RU169690U1 - Медицинский дозиметр ионизационного излучения на основе сцинтилляционного детектора - Google Patents
Медицинский дозиметр ионизационного излучения на основе сцинтилляционного детектора Download PDFInfo
- Publication number
- RU169690U1 RU169690U1 RU2016124138U RU2016124138U RU169690U1 RU 169690 U1 RU169690 U1 RU 169690U1 RU 2016124138 U RU2016124138 U RU 2016124138U RU 2016124138 U RU2016124138 U RU 2016124138U RU 169690 U1 RU169690 U1 RU 169690U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical fiber
- ionizing radiation
- signal
- light
- scintillator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к детекторам ионизирующего излучения для in vivo измерений. Заявленный детектор ионизирующего излучения содержащит сцинтиллятор, оптические волокна, светоизолирующую оболочку, кремниевые фотоумножители и блок регистрации и обработки сигналов. При этом детектор дополнительно содержит второе оптическое волокно для измерения "Черенковского" свечения, равное по длине первому волокну, при этом оптическое волокна с помощью клея или механических креплений соединяются с кремниевом фотоумножителе в промежуточном миниатюрном корпусе, на котором установлен микроразъем для подключения электрического кабеля, ведущего к блоку регистрации и обработки сигнала. Технический результат – повышение точности измерений мощности дозы и поглощенной дозы ионизирующего излучения за счет сокращения потерь сигнала в оптическом волокне. 1 з.п. ф-лы и 2 ил.
Description
Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к дозиметрам ионизирующего излучения для измерений на поверхности кожного покрова, в полостях органов и тканях.
Основной принцип лучевой терапии - излечение опухоли при максимальном снижении дозовых нагрузок на органы и ткани. Поэтому необходимо реализовать такой режим облучения, который обеспечит рекомендуемую поглощенную дозу ионизирующего излучения в объеме опухоли и минимальную величину дозы в окружающих тканях и критических органах, по крайней мере, меньшую, чем толерантная доза для этих тканей. По статистике, в различных областях онкологии от 15 до 30% осложнений вызваны ошибками в реализации режима облучения.
Использование в клинической практике заявляемого устройства позволяет получить достоверную информацию об истинном значении мощности дозы (дозы) в объеме мишени от 0,3 см3 при планировании и во время процедуры лучевой терапии в реальном режиме времени и, таким образом, своевременно корректировать режим облучения.
Известны дозиметры гамма-излучения, имеющие детектор из неорганического сцинтиллятора с фоточувствительным элементом (фотоэлектронным умножителем или фотодиодом) и блок электронной обработки сигналов [1-3]. Кристаллы сцинтиллятора (щелочно-галоидные кристаллы или кристаллы на оксидной основе) имеют обычно цилиндрическую форму диаметром от 10 до 150 мм и высотой от 10 до 150 мм, или они имеют кубическую форму 10×10×10 мм при фото диодной регистрации. Эффективность регистрации гамма-излучения такими детекторами достаточно высока. Однако сцинтилляционные детекторы [1-3] не пригодны для использования в клинической практике в виду больших габаритов, что делает невозможным их использование при измерениях в малых объемах мишени (порядка 1 см3). Кроме того, точность измерения превышает 10%, плотность этих детекторов более 5 г/см3, что нарушает требования по «тканеэквивалентности» детектора (плотность человеческого тела в среднем принимается в 1 г/см3).
В качестве прототипа принят дозиметр ионизирующего излучения, содержащий детектор в виде оптоволоконного пластикового сцинтиллятора, оптическое волокно для транспорта света, светоизолирующую оболочку, кремниевые фотоумножители и блок регистрации и обработки [4].
Недостатками прототипа является следующее:
- дозиметр предназначен для измерения слабых дозовых полей (порядка 10 мкГр/сек), блок регистрации работает в «счетном» режиме импульсов фотоумножителя, в то время как в практической лучевой терапии величина мощности дозы может составлять от 0,5 Гр/сек и выше (при мощностях дозы от 0,5 Гр/сек и выше передние и задние фронты «световых» импульсов фотоумножителя сливаются, счетный режим блока регистрации импульсов становится неэффективным, сигнал переходит в стадию «насыщения», нарушается линейная зависимость количества световых импульсов от мощности дозы);
- при измерениях с энергией частиц более 200 кэВ в оптическом оптоволокне для транспорта света возникает «Черенковское свечение», что вносит существенную погрешность в точность измерения;
- при передаче светового сигнала на большие расстояния (десятки метров) происходят существенные потери силы света в оптическом волокне,
- оптическое волокно обладает механическими характеристиками (хрупкость, жесткость, ограниченный радиус допустимого изгиба), которые затрудняют его использование в процедурных кабинетах, когда за смену происходят десятки манипуляций с детектором. Задача полезной модели - увеличить диапазон измеряемой мощности дозы, повысить точность измерений, упростить эксплуатацию дозиметра медперсоналом.
