一种基于闪烁体的微剂量测量方法及测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于闪烁体的微剂量测量方法及测量装置，该方法使用组织等效闪烁体材料作为辐射探测器，形状采用方形设计，并将其厚度做到十几微米至几十微米以模拟细胞微尺度。进一步地，用粒子轰击闪烁体探测器激发出闪烁光，经转向镜、像增强器及镜头组放大后传至成像单元，然后输出闪烁光图像。进一步地，对闪烁光亮度进行标定，可以给出剂量当量。由于成像单元像素基本在几个微米至十几个微米左右，所以最终得到的图像中每个像素值代表一个敏感单元内沉积的能量，即每个细胞内的能量沉积。进一步地，适当改变相机曝光时间可获得每一个敏感单元内能量沉积随时间的变化情况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于闪烁体的微剂量测量方法及测量装置
本专利技术涉及微剂量测量
，具体涉及一种基于闪烁体的微剂量测量方法及测量装置。
技术介绍
电离辐射的危害取决于其在人体内沉积能量的分布以及由此引起的微观尺度复杂生物学过程，量化这一危害的指标为辐射生物效应。宏观剂量给出的是混合辐射在组织内总的能量沉积，也就是吸收剂量，是一个平均值。而决定生物效应的因素不仅仅是受照器官或组织中沉积的平均能量(吸收剂量),更重要的是能量沉积在时间和微观空间中的分布情况，这便是微剂量。考虑到细胞是人体最基本的组成单元，因此开展细胞和亚细胞尺度微剂量学研究至关重要。传统的组织等效正比计数器测量方法在微剂量测量中存在着空间分辨率低、仅能模拟单个细胞、壁效应明显、供气装置繁琐和需高压偏置等诸多缺点，这就决定了其只能用于实验室刻度，且严重限制了微剂量学的发展。后来发展起来的硅基阵列微剂量测量方法，具有空间分辨率高、响应快、输出信号强并且能模拟细胞阵列等优点，但流片制作成本较高，目前也仅是实验室产品，更多的研究集中在模拟方面，距离实际应用还有很长的路要走。因此，有必要采用一种新的方法去测量微剂量相关量
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于闪烁体的微剂量测量方法及测量装置，该方法和装置能够在仅使用闪烁体材料和成像单元的情况下进行微剂量测量。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于闪烁体的微剂量测量方法，所述微剂量测量方法包括以下步骤：a)、将闪烁体材料加工成厚度为十几微米至几十微米的方形闪烁体探测器；b)、粒子轰击上述步骤a)中的闪烁体探测器，产生闪烁光；c)、利用成像单元拍摄经信号增强的闪烁平面光分布；d)、对闪烁光进行标定，输出图像中每一个像素代表一个敏感单元内的剂量当量值。同时，本专利技术还提供一种用于实现上述基于闪烁体的微剂量测量方法的测量装置，所述测量装置包括：放射源；闪烁体薄片，所述闪烁体薄片设置在所述放射源的下方；透镜，所述透镜布置在所述闪烁体薄片的下方；转向镜，所述转向镜布置在所述透镜的正下方，用于将竖直向下传输的闪烁光转换为水平方向传输；像增强器，所述像增强器呈水平设置；以及成像单元，所述成像单元布置在所述像增强器的下游，用于接收所述像增强器增强后的闪烁光，并形成闪烁光图像。在一些实施例中，所述闪烁体薄片的厚度为十几微米至几十微米之间。在一些实施例中，所述转向镜与像增强器之间还设置有透镜。在一些实施例中，所述像增强器与成像单元之间还设置有透镜。本专利技术的效果在于：采用本专利技术所述的方法，可以在仅使用闪烁体材料和成像单元的条件下就可以实现微剂量测量。附图说明图1为本专利技术基于闪烁体的微剂量测量装置结构原理示意图。图中：11-放射源，12-闪烁体薄片，13-透镜，14-转向镜，15-像增强器，16-成像单元，17-闪烁光图像，18-剂量当量分布。