專利名稱：生物組織等效外推電離室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本設(shè)計(jì)為一種醫(yī)用輻射劑量?jī)x器，屬于輻射劑量學(xué)領(lǐng)域。
目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)這種專門用于腫瘤放射治療的醫(yī)用輻射劑量?jī)x器。本設(shè)計(jì)主要參考發(fā)明專利《電子束和β射線兩用外推電離室》(專利號(hào)85102528.5)并在對(duì)該外推電離室予以改進(jìn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)完成的。
本設(shè)計(jì)的目的在于提供一種測(cè)量電子束、β射線、χ射線和γ射線在生物組織表面和建成區(qū)劑量分布曲線的現(xiàn)場(chǎng)工作級(jí)劑量?jī)x器。
本設(shè)計(jì)根據(jù)輻射劑量學(xué)的空腔理論及布喇格－－格雷公式，通過(guò)測(cè)量射線在不同大小電離空腔內(nèi)所產(chǎn)生的電離電流，借助于兩個(gè)外推(厚度外推、體積外推)進(jìn)而方便準(zhǔn)確地測(cè)量出射線在以生物組織等效的材料表面和建成區(qū)的吸收劑量分布。
本設(shè)計(jì)方案是根據(jù)國(guó)際上有關(guān)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)以及腫瘤醫(yī)院放射治療的工作特點(diǎn)和對(duì)測(cè)量吸收劑量的特殊要求，將現(xiàn)有的外推電離室作了以下改進(jìn)1、將現(xiàn)有的兩用外推電離室的截片轉(zhuǎn)盤去掉，同時(shí)增加一個(gè)專用的三維水模體并通過(guò)水模體以實(shí)現(xiàn)測(cè)量與生物組織等效的材料表面和建成區(qū)的吸收劑量分布；2、電離室的主體與水模體被設(shè)計(jì)有半封閉式和全封閉式兩種配置結(jié)構(gòu)，同時(shí)相應(yīng)地改變電離室的步進(jìn)電機(jī)的固定位置。
3、將本設(shè)計(jì)的儀器裝置小型化，以利于減少儀器對(duì)輻射場(chǎng)的影響。
4、為配置水模體，改變電離室主體結(jié)構(gòu)上的高壓電源輸入插件和電離電流輸出插件的安裝位置；在電離室頂部上設(shè)置一個(gè)錐形狀的接線柱并將其插接在位于電離室室壁上的金屬閉合彈性插座內(nèi)。
經(jīng)過(guò)以上的改進(jìn)方案，本設(shè)計(jì)的外推電離室具有了如下優(yōu)點(diǎn)1、與生物組織等效性好。經(jīng)過(guò)臨床實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，該儀器對(duì)與生物組織等效材料的吸收劑量測(cè)量符合國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)的光子與電子束吸收劑量測(cè)定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；2、可以防止χ射線和γ射線從外推電離室側(cè)面進(jìn)入電離室空腔，增加了測(cè)量χ射線和γ射線吸收劑量功能；3、減少了外界雜散射線對(duì)外推電離室空腔和其內(nèi)部電離電流傳輸線的干擾；4、便于和其它醫(yī)用劑量?jī)x器進(jìn)行劑量測(cè)量的比對(duì)工作；5、儀器裝置體積小、重量輕、易于攜帶、使用方便。
6、用途廣泛，該儀器適用于綜合醫(yī)院或?qū)I(yè)腫瘤醫(yī)院的放射治療中心的各種電子加速器、鈷源機(jī)、χ射線深部治療機(jī)的水中吸收劑量率、深度分布劑量、百分比深度劑量曲線，平坦度曲線、能量校準(zhǔn)測(cè)定以及β射線同位素放射源的表面劑量率的測(cè)定等。
本說(shuō)明中的附


圖1為生物組織等效外推電離室主體結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為水模體與外推電離室的半封閉式裝配結(jié)構(gòu)平面示意圖。附圖3為水模體與外推電離室的全封閉式裝配結(jié)構(gòu)平面示意圖。以下結(jié)合三個(gè)附圖對(duì)本設(shè)計(jì)予以進(jìn)一步說(shuō)明并且提供實(shí)施例。
生物組織等效外推電離室主要由電離空腔、三維水模體、機(jī)械傳動(dòng)和底座幾部分組成。水模體［14］采用與生物組織等效的聚苯乙烯材料制成，其外部形狀呈正方體或長(zhǎng)方體，它的內(nèi)部為一圓筒形，并且周圍充滿水。水模體套裝在外推電離室主體［15］上并且與外推電離室有半封閉式和全封閉式兩種配置結(jié)構(gòu)。半封閉式是將外推電離室的驅(qū)動(dòng)源－－步進(jìn)電機(jī)［7］固定在外推電離室主體［15］外一側(cè)，并以蝸輪蝸桿方式與外推電離室內(nèi)部的螺桿組件［6］連接，由于該步進(jìn)電機(jī)固定在電離室主體的外部，電離室的高壓電源輸入插件［9］和電離電流輸出插件［11］也安裝在電離室外壁上，故水模體［14］僅能罩蓋封閉外推電離室的電離空腔部分。電離室空腔部分包括收集電極［1］、高壓電極［2］、保護(hù)電極［3］、銅環(huán)［4］和室壁［5］。