摘要：
目的 驗(yàn)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(shí)間響應(yīng)修正方法。方法 在X射線照射持續(xù)時(shí)間為500、200、100和50 ms情況下，記錄儀器顯示周圍劑量當(dāng)量率；根據(jù)電阻R和電容C串聯(lián)電路（RC電路）的時(shí)間響應(yīng)修正公式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間響應(yīng)修正。結(jié)果 AT1123型劑量儀測量值與照射持續(xù)時(shí)間沒有相關(guān)性，其他3種劑量儀測量值隨照射時(shí)間變化明顯。結(jié)論 AT1123型劑量儀測量值可以不進(jìn)行時(shí)間響應(yīng)修正，其他3種劑量儀測量值可通過時(shí)間響應(yīng)修正公式進(jìn)行修正。
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，甚至ns - ms量）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，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。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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)儀器測量值進(jìn)行修正及探討,將有助于推動(dòng)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(duì)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zui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(duì)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(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均<13%。對(duì)50~500ms測量的所有9個(gè)測量值,樣本相對(duì)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,同儀器不同照射時(shí)間時(shí),其測量值差別可達(dá)個(gè)量;與AT1123的顯示平均值比較差別接近兩個(gè)量。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(duì)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zui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(duì)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(duì)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zui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(duì)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)致,還需要進(jìn)步討論。
另外,需要指出本次測量的輻射場較高,當(dāng)輻射水平低個(gè)量以上且照射時(shí)間<200ms時(shí),儀器測量值會(huì)接近本底,本底的統(tǒng)計(jì)漲落會(huì)對(duì)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。
本刊可直接使用縮寫形式的常用詞匯
本刊對(duì)于以下放射醫(yī)學(xué)工作者比較熟悉的些常用詞匯,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(biāo)注
白介素(IL)
焦碳酸二乙酯(DEPC)
白細(xì)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(fù)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(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）
