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摘要：
目的 驗證和探討4種常用輻射檢測儀器（6150AD6+6150AD-b型劑量儀、FH40G+FHZ672E-10型劑量儀、451P型電離室劑量儀和AT1123型劑量儀）的時間響應修正方法。
方法 在X射線照射持續(xù)時間為500、200、100和50 ms情況下，記錄儀器顯示周圍劑量當量率；根據(jù)電阻R和電容C串聯(lián)電路（RC電路）的時間響應修正公式對數(shù)據(jù)進行時間響應修正。
結(jié)果 AT1123型劑量儀測量值與照射持續(xù)時間沒有相關(guān)性，其他3種劑量儀測量值隨照射時間變化明顯。
結(jié)論 AT1123型劑量儀測量值可以不進行時間響應修正，其他3種劑量儀測量值可通過時間響應修正公式進行修正。源PDF下載鏈接
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輻射防護檢測中經(jīng)常需要檢測射線照射持續(xù)時間短（ms - s的量級，甚至ns - ms量級）的X射線裝置所在工作場所。療診斷中的計算機X射線攝影（CR）和數(shù)字X射線攝影（DR）以及介入放射學使用的射線裝置在攝影模式時單次照射時間在ms - s量級，工業(yè)應用中的脈沖X射線機的單次照射時間甚至可達ns - ms量級。為了得到準確的檢測結(jié)果，在射線照射持續(xù)時間短的情況下進行檢測，應選擇響應時間小于射線照射時間的儀器，否則需要對儀器測量值進行響應修正。按照經(jīng)典的電子學理論，對于電阻R和電容C組成的串聯(lián)電路（RC電路）有時間響應的修正公式,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)標準要求。目前,輻射檢測儀器時間響應修正方法尚無定論,因此對輻射檢測儀器時間的研究非常必要。本研究使用輻射防護檢測中用的4種類型檢測設(shè)備,在照射持續(xù)時間為50 - 500ms的情形下進行測量,并使用時間響應修正公式對儀器測量值進行修正及探討,將有助于推動常用輻射檢測儀器時間響應修正方法的合理應用。
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型用X射線攝影設(shè)備。
3.測量方法:Ⅹ射線機工作電壓80kV,電流200mA,照射持續(xù)時間分別設(shè)置為500、200、100和50ms,照射后記錄防護門外30cm處各劑量儀顯示的周圍劑量當量率*大值,該值乘以儀器校準因子得到測量的周圍劑量當量率。對于電離室型劑量儀,其RC電路時間修正公式為：
D（t）=h(1-e-t/τ)
式中,D(t)為t時刻儀器測量的周圍劑量當量率,μSv/h;h為輻射場所實際的周圍劑量當量率,μSv/h;t為時間,s;τ為RC電路的時間常數(shù),s,儀器響應時間為2.197τ。
4.質(zhì)量控制:4種類型的劑量儀均經(jīng)過中國計量科學研究院的檢定或校準,測量時均在檢定或校準的有效期內(nèi)。
結(jié)果
1.AT1123型劑量儀:AT1123型劑量儀在短時間測量模式下(>30ms)測量值隨著照射持續(xù)時間的變化見表1。相同照射時間條件下多次測量時,各樣本相對標準偏差均<13%。對50~500ms測量的所有9個測量值,樣本相對標準偏差均<10%。本次測量是在AT1123型劑量儀選擇短時間測量模式下進行的,儀器測量值與照射持續(xù)時間沒有相關(guān)性,其測量結(jié)果可以不進行時間響應修正,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)時間變化明顯,同一儀器不同照射時間時,其測量值差別可達一個量級;與ATl123的顯示平均值比較差別接近兩個量級。但相同照射時間條件下多次測量時,樣本的標準偏差較小相對標準偏差均<10%。
3.時于間響應修正結(jié)果:選取AT1123型照射持續(xù)時間*長(500ms)的測量值(41.4μSv/h)作為
公式(1)中輻射場所實際的周圍劑量當量率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型劑量儀同時選500ms時測量值(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。然后使用計算得到τ值和公式(1)對儀器測量值進行修正,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不同照射時間AT1123型劑量儀測量的周圍劑量當量率(μSv/h) | |||||
| 照射時間（ms） | *次 | 第2次 | 第3次 | 平均值 | 標準偏差 |
| 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因子 | |||||
| 表2不同照射時間451P型電離室劑量儀測量的周圍劑量當量率(μSv/h) | |||||
| 照射時間（ms） | *組 | 第2組 | 第3組 | 平均值 | 標準偏差 |
| 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因子 | |||||
| 表3不同照射時間6150AD6+6150AD-b型劑量儀測量的周圍劑量當量率“(uSv/h) | |||||
| 照射時間（ms） | *組 | 第2組 | 第3組 | 平均值 | 標準偏差 |
| 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因子 | |||||
| 表4不同照射時間FH40G+FHZ672E-10型劑量儀測量的周圍劑量當量率(μSv/h) | |||||
| 照射時間（ms） | *組 | 第2組 | 第3組 | 平均值 | 標準偏差 |
| 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因子 | |||||
| 表5 3種劑量儀測量不同照射時間周圍劑量當量率的修正值 | |||
| 劑量儀 | 照射時間（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)時間短的情形下的測量值是可以進行時間響應修正的,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,此時計算的r值是否與該儀器的時間常數(shù)一致,還需要進一步討論。
另外,需要指出本次測量的輻射場較高,當輻射水平低一個量級以上且照射時間<200ms時,儀器測量值會接近本底,本底的統(tǒng)計漲落會對修正結(jié)果造成很大的影響,甚至不能進行修正,比如實際周圍劑量當量率為2.5μSv/h且照射時間為200ms時,根據(jù)公式(1)和上面計算的r值,可推導出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*職業(yè)衛(wèi)生標準《放射診斷放射防護要求》的制定、修訂提供數(shù)據(jù)支持。源PDF下載鏈接
本文可直接使用縮寫形式的常用詞匯
本文對于以下放射學工作者比較熟悉的一些常用詞匯,將允許在論文撰寫和發(fā)表文章中直接使用其縮寫,可以不標注：
白介素(IL)
焦碳酸二乙酯(DEPC)
白細胞(WBC)
聚丙烯酰胺凝膠電泳(PAGE)
苯甲基磺酰氟(PMSF)
聚偏氟乙烯(PVDF)
丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)
鏈霉親和素-生物素復合物(SABC)
傳能線密度(LET)
臨床靶區(qū)體積(CTV)
磁共振成像(MRI)
磷酸鹽緩沖液(PBS)
碘化丙啶(PI)
三維適形放療(3D-CRT)
大體腫瘤靶區(qū)體積(GTV)
十二烷基硫酸鈉(SDS)
二氨基聯(lián)苯胺(DAB)
四甲基偶氮唑鹽(MTT)
二甲基亞砜(DMSO)
蘇木精-伊紅染色(HE)
喹啉甲酸(BCA)
胎牛血清(FBS)
4，6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)
體質(zhì)量指數(shù)(BMI)
反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(RT-PCR)
天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)
干擾素(IFN)
調(diào)強放療(IMRT)
紅細胞(RBC)
危及器官(OAR)
放射增敏比(SER)
容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強放療(VMAT)
計劃靶區(qū)體積(PTV)
單光子發(fā)射計算機斷層成像( SPECT)
計算機斷層掃描(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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