阅读说明：本技术 一种基于无线辐射探头和表磁分布测量仪的体内检测系统 (In-vivo detection system based on wireless radiation probe and surface magnetic distribution measuring instrument ) 是由 孙伟民 谢天赐 李松 戴昕宇 张彬 张徐 李昊鹏 马羽 秦壮 于 2019-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明属于肿瘤X射线放射治疗技术领域,具体涉及定位测量人体内所受的辐射剂量的一种基于无线辐射探头和表磁分布测量仪的体内检测系统。本系统主要由无线微颗粒辐射剂量检测探头、侧胸表磁分布测量仪、背部表磁分布测量仪和计算机组成。本发明的辐射剂量检测系统所利用的无线微颗粒辐射剂量检测探头尺寸小且无需布线,其接受到的电离辐射信号经过转换后,通过表磁分布测量仪测得磁场强度可测得某一点的辐射强度,并可以转化成吸收剂量,同时分析表磁分布测量仪不同位置磁场探头检测到信号大小来确定探头在人体中的位置。因此理论上可对人体的体内、体表的任一部位剂量进行检测。(The invention belongs to the technical field of tumor X-ray radiotherapy, and particularly relates to an in-vivo detection system based on a wireless radiation probe and a surface magnetic distribution measuring instrument for positioning and measuring radiation dose received by a human body. The system mainly comprises a wireless microparticle radiation dose detection probe, a lateral chest surface magnetic distribution measuring instrument, a back surface magnetic distribution measuring instrument and a computer. The wireless microparticle radiation dose detection probe utilized by the radiation dose detection system is small in size and does not need wiring, the received ionizing radiation signal is converted, the radiation intensity of a certain point can be measured through the magnetic field intensity measured by the surface magnetic distribution measuring instrument and can be converted into the absorbed dose, and meanwhile, the position of the probe in a human body is determined by analyzing the signal size detected by the magnetic field probes at different positions of the surface magnetic distribution measuring instrument. Therefore, the dosage of any part of the human body in vivo and on the body surface can be theoretically detected.)

一种基于无线辐射探头和表磁分布测量仪的体内检测系统

技术领域

本发明属于肿瘤X射线放射治疗技术领域，具体涉及定位测量人体内所受的辐射剂量的一种基于无线辐射探头和表磁分布测量仪的体内检测系统。

背景技术

据研究数据显示，世界人口罹患肿瘤的患病率与死亡率正逐年上升，较十年前增长了近一倍。因此，高度重视肿瘤的治疗是非常必要的。放射治疗是目前肿瘤临床综合治疗的重要手法之一，其简称为放疗，是利用一种或者多种电离辐射对恶性肿瘤以及一些良性病进行的治疗。在X射线放射治疗过程中，高能射线对细胞内的结构产生相互作用，这种作用可以直接或间接地对细胞的DNA结构造成不可逆的损害。放疗过程中需对病灶区域及其周边进行辐射剂量监测，将放射剂量尽可能集中到病变区内，杀灭肿瘤细胞，而周围正常组织或器官少受或免受不必要的照射。例如，在口鼻腔肿瘤放疗过程中，物理师需要制定精密的放疗方案以保证对射线敏感的口腔黏膜等不受射线影响，为更好完成对病灶区域和正常组织的剂量区分，就需要一种可精确测量某一点的辐射剂量的技术。

放疗过程中的辐射剂量检测的传感器以电离室为主，以专利“电离室装置”(中国专利CN106449347A)为例，其主要工作原理是通过测量电离辐射在与物质产生相互作用过程中产生的次级粒子的电离电荷量，由计算得出吸收剂量。但电离室尺寸较大，且为有线测量，难以进入人体。辐射剂量的检测重点在与如何将电离辐射有效地转化为可测得量，除了上述电离室传感器外，还有一种可将电离辐射信号转化为可见光波段的电磁波进行检测的光纤X射线传感器(中国专利ZL2015101663730，肿瘤X射线放射治疗中嵌入式辐射剂量检测光纤探针)。该发明中的光纤荧光辐射传感探头是指利用某些稀土荧光材料受到高能电离辐射照射激发出可见光波段的荧光的原理制作的一类探头，其特殊材料与光纤结合，使得荧光能在光纤内传导，进而被光强探测器接受。但光纤X射线传感器也存在需布线问题、不易进入人体。本发明为了解决上述问题，提出了一种基于无线微颗粒辐射剂量检测探头和表磁分布测量仪的体内辐射剂量测量系统，该系统中的无线微颗粒辐射剂量检测探头可将电离辐射转换为电信号，最后将电信号转换为磁信号被表磁分布测量仪探知。在上述过程中，无需布线并且可在放疗过程中知道电离辐射的实时强度。