Технический результат достигается тем, что детектор ионизирующего излучения, содержащий пластиковый оптоволоконный сцинтиллятор (диаметром 0.5-5 мм), который с помощью клея или механических креплений с одной стороны соединен с оптическим волокном, а с другой стороны с помощью клея или механических креплений с кремниевым фотоумножителем, который подключен к блоку регистрации и обработки сигналов, согласно полезной модели отличается тем, что дополнительно содержит второе оптическое волокно для измерения «Черенковского» свечения, равное по длине первому (длина оптических волокон составляет (20-100 см), оптические волокна помещаются в светоизолирующую оболочку и с помощью клея или механических креплений соединяются с кремниевыми фотоумножителями не в блоке регистрации, а в промежуточном миниатюрном корпусе, на котором установлен микроразъем для подключения кабеля блока регистрации и обработки сигнала, при этом обработка сигнала фотоумножителей осуществляется в режиме измерения тока. Представленная модель позволяет:
- увеличить диапазон измерения мощности дозы;
- учесть вклад «Черенковского» свечения в общий сигнал фотоумножителей, за счет чего существенно увеличить точность измерения (вклад в общий сигнал «Черенковского» свечения достигает 15%);
- минимизировать длину оптического волокна, что позволяет сократить потери светового сигнала и упростить эксплуатацию детектора медперсоналом.
На фиг. 1 изображена функциональная схема дозиметра.
На фиг. 2 представлена фотография сцинтилляционных детекторов.
Детектор ионизирующего излучения включает в себя оптоволоконный пластиковый сцинтиллятор 1, прикрепленный с помощью эпоксидного оптического радиационно-стойкого клея или механических устройств к оптическому волокну 2. Сцинтиллятор 1 и оптическое волокно 2 помещены в светоизолирующую оболочку 3, в которой дополнительно закреплено оптоволокно 4. Оптические волокна с помощью эпоксидного оптического радиационно-стойкого клея или механических креплений соединены с кремниевыми фотоумножителями 5, 6, расположенными в корпусе 7. Выходы фотоумножителей подсоединены к разъему 8. Разъем 8 с помощью кабеля 9 соединяется с блоком регистрации и обработки сигналов 10.
Устройство работает следующим образом.
Ионизирующее излучение, попадая в чувствительный объем сцинтиллятора 1, производит ионизацию, что приводит к излучению света сцинтиллятором 1. Попадая по оптическому волокну 2 на кремниевый фотоумножитель 5, световой сигнал усиливается и преобразуется в импульс тока. Дополнительное оптическое волокно 4 служит для измерения «Черенковского» свечения, которое в поступает на фотоумножитель 6 и последствии при обработке результатов вычитается из основного сигнала сцинтиллятора 1. Импульсы тока с кремниевых фотоумножителей 5, 6 передаются на блок регистрации и обработки сигнала 10 по кабелю 9. Для устранения шумов и помех корпус 7, и оболочка 3 изготовлены из светоизолирующего материала.
На фиг. 2 представлена фотография дозиметра.
Источник информации:
1. Акимов Ю.К. Сцинтилляционные методы регистрации частиц больших энергий. Изд. МГУ, 1963.
2. Физический энциклопедический словарь, том пятый. Изд. Советская энциклопедия, М., 1966, с. 109.
3. Прибор для измерения нейтронов и гамма-лучей. Патент США 4483808, GolT, 3/06. 1984.
4. Scintillating optical fiber dosimeter, PT106337, Portugal, 2012 https://servicosonline.inpi.pt/pesquisas/GetFasciculo?bole_ano=2013&bole_nume=225&proc_moda=01&proc_nume=106337
Claims (2)
1. Детектор ионизирующего излучения, содержащий сцинтиллятор (диаметром 0.5-5 мм), оптическое волокно, светоизолирующую оболочку, кремниевые фотоумножители, блок регистрации и обработки сигналов, отличающийся тем, что дополнительно содержит второе оптическое волокно для измерения «Черенковского» свечения, равное по длине первому, при этом оптические волокна с помощью клея или механических креплений соединяются с кремниевыми фотоумножителями не в блоке регистрации, а в промежуточном миниатюрном корпусе, на котором установлен микроразъем для подключения электрического кабеля, ведущего к блоку регистрации и обработки сигнала.