全封閉式裝配結(jié)構(gòu)是將外推電離室的驅(qū)動(dòng)源－－步進(jìn)電機(jī)［7］固定安裝在外推電離室主體［15］內(nèi)，步進(jìn)電機(jī)可直接通過(guò)齒輪帶動(dòng)外推電離室的螺桿組件［6］，電離室的高壓電源輸入插件和電離電流輸出插件均安裝在電離室的底部，故水模體［14］可將電離室主體全部罩蓋封閉。處于電離室頂部的錐體形狀的接線柱［12］插接在電離室室壁上的金屬閉合彈性插座［13］中。電離室空腔中的高壓電極［2］、保護(hù)電極［3］、收集電極［1］均采用與生物組織等效的聚苯乙烯材料制成；收集電極［1］和保護(hù)電極［3］都與收集極托盤［10］經(jīng)過(guò)導(dǎo)電膠粘接固定為一體，以利于空間電荷的輸運(yùn)消散。外推電離室的機(jī)械傳動(dòng)部分是由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)一套螺距為0.5mm的螺桿組件，進(jìn)而推動(dòng)收集電極和保護(hù)電極沿電離室室壁內(nèi)側(cè)相對(duì)高壓電極［2］上下移動(dòng)。設(shè)計(jì)要求步進(jìn)電機(jī)每接受28850個(gè)脈沖，極間距離改變1mm，其移動(dòng)的最大行程為7mm，其誤差小于0.01mm，重復(fù)精度為0.005mm。外推電離室?guī)в锌烧{(diào)整高低度的活動(dòng)底座［8］，底座上裝有步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)插座，用底座螺釘固定步進(jìn)電機(jī)的位置，底座起整個(gè)外推電離室的穩(wěn)定作用。水模體的體積尺寸可以為300×300×300(mm)，可使外推電離室電離空間部分與水隔離的有機(jī)玻璃筒壁厚度為4mm，筒的頂部厚度為0.4mm，相當(dāng)于0.5mm厚的水。在水模體的外壁上刻有標(biāo)尺，可將整個(gè)水模體放置在能夠進(jìn)行高、低水平調(diào)節(jié)的鋁制支承框架上。本設(shè)計(jì)儀器裝置與英國(guó)FARMER2570在高能電子束劑量下進(jìn)行比對(duì)，其結(jié)果僅相差0.87％。χ線經(jīng)FARMER2560進(jìn)行校正，校正因子為1.13。電子線經(jīng)FARMER2570進(jìn)行比對(duì)實(shí)驗(yàn)，校正因子為1.03。設(shè)計(jì)要求該儀器的工作環(huán)境溫度＝10°－30℃。劑量測(cè)量范圍1cGY－2000cGY。劑量率測(cè)量范圍1cGY／分－500cGY／分。能量測(cè)量范圍0.5MeV－20MeV。
權(quán)利要求1.一種由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的并且與生物組織等效的外推電離室，其特征在于它配置套裝有一種外部呈正方體形、其內(nèi)部中心處為圓柱套筒形狀的水模體[14]，而且外推電離室的主體[15]與這種水模體有兩種配置結(jié)構(gòu)；(1)、半封閉式結(jié)構(gòu)、該外推電離室的驅(qū)動(dòng)源--步進(jìn)電機(jī)[7]固定在外推電離室主體[15]外，以蝸輪、蝸桿方式與外推電離室連接，水模體僅僅封閉外推電離室空腔部分[1]-[5]。(2)、全封閉式結(jié)構(gòu)、該外推電離室的驅(qū)動(dòng)源--步進(jìn)電機(jī)固定安裝在外推電離室主體[15]內(nèi)，可用齒輪帶動(dòng)外推電離室的螺桿組件[6]，水模體將外推電離室主體全部封閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物組織等效外推電離室，其特征在于電離室的高壓電源輸入插件［9］和電離電流輸出插件［11］隨著水模體［14］的不同安裝位置處在外推電離室主體［15］的中部或底部；位于電離室頂部的銅環(huán)［4］上的接線柱［12］呈錐形狀插接在電離室室壁［5］上的金屬閉合彈性插座［13］內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物組織等效外推電離室，其特征在于它的收集電極［1］和保護(hù)電極［3］與收集極托盤［10］經(jīng)粘接固定為一體。
專利摘要生物組織等效外推電離室，是一種用于腫瘤放射治療的醫(yī)用輻射劑量?jī)x器，屬于輻射劑量學(xué)領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)裝置主要由電離空腔、三維水模體、機(jī)械傳動(dòng)等幾部分組成。它可以通過(guò)測(cè)量射線在不同大小電離空腔內(nèi)所產(chǎn)生的電離電流，借助于兩個(gè)外推(厚度、體積)進(jìn)而方便準(zhǔn)確地測(cè)量出射線在以生物組織等效的材料表面和建成區(qū)的吸收劑量分布。該儀器特別適用于腫瘤醫(yī)院的放射治療并可利用它進(jìn)行輻射劑量學(xué)的研究。
文檔編號(hào)H01J47/00GK2065767SQ89219859
公開(kāi)日1990年11月14日 申請(qǐng)日期1989年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月21日
發(fā)明者靳濤, 王密 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院新疆物理研究所