收剂量率的外推电离室及方法与流程

本发明属于剂量率测量，具体涉及一种用于测量β敷贴器表面吸收剂量率的微型外推电离室及方法。

背景技术：

1、β核素被广泛应用在近距离放射性治疗上，特别是用于眼科和皮肤治疗的β敷贴器。β敷贴器是将一定剂量的β放射性核素作为外照射源紧贴于病变部位，通过产生的β射线对病灶产生电离辐射生物效应，以达到治疗目的。要想得到较好的治疗质量，既要对病灶进行有效治疗效果，又要避免受到不必要的照射，需要准确有效的估算β敷贴器的表面吸收剂量。目前校准β敷贴器的推荐仪器是电极之间间距可变的平行板电离室，这是一种灵敏体积允许发生变化的外推电离室，通过使用外推法，可以确定β敷贴器的表面吸收剂量率。

2、但目前常用的外推电离室的探测窗的面积较大，对于针对不同病灶的大小不同的敷贴器，有时敷贴器不足以覆盖整个探测窗，此时外推电离室则需要根据敷贴器的大小选择不同的转换系数，再根据不同转换系数得到敷贴器的表面吸收剂量率，使用步骤较为繁琐。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于测量β敷贴器表面吸收剂量率的微型外推电离室及方法，使用该外推电离室能够快速有效的对小面积90sr+90yβ敷贴器进行校准，以及准确测量小面积β敷贴器的表面吸收剂量率。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种用于测量β敷贴器表面吸收剂量率的微型外推电离室，从前到后依次包括：电离室前端、电离室外壳和螺旋测微器，所述螺旋测微器包括旋转手柄和测微螺杆，所述旋转手柄设置在所述电离室外壳的后端，所述测微螺杆伸入所述电离室外壳的内部；

4、所述电离室前端包括入射窗、组织等效材料垫片、收集电极和保护环，所述入射窗设置在所述电离室外壳的前端面上，所述组织等效材料垫片设置在所述入射窗上，用于所述固定入射窗；所述收集电极和所述保护环同轴设置在所述电离室外壳的内部，后端与所述测微螺杆的前端连接；所述保护环设置在所述收集电极的外围，且与所述收集电极两端平齐，从而所述收集电极和所述保护环之间的空间形成绝缘间隙，所述入射窗、收集电极和保护环共同限制形成用于探测的灵敏体积，通过所述螺旋测微器调节所述收集电极与所述入射窗之间的距离，以此来改变所述灵敏体积的深度；

5、所述收集电极上接有地线和信号线，所述电离室外壳上设置有tnc接口，通过所述tnc接口将相匹配的监测电压施加至所述入射窗上，以及将所述收集电极的信号线与外部的静电计连接，实现信号的收集和读取。

6、进一步，如上所述的用于测量β敷贴器表面吸收剂量率的微型外推电离室，所述入射窗的材料为镀铝聚酯薄膜，其质量厚度为1～10mg·cm-2。

7、进一步，如上所述的用于测量β敷贴器表面吸收剂量率的微型外推电离室，所述组织等效材料垫片的材料为聚甲基丙烯酸甲酯，厚度为1～3mm。

8、进一步，如上所述的用于测量β敷贴器表面吸收剂量率的微型外推电离室，所述收集电极为圆柱体结构，直径为3～5mm，其材料为组织等效材料，外表面喷涂有石墨，用于确保弱电流的测量稳定性。

9、进一步，如上所述的用于测量β敷贴器表面吸收剂量率的微型外推电离室，所述保护环用于减少来自充气空腔的漏电流并均整平行电场，其材料为组织等效材料；外形为中空圆桶结构，与所述收集电极之间间隔0.4～0.6mm。

10、进一步，如上所述的用于测量β敷贴器表面吸收剂量率的微型外推电离室，所述灵敏体积的深度调节范围为0～10mm。

11、使用如上所述的微型外推电离室测量β敷贴器表面吸收剂量率的方法，包括以下步骤：

12、s1、将所述电离室与静电计连接，在电压稳定的情况下使所述电离室与静电计充分预热；

13、s2、通过对同一标准放射源进行不同外推距离下的剂量率测量，得到所述电离室电流随外推距离的变化率并推算出电流值趋向于0时，所述电离室的外推零点d0；

14、s3、将所述电离室前端表面紧贴待测β敷贴器的表面，分别在正负极化电压下多次测量电离电流，并计算得到平均电流值i；

15、s4、根据实际温度和气压计算温度气压修正系数，温度气压修正系数计算公式为：

16、

17、式(3)中，t为温度，单位为℃；p为气压，单位为kpa；ktp为得到的温度气压修正系数，湿度修正因子在标准试验条件下取1；

18、s5、根据步骤s2-s4的计算结果，得到待测β敷贴器的表面吸收剂量率，计算公式为：

19、

20、公式(4)中，为电离室0深度的组织吸收剂量率；为干燥空气中形成每个离子对所消耗的平均能量与基本电荷e的比值；为组织对空气的平均质量碰撞组织本领比值；ρ0为标准温度和标准压力下的空气密度；a为电离室的有效收集面积；k为随电离室深度变化的修正因子之积；为外推电离室电流随外推距离的变化率；其中对于一确定电离室而言为定值。

