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多款核輻射檢測儀測試對比結(jié)果公布：AT1123型劑量儀測量值可以不進(jìn)行時(shí)間響應(yīng)修正

2018-01-23 16:22:19 來源：

輻射防護(hù)檢測中經(jīng)常需要檢測射線照射持續(xù)時(shí)間短（ms - s的量級，甚至ns - ms量級）的X射線裝置所在工作場所。醫(yī)療診斷中的計(jì)算機(jī)X射線攝影（CR）和數(shù)字X射線攝影（DR）以及介入放射學(xué)使用的射線裝置在攝影模式時(shí)單次照射時(shí)間在ms - s量級，工業(yè)應(yīng)用中的脈沖X射線機(jī)的單次照射時(shí)間甚至可達(dá)ns - ms量級。為了得到準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，在射線照射持續(xù)時(shí)間短的情況下進(jìn)行檢測，應(yīng)選擇響應(yīng)時(shí)間小于射線照射時(shí)間的儀器，否則需要對儀器測量值進(jìn)行響應(yīng)修正。按照經(jīng)典的電子學(xué)理論，對于電阻R和電容C組成的串聯(lián)電路（RC電路）有時(shí)間響應(yīng)的修正公式,電離室型儀表測量結(jié)果經(jīng)修正后才能用于判斷被檢測工作場所的輻射水平是否滿足國關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。目前,輻射檢測儀器時(shí)間響應(yīng)修正方法尚無定論,因此對輻射檢測儀器時(shí)間的研究非常必要。本研究使用輻射防護(hù)檢測中用的4種類型檢測設(shè)備,在照射持續(xù)時(shí)間為50 - 500ms的情形下進(jìn)行測量,并使用時(shí)間響應(yīng)修正公式對儀器測量值進(jìn)行修正及探討,將有助于推動常用輻射檢測儀器時(shí)間響應(yīng)修正方法的合理應(yīng)用。

材料與方法
1.測量對象:4種類型的劑量儀分別為德國Automess公司生產(chǎn)的6150AD6+6150AD-b型劑量儀、美國Thermo公司生產(chǎn)的FH40G+FHZ672E-10型劑量儀、美國Fluke公司生產(chǎn)的451P型電離室劑量儀和白俄羅斯ATOMTEX生產(chǎn)的AT1123型劑量儀。

2.儀器:美國GE公司生產(chǎn)的Brio型醫(yī)用X射線攝影設(shè)備。

3.測量方法:X射線機(jī)工作電壓80kV,電流200mA,照射持續(xù)時(shí)間分別設(shè)置為500、200、100和50ms,照射后記錄防護(hù)門外30cm處各劑量儀顯示的周圍劑量當(dāng)量率*大值,該值乘以儀器校準(zhǔn)因子得到測量的周圍劑量當(dāng)量率。對于電離室型劑量儀,其RC電路時(shí)間修正公式為：

D（t）=h(1-e^-t/τ)

式中,D(t)為t時(shí)刻儀器測量的周圍劑量當(dāng)量率,μSv/h;h為輻射場所實(shí)際的周圍劑量當(dāng)量率,μSv/h;t為時(shí)間,s;τ為RC電路的時(shí)間常數(shù),s,儀器響應(yīng)時(shí)間為2.197τ。

4.質(zhì)量控制:4種類型的劑量儀均經(jīng)過中國計(jì)量科學(xué)研究院的檢定或校準(zhǔn),測量時(shí)均在檢定或校準(zhǔn)的有效期內(nèi)。

結(jié)果
1.AT1123型劑量儀:AT1123型劑量儀在短時(shí)間測量模式下(>30ms)測量值隨著照射持續(xù)時(shí)間的變化見表1。相同照射時(shí)間條件下多次測量時(shí),各樣本相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均<13%。對50~500ms測量的所有9個(gè)測量值,樣本相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均<10%。本次測量是在AT1123型劑量儀選擇短時(shí)間測量模式下進(jìn)行的,儀器測量值與照射持續(xù)時(shí)間沒有相關(guān)性,其測量結(jié)果可以不進(jìn)行時(shí)間響應(yīng)修正,這與儀器說明書是一致的。

2.451P型電離室劑量儀、6150AD6+6150AD-b型劑量儀和FH40G+FHZ672E-10型劑量儀:3種劑量儀測量值列于表2~4,表中數(shù)據(jù)已扣除本底。表2中測量值變化范圍為0.47~5.07μSv/h,表3中測量值變化范圍為0.53~5.20μSv/h,表4中測量值變化范圍為0.64~7.76μSv/h,這3種設(shè)備的測量值隨照射持續(xù)時(shí)間變化明顯,同一儀器不同照射時(shí)間時(shí),其測量值差別可達(dá)一個(gè)量級;與AT1123的顯示平均值比較差別接近兩個(gè)量級。但相同照射時(shí)間條件下多次測量時(shí),樣本的標(biāo)準(zhǔn)偏差較小相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均<10%。

3.時(shí)于間響應(yīng)修正結(jié)果:選取AT1123型照射持續(xù)時(shí)間*長(500ms)的測量值(41.4μSv/h)作為
公式(1)中輻射場所實(shí)際的周圍劑量當(dāng)量率h的值;需要指出6150AD6+6150AD-b型劑量儀和FH40G+FHZ672E-10型劑量儀為塑料閃爍體型探測,本研究也使用公式(1)進(jìn)行修正,探索其可行性。對451P型電離室劑量儀、6150AD6+6150AD-b型劑量儀和FH40G+FHZ672E-10型劑量儀同時(shí)選500ms時(shí)測量值(5.07、5.20和7.76μSv/h)分別作為D(τ)代入公式(1),可以求出τ,分別為3.82、3.72和2.41s。然后使用計(jì)算得到的τ值和公式(1)對儀器測量值進(jìn)行修正,修正值列于表5。從表5可以看出,3種劑量儀的修正值與h值

