【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医用辐射剂量测量领域，具体涉及一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计及其制备方法。
技术介绍
1、放疗剂量测量可确保患者接受到精确的辐射剂量，以有效治疗癌症或其他疾病，同时最小化对周围健康组织的伤害。这不仅有助于提高治疗的疗效，还减少了不必要的副作用和并发症的风险。剂量测量还支持质量控制、治疗计划的调整和法规遵从，确保放射疗法是一个安全、有效和合规的医疗实践。
2、放疗剂量测量采用的主动式剂量计常包括电离室、二极管、金刚石、闪烁体等。塑闪光纤型剂量计属于闪烁体的一种，因其高分辨率、能量依赖性小、角度响应均匀、水当量以及场输出校正因子为1等特点被认为是医学剂量测量的优势剂量计。
3、当辐射与塑闪光纤型剂量计探头相互作用时，沉积的能量会激发探头中有机闪烁材料中的原子或分子，产生的闪烁光信号强度与辐射剂量成正比。但放疗的电子束和光子束剂量率高，均会在折射率大于1的透明介质(探头和光纤)产生切伦科夫光，而且切伦科夫光信号随辐射束角度强烈变化，导致光信号与剂量大小严重偏离正比关系。有研究表明在放疗过程中使用塑闪光纤型剂量计测量剂量时，不修正切伦科夫信号会导致剂量结果误差高达约20％。
技术实现思路
1、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抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计及其制备方法，该剂量计及其制备方法能够利用闪烁光光谱(红光区)和切伦科夫光谱(蓝绿光区)间光谱差异，同时借助空气芯不产生切伦科夫光的特性，极大减少光信号探测端的切伦科夫
2、为实现上述专利技术的目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计，包括红光闪烁探头(1)、石英空心光纤(5)、避光转接头(6)、红光滤光片(7)、光电倍增转换器件(8)、静电计(9)；
4、其中，所述红光闪烁探头(1)为红光型pmma有机塑料闪烁探头，由甲基丙烯酸甲酯基质制备而成，用于剂量测量；
5、所述石英空心光纤(5)，连接红光闪烁探头和光电倍增转换器，用于传输产生的光信号，与红光型pmma有机塑料闪烁探头相连接时，连接方式利用了pmma聚合过程，形成粘连；
6、所述避光转接头(6)，连接石英空心光纤和红光滤光片，起到传递光信号的作用；
7、所述红光滤光片(7)，用于滤除非红光成分，确保只有来自pmma探头的红光闪烁光信号被传递；
8、所述光电倍增转换器件(8)，为红光波段电流型，用于将红光信号转换为电信号，以便进行进一步处理和测量；
9、所述静电计(9)，用于对电荷进行积分，以获取更准确的剂量测量结果。
10、进一步，所述塑闪光纤型剂量计还包括：
11、反光层(2)，位于红光闪烁探头(1)表面，用于反射并增强红光的传输效率；
12、避光层(3)，作为红光闪烁探头(1)一部分，设置在反光层(2)的外侧，用于阻挡外部光干扰，提高探头的灵敏度和准确性。
13、进一步，所述塑闪光纤型剂量计还包括：
14、避光支撑壳(4)，设置在避光层(3)的外侧，提供结构支持，确保避光层的有效遮蔽，并保护探头免受外部环境的影响、提升探头结构稳定性。
15、进一步，所述红光闪烁探头直径＜2mm，长度＜5mm，有效体积小于1cm3。
16、一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计制备方法，包括如下步骤：
17、红光pmma预聚物制备：新蒸馏的甲基丙烯酸甲酯适量，加入有机红光发光剂并搅拌至完全溶解，随后加入过氧化二苯甲酰，水浴高温条件下搅拌反应至预聚物粘度与甘油粘度相近时停止加热；
18、红光闪烁探头的制备：红光pmma预聚物冷却至室温后，通过真空抽取的方法对预聚物进行消泡处理，将预聚物倒入圆柱体模具中，然后在中等温度中长时间缓慢进行聚合反应，插入空心光纤一头，进行水浴高温加热反应，得到pmma基质红光闪烁探头；
19、探头封装：对红光闪烁探头进行脱模，然后进行粗磨、精磨、抛光，利用化学浴沉积法处理连接上光纤的闪烁探头，形成反射层，用黑色热塑管形成避光层，并在硬塑管中封装；
20、光纤连接及电荷积分：将石英空心光纤的一段通过光电耦合胶与红光滤光片连接，再与光电倍增转换器连接，最后，利用静电计对电荷进行积分。
21、进一步，所述红光pmma预聚物的制备方法包括如下步骤：
22、(1)取50-500ml甲基丙烯酸甲酯至蒸馏装置中，并加入稳定剂如氯化亚铜，蒸馏收集95-105℃的固定馏分；
23、(2)取步骤(1)中新蒸馏的甲基丙烯酸甲酯30-300ml，并加入有机红光发光剂300-3000mg，置于磁力搅拌器中密封搅拌，控制转速至少为1200转；通过升温50-80℃进一步增大红光发光剂溶解度；至完全溶解后，再搅拌1小时以上；
24、(3)再加入600mg-6g过氧化二苯甲酰，使其全部溶解后，并在70-85℃条件下搅拌反应，使预聚物粘度与甘油粘度相近时，立即停止加热。
25、进一步，所述红光闪烁探头的制备方法包括如下步骤：
26、(4)冷却至室温后，通过抽真空的方法对预聚物进行消泡处理；
27、(5)将步骤(3)预聚物缓慢、呈细流线状倒入圆柱体模具中；
28、(6)放在40-50℃中聚合反应8-24小时，待聚合物粘度增大时，将空心光纤(φ0.1-2mm)一头插入聚合物，在加热聚合反应6-8小时直至硬化；最后在90-120℃下维持0.5ˉ1小时，使聚合反应完全，得到pmma基质闪烁探头。