21、进一步，如上所述的微型外推电离室测量β敷贴器表面吸收剂量率的方法，步骤s2中通过螺旋测微器调整电离室的外推距离，即收集电极与入射窗之间的距离，得到所述电离室电流随外推距离的变化率并推算出电流值趋向于0时，所述外推电离室的外推零点d0。

22、进一步，如上所述的微型外推电离室测量β敷贴器表面吸收剂量率的方法，步骤s2中外推距离设置为2.5、2.0、1.5、1.0、0.5mm。

23、进一步，如上所述的微型外推电离室测量β敷贴器表面吸收剂量率的方法，步骤s3具体为：

24、在+20v极化电压条件下测量一组数后立刻改变极化电压为-20v，待读数稳定后读出-20v下的电离电流值；再次改变极化电压为+20v待读数稳定后读出此时的电离电流值，如此反复总计5次，共读出3组+20v极化电压下的电流值和2组-20v极化电压下的电流值；平均电流值计算公式为：

25、

26、式(2)中，为+20v极化电压条件下测量的第1、3、5次电流值的平均值；为-20v极化电压条件下测量的第2、4次电流值的平均值。

27、与现有技术相比，本发明提供的用于测量β敷贴器表面吸收剂量率的微型外推电离室以及方法，具有以下有益效果：

28、该电离室在满足bg原理的条件下，拥有极小的探测窗面积，能够对小面积90sr+90yβ敷贴器进行校准和用来准确测量放射源的表面剂量分布。

技术特征：

1.一种用于测量β敷贴器表面吸收剂量率的微型外推电离室，其特征在于，所述电离室从前到后依次包括：电离室前端(1)、电离室外壳(2)和螺旋测微器(3)，所述螺旋测微器(3)包括旋转手柄和测微螺杆，所述旋转手柄设置在所述电离室外壳(2)的后端，所述测微螺杆伸入所述电离室外壳(2)的内部；

2.根据权利要求1所述的用于测量β敷贴器表面吸收剂量率的微型外推电离室，其特征在于，所述入射窗(11)的材料为镀铝聚酯薄膜，其质量厚度为1～10mg·cm-2。

3.根据权利要求2所述的用于测量β敷贴器表面吸收剂量率的微型外推电离室，其特征在于，所述组织等效材料垫片(12)的材料为聚甲基丙烯酸甲酯，厚度为1～3mm。

4.根据权利要求3所述的用于测量β敷贴器表面吸收剂量率的微型外推电离室，其特征在于，所述收集电极(13)为圆柱体结构，直径为3～5mm，其材料为组织等效材料，外表面喷涂有石墨，用于确保弱电流的测量稳定性。

5.根据权利要求4所述的用于测量β敷贴器表面吸收剂量率的微型外推电离室，其特征在于，所述保护环(14)用于减少来自充气空腔的漏电流并均整平行电场，其材料为组织等效材料；外形为中空圆桶结构，与所述收集电极(13)之间间隔0.4～0.6mm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于测量β敷贴器表面吸收剂量率的微型外推电离室，其特征在于，所述灵敏体积(15)的深度调节范围为0～10mm。

7.使用权利要求1-6任一项所述微型外推电离室测量β敷贴器表面吸收剂量率的方法，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的微型外推电离室测量β敷贴器表面吸收剂量率的方法，其特征在于，步骤s2中通过螺旋测微器调整电离室的外推距离，即收集电极与入射窗之间的距离，得到所述电离室电流随外推距离的变化率并推算出电流值趋向于0时，所述外推电离室的外推零点d0。

9.根据权利要求8所述的微型外推电离室测量β敷贴器表面吸收剂量率的方法，其特征在于，步骤s2中外推距离设置为2.5、2.0、1.5、1.0、0.5mm。

10.根据权利要求7所述的微型外推电离室测量β敷贴器表面吸收剂量率的方法，其特征在于，步骤s3具体为：

技术总结
本发明公开了一种用于测量β敷贴器表面吸收剂量率的微型外推电离室及方法，涉及剂量率技术领域，该电离室包括电离室前端和电离室外壳，螺旋测微器的旋转手柄设在电离室外壳后端，测微螺杆伸入电离室外壳内部；电离室前端包括入射窗，入射窗通过组织等效材料垫片固定在电离室外壳前端面上；保护环设置在收集电极外围，收集电极和保护环同轴设置在电离室外壳内部，后端与测微螺杆前端连接；收集电极和保护环之间形成绝缘间隙，入射窗、收集电极和保护环共同限制形成灵敏体积，通过螺旋测微器调节收集电极与入射窗之间的距离，以此改变灵敏体积的深度。本发明提供的电离室及方法能够快速有效的对小面积β敷贴器进行校准和测量其表面吸收剂量率。

技术研发人员：刘新昊,韦应靖,崔伟,李凯伦,李英帼,王雨青,王桢,李胤,蒯冠明,宋伟娜
受保护的技术使用者：中国辐射防护研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5