2. Детектор по п. 1, в котором обработка сигнала фотоумножителей в блоке регистрации и обработки сигналов осуществляется в режиме измерения тока («токовом режиме»).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016124138U RU169690U1 (ru) | 2016-06-17 | 2016-06-17 | Медицинский дозиметр ионизационного излучения на основе сцинтилляционного детектора |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016124138U RU169690U1 (ru) | 2016-06-17 | 2016-06-17 | Медицинский дозиметр ионизационного излучения на основе сцинтилляционного детектора |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU169690U1 true RU169690U1 (ru) | 2017-03-28 |
Family
ID=58506249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016124138U RU169690U1 (ru) | 2016-06-17 | 2016-06-17 | Медицинский дозиметр ионизационного излучения на основе сцинтилляционного детектора |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU169690U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3930936A (en) * | 1972-05-08 | 1976-01-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Nuclear reactor |
| RU2113738C1 (ru) * | 1993-05-20 | 1998-06-20 | Виктор Константинович Ляпидевский | Способ дозиметрии гамма- и нейтронного излучения и устройство для его реализации |
| RU145433U1 (ru) * | 2013-11-05 | 2014-09-20 | Российская Федерация от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Многоканальный клинический дозиметр ионизирующих излучений |
| RU148494U1 (ru) * | 2014-04-24 | 2014-12-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт технической физики и автоматизации" (ОАО "НИИТФА") | Клинический дозиметр-анализатор для внутриполостной лучевой терапии |
-
2016
- 2016-06-17 RU RU2016124138U patent/RU169690U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3930936A (en) * | 1972-05-08 | 1976-01-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Nuclear reactor |
| RU2113738C1 (ru) * | 1993-05-20 | 1998-06-20 | Виктор Константинович Ляпидевский | Способ дозиметрии гамма- и нейтронного излучения и устройство для его реализации |
| RU145433U1 (ru) * | 2013-11-05 | 2014-09-20 | Российская Федерация от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Многоканальный клинический дозиметр ионизирующих излучений |
| RU148494U1 (ru) * | 2014-04-24 | 2014-12-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт технической физики и автоматизации" (ОАО "НИИТФА") | Клинический дозиметр-анализатор для внутриполостной лучевой терапии |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Létourneau et al. | Miniature scintillating detector for small field radiation therapy | |
| Fontbonne et al. | Scintillating fiber dosimeter for radiation therapy accelerator | |
| Beddar | Plastic scintillation dosimetry and its application to radiotherapy | |
| Beaulieu et al. | Current status of scintillation dosimetry for megavoltage beams | |
| Beddar et al. | Plastic scintillation dosimetry: optimization of light collection efficiency | |
| O’Keeffe et al. | An optical fibre-based sensor for real-time monitoring of clinical linear accelerator radiotherapy delivery | |
| JP6569000B2 (ja) | 線量率測定装置及び放射線治療装置 | |
| Lambert et al. | A prototype scintillation dosimeter customized for small and dynamic megavoltage radiation fields | |
| US20040238749A1 (en) | Method for measuring a dose of irradiation with a beam of ionizing radiation capable of creating cherenkov radiation | |
| Santos et al. | Characterisation of a real-time fibre-coupled beryllium oxide (BeO) luminescence dosimeter in X-ray beams | |
| Boivin et al. | Systematic evaluation of photodetector performance for plastic scintillation dosimetry | |
| WO2021120697A1 (zh) | 一种脉冲辐射探测电路及装置 | |
| Chen et al. | Investigation of YAG: Ce-based optical fibre sensor for use in ultra-fast external beam radiotherapy dosimetry | |
| Andersen | Fiber‐coupled luminescence dosimetry in therapeutic and diagnostic radiology | |
| Chichester et al. | Comparison of BCF-10, BCF-12, and BCF-20 scintillating fibers for use in a 1-dimensional linear sensor | |
| Hoerner et al. | Characterizing energy dependence and count rate performance of a dual scintillator fiber‐optic detector for computed tomography | |
| Yoo et al. | Development of a scintillating fiber-optic dosimeter for measuring the entrance surface dose in diagnostic radiology | |
| JP2019194521A (ja) | 放射線治療モニタ、放射線治療システム及び放射線計測方法 | |
| RU169690U1 (ru) | Медицинский дозиметр ионизационного излучения на основе сцинтилляционного детектора | |
| Archer et al. | Recent advances in photonic dosimeters for medical radiation therapy | |
| Santos et al. | Evaluation of a real-time optically stimulated luminescence beryllium oxide (BeO) fibre-coupled dosimetry system with a superficial 140 kVp X-ray beam | |
| Konnoff et al. | SSPM based radiation sensing: Preliminary laboratory and clinical results | |
| RU2817317C1 (ru) | Способ непрерывного контроля радиоактивного облучения человека | |
| Rêgo et al. | A Scintillating Fiber Dosimeter for Radiology and Brachytherapy with photodiode readout | |
| RU2548048C1 (ru) | Сцинтилляционный счетчик ионизирующего излучения |