29、进一步，所述探头封装的方法包括如下步骤：
30、(7)闪烁探头脱模，粗磨、精磨、抛光至0.5-5mm；
31、(8)闪烁探头的封装：将连接上光纤的闪烁探头利用化学浴沉积法镜面处理，形成反射层，用黑色热塑管形成避光层，并封装在内径2mm硬塑管的避光支撑壳，封装长度5ˉ10mm。
32、进一步，步骤(2)中有机红光发光剂为cas no.：335654-34-7或casno.：112100-07-9红光荧光剂；
33、步骤(2)中聚合生成的有机基质为甲基丙烯酸甲酯pmma，所述pmma采用本体聚合法，所加入的有机红光发光剂可能会影响聚合反应，加入极少量的苝酰亚胺、苝二酰亚胺荧光剂，并不影响聚合反应；
34、步骤(2)相较于环氧树脂，在pmma抗辐射性能高；环氧树脂在辐照下加速氧化，出现黄变现象，降低荧光转换效率，影响闪烁探头长期稳定性；
35、步骤(2)中有机红光发光剂与有机基质的质量比为0.5％ˉ3％；
36、步骤(2)中有机红光发光剂波长范围为550ˉ760nm；
37、步骤(2)中pmma基质闪烁探头密度与水接近。
38、进一步，步骤(6)中,石英空心光纤毛细现象高度小于1mm；
39、步骤(6)中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计，其特征在于，所述的塑闪光纤型剂量计包括红光闪烁探头(1)、石英空心光纤(5)、避光转接头(6)、红光滤光片(7)、光电倍增转换器件(8)、静电计(9)；
2.根据权利要求1所述的一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计，其特征在于，所述的塑闪光纤型剂量计还包括：
3.根据权利要求2所述的一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计，其特征在于，所述的塑闪光纤型剂量计还包括：
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计，其特征在于，所述红光闪烁探头直径＜2mm，长度＜5mm，有效体积小于1cm3。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计制备方法，其特征在于，所述红光PMMA预聚物的制备方法包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计制备方法，其特征在于，步骤(1)中，甲基丙烯
8.根据权利要求5所述的一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计制备方法，其特征在于，所述红光闪烁探头的制备方法包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计制备方法，其特征在于：步骤(6)中，PMMA聚合时，需要同时连接石英空心光纤，石英空心光纤外径＜2mm，石英空心光纤在步骤(5)闪烁探头中深度约为1/3处，该步骤需保证石英空心光纤毛细现象超过闪烁探头部分长度＜1mm。
10.根据权利要求5所述的一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计制备方法，其特征在于，所述探头封装的方法包括如下步骤：
11.根据权利要求5至10任一项所述的一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计制备方法，其特征在于：
12.根据权利要求5至10任一项所述的一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计制备方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计，其特征在于，所述的塑闪光纤型剂量计包括红光闪烁探头(1)、石英空心光纤(5)、避光转接头(6)、红光滤光片(7)、光电倍增转换器件(8)、静电计(9)；
2.根据权利要求1所述的一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计，其特征在于，所述的塑闪光纤型剂量计还包括：
3.根据权利要求2所述的一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计，其特征在于，所述的塑闪光纤型剂量计还包括：
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计，其特征在于，所述红光闪烁探头直径＜2mm，长度＜5mm，有效体积小于1cm3。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种抗切伦科夫光干扰的塑闪光纤型剂量计制备方法，其特征在于，所述红光pmma预聚物的制备方法包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种抗...
【专利技术属性】
技术研发人员：张静，令狐仁静，赵日，刘立业，梁润成，陈法国，刘兆行，刘鑫，靳海晶，郭荣，刘通，刘娜，王仙祥，
申请(专利权)人：中国辐射防护研究院，
类型：发明
国别省市：
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