表1不同照射時(shí)間AT1123型劑量儀測量的周圍劑量當(dāng)量率(μSv/h)
照射時(shí)間（ms）	第1次	第2次	第3次	平均值	標(biāo)準(zhǔn)偏差
500	41.4	—	—	41.4	—
200	45.1	45.1	46.0	45.3	0.99
100	41.4	49.7	—	45.5	5.85
50	35.9	44.2	46.0	42.0	5.39
注：“—”表示未測量,數(shù)據(jù)已扣除本底,本底平均值為0.10uSv/h。為劑量儀顯示值乘以校準(zhǔn)因子

表2不同照射時(shí)間451P型電離室劑量儀測量的周圍劑量當(dāng)量率(μSv/h)
照射時(shí)間（ms）	第1組	第2組	第3組	平均值	標(biāo)準(zhǔn)偏差
500	5.07	—	—	5.07	—
200	1.99	2.12	2.01	2.04	0.07
100	0.98	1.06	—	1.02	0.06
50	0.55	0.55	0.47	0.53	0.05
注:“—”表示未測量,數(shù)據(jù)已扣除本底,本底平均值為0.10μSv/h。為劑量儀顯示值乘以校準(zhǔn)因子

表3不同照射時(shí)間6150AD6+6150AD-b型劑量儀測量的周圍劑量當(dāng)量率“(uSv/h)
照射時(shí)間（ms）	第1組	第2組	第3組	平均值	標(biāo)準(zhǔn)偏差
500	5.2	—	—	5.20	—
200	2.65	2.69	2.30	2.55	0.22
100	1.23	1.27	—	1.25	0.04
50	0.57	0.53	0.61	0.57	0.04
注:“—”表示未測量,數(shù)據(jù)已扣除本底,本底平均值為0.10μSv/h。為劑量儀顯示值乘以校準(zhǔn)因子

表4不同照射時(shí)間FH40G+FHZ672E-10型劑量儀測量的周圍劑量當(dāng)量率(μSv/h)
照射時(shí)間（ms）	第1組	第2組	第3組	平均值	標(biāo)準(zhǔn)偏差
500	7.76	—	—	7.76	—
200	2.95	3.02	2.90	2.96	0.06
100	1.49	1.50	—	1.49	0.01
50	0.64	0.70	0.72	0.69	0.05
注:“—”表示未測量,數(shù)據(jù)已扣除本底,本底平均值為0.10μSv/h。為劑量儀顯示值乘以校準(zhǔn)因子

表5 3種劑量儀測量不同照射時(shí)間周圍劑量當(dāng)量率的修正值
劑量儀	照射時(shí)間（ms）	測量值平均值(μSv/h)	修正值(μSv/h)
6150AD6+6150AD-b	500	5.20	41.4
	200	2.55	48.7
	100	1.25	47.2
	50	0.57	42.7
FH40G+FHZ672E-10	500	7.76	41.4
	200	2.96	37.2
	100	1.49	36.7
	50	0.69	33.5
451P	500	5.07	41.4
	200	2.04	40.0
	100	1.02	39.5
	50	0.53	40.5
（41.4 μSv/h）的*大偏離均<20%,修正結(jié)果接近h值。

討論
根據(jù)以上測量和分析,針對測量情形,451P型劑量儀、6150AD6+6150AD-b型劑量儀、FH40G+FHZ672E-10型劑量儀在射線照射持續(xù)時(shí)間短的情形下的測量值是可以進(jìn)行時(shí)間響應(yīng)修正的,公式(1)中的r值可取3.82、3.72和2.41s。但根據(jù)相關(guān)研究,此時(shí)計(jì)算的r值是否與該儀器的時(shí)間常數(shù)一致,還需要進(jìn)一步討論。

另外,需要指出本次測量的輻射場較高,當(dāng)輻射水平低一個(gè)量級以上且照射時(shí)間<200ms時(shí),儀器測量值會接近本底,本底的統(tǒng)計(jì)漲落會對修正結(jié)果造成很大的影響,甚至不能進(jìn)行修正,比如實(shí)際周圍劑量當(dāng)量率為2.5μSv/h且照射時(shí)間為200ms時(shí),根據(jù)公式(1)和上面計(jì)算的r值,可推導(dǎo)出3種儀器的測量值僅為0.15、0.18和0.12μSv/h,這些值與本底值0.10μSv/h已非常接近。

本研究結(jié)果可為國家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)《放射診斷放射防護(hù)要求》的制定、修訂提供數(shù)據(jù)支持。

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反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)
天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)
干擾素(IFN)
調(diào)強(qiáng)放療(IMRT)
紅細(xì)胞(RBC)
危及器官(OAR)
放射增敏比(SER)
容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療(VMAT)
計(jì)劃靶區(qū)體積(PTV)
單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像( SPECT)
計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)
異硫氰酸熒光素(FITC)
劑量長度乘積(DLP)
轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)
劑量體積直方圖(DVH)
腫瘤壞死因子(TNF）

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