具体实施方式下面结合说明书附图与具体实施方式对本专利技术做进一步的详细说明。首先，本实施例提供一种基于闪烁体的微剂量测量方法，该微剂量测量方法包括以下步骤：a)、将闪烁体材料加工成厚度为十几微米至几十微米的方形闪烁体探测器；b)、粒子轰击上述步骤a)中的闪烁体探测器，产生闪烁光；c)、利用成像单元拍摄经信号增强的闪烁平面光分布；d)、对闪烁光进行标定，输出图像中每一个像素代表一个敏感单元内的剂量当量值。同时，参照附图1所示，本实施例还提供一种用于实现上述基于闪烁体的微剂量测量方法的测量装置，该测量装置包括放射源11、闪烁体薄片12、透镜13、转向镜14、像增强器15、成像单元16、闪烁光图像(局部放大)17、剂量当量分布(局部放大)18。在放射源入射方向上放置一块闪烁体薄片，粒子轰击产生闪烁光，闪烁光信号经透镜、转向镜、像增强器等传到成像单元被感光芯片记录。再将记录到的闪烁光进行标定，实现闪烁光到剂量当量的转换。本实施例中使用的成像单元16为福州鑫图sCMOS相机，像元尺寸为6.5μm，像素排列为2048*2048。人体组织细胞直径一般为10-30μm，本实施例中假设细胞尺寸为10μm，所以将闪烁体薄片12设计加工成1cm*1cm的方形，代表1000*1000的细胞阵列，可以全部成像到相机感光芯片上。调节光路中透镜参数，使得整个光路放大倍数为0.65倍，这样就可以使得闪烁光图像中每个像素代表的实际尺寸为10μm，也就是一个细胞的尺度。闪烁光信号经像增强器15达到成像单元16后可以得到闪烁光亮度分布图像17，最后经过闪烁光亮度与实际剂量当量之间的标定关系给出剂量当量在微观尺度上的分布18。sCMOS相机可以给出整个闪烁体薄片闪烁光分布的成像结果，因此可以很容易地得到微剂量在空间上的分布情况。通过改变sCMOS相机的曝光时间可以得到微剂量分布随时间的变化情况。综上所述，本专利技术所述基于闪烁体的微剂量测量方法相比于硅基微剂量测量法和组织等效正比计数器测量法是一种结构更简单，过程更简单的测量方法。显然，本领域的技术人员可以对本专利技术进行各种改动和变型而不脱离本专利技术的精神和范围。这样，倘若本专利技术的这些修改和变型属于本专利技术权利要求及其同等技术的范围之内，则本专利技术也意图包含这些改动和变型在内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于闪烁体的微剂量测量方法，其特征在于，所述微剂量测量方法包括以下步骤：/na)、将闪烁体材料加工成厚度为十几微米至几十微米的方形闪烁体探测器；/nb)、粒子轰击上述步骤a)中的闪烁体探测器，产生闪烁光；/nc)、利用成像单元拍摄经信号增强的闪烁平面光分布；/nd)、对闪烁光进行标定，输出图像中每一个像素代表一个敏感单元内的剂量当量值。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于闪烁体的微剂量测量方法，其特征在于，所述微剂量测量方法包括以下步骤：
a)、将闪烁体材料加工成厚度为十几微米至几十微米的方形闪烁体探测器；
b)、粒子轰击上述步骤a)中的闪烁体探测器，产生闪烁光；
c)、利用成像单元拍摄经信号增强的闪烁平面光分布；
d)、对闪烁光进行标定，输出图像中每一个像素代表一个敏感单元内的剂量当量值。


2.一种用于实现如权利要求1所述的一种基于闪烁体的微剂量测量方法的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：
放射源；
闪烁体薄片，所述闪烁体薄片设置在所述放射源的下方；
透镜，所述透镜布置在所述闪烁体薄片的下方；
转向镜，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫学文，何良，李德源，李华，张小东，
申请(专利权)人：中国辐射防护研究院，
类型：发明
国别省市：山西;14