本发明的目的在于提供一种一种基于无线辐射探头和表磁分布测量仪的体内检测系统。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于无线辐射探头和表磁分布测量仪的体内检测系统，该系统主要由无线微颗粒辐射剂量检测探头(3-1)、侧胸表磁分布测量仪(3-2)、背部表磁分布测量仪(3-3)和计算机(3-6)组成；无线微颗粒辐射剂量检测探头(3-1)放入体模(3-5)的病灶部位，电离辐射(3-4)照射到体模(3-5)，将背部表磁分布测量仪(3-3)放置于体模(3-5)背面，将侧胸表磁分布测量仪(3-2)放置于体模(3-5)侧面，并分别连接至计算机(3-6)。

所述的无线微颗粒辐射剂量检测探头(3-1)具体由外壳(1-1)、填充物(1-2)、光阴极(1-3)、光阳极(1-4)和微型负载(1-5)构成。

所述侧胸表磁分布测量仪(3-2)和背部表磁分布测量仪(3-3)均包括面板(2-1)和磁场探头(2-2)。

本发明的的有益效果在于：本发明的辐射剂量检测系统所利用的无线微颗粒辐射剂量检测探头尺寸小且无需布线，其接受到的电离辐射信号经过转换后，通过表磁分布测量仪测得磁场强度可测得某一点的辐射强度，并可以转化成吸收剂量，同时分析表磁分布测量仪不同位置磁场探头检测到信号大小来确定探头在人体中的位置。因此理论上可对人体的体内、体表的任一部位剂量进行检测。

附图说明

图1是一种无线微颗粒辐射剂量检测探头的剖面图；

图2是一种表磁分布测量仪的结构图；

图3是一种基于无线微颗粒辐射剂量检测探头和表磁分布测量仪的辐射剂量检测系统图。

具体实施方法

下面结合附图对本发明做进一步描述。

(1)选取受电离辐射可激发出电子阴极材料作为光阴极(1-3)，选取合适的阳极材料作为光阳极(1-4)，并将两者填入对人体无毒害的绝缘非铁磁的填充物(1-2)中。将光阴极和光阳极与微型负载(1-5)相连构成磁场发生电路产生磁场，在填充物外包裹一层对人体无毒害的外壳(1-1)，构成了无线微颗粒辐射剂量检测探头(3-1)。

(2)选取若干用于检测磁场大小的磁场探头(2-2)，选取不影响磁场大小与分布的材料作为面板(2-1)。将磁场探头分布在面板上构成侧胸表磁分布测量仪(3-2)，使用同样的方法构成背部表磁分布测量仪(3-3)。

(3)将无线微颗粒辐射剂量检测探头放入人体或体模(3-5)的病灶部位，电离辐射(3-4)照射到体模，将背部表磁分布测量仪放置于体模背面，将侧胸表磁分布测量仪放置于体模侧面，并分别连接至计算机(3-6)。该发明的检测系统可应用到多种肿瘤放射治疗领域，例如在口腔部分癌症中，将无线微型颗粒放置在口腔的病需要检测剂量的病灶部位，射线照射到无线微颗粒辐射剂量检测探头使其产生磁场，磁场的大小可以被侧胸和背部表磁分布测量仪的磁场探头感知，磁场探头将信号传输到计算机，这样就可以知道病灶部位所受的剂量大小，同时通过知晓各个磁场探头传输的信号强弱来确定颗粒所在人体的位置。在胃癌放疗中，可以讲探头通过胃腔镜植入到相应的病灶需检测剂量的部位，重复上述步骤即可。

本发明用于肿瘤X射线放射治疗的剂量监测方面，该系统主要利用可产生光电效应和电流磁效应的无线微颗粒辐射剂量检测探头和表磁分布测量仪的体内辐射剂量测量系统，定位测量人体内所受的辐射剂量。

本发明的目的在于利用一种基于无线微颗粒辐射剂量检测探头和表磁分布测量仪的体内辐射剂量测量系统对探头在人体中的位置和该位置的辐射剂量进行测量。

本发明的辐射剂量检测系统主要是由无线微颗粒辐射剂量检测探头和表磁分布测量仪组成。无线微颗粒辐射剂量检测探头将电离辐射转换为磁场信号，表磁分布测量仪分为背部表磁分布测量仪和侧胸表磁分布测量仪来检测磁场的大小。其中无线微型颗粒由外壳、填充物、光阴极、光阳极、微型负载构成。外壳为对人体无害的材料并将内部结构包裹起来，填充物将颗粒内部的结构固定，外壳和填充物均为非铁磁材料，不会对磁场造成干扰。光阴极为一类受到电离辐射照射时会激发光电子的敏感材料，光电子在光阳极与光阴极之间传输产生电势能并在微型负载上产生电流，因为电流的磁效应而产生磁场。表磁分布测量仪检测磁场大小并传输给计算机处理即可知道无线微颗粒辐射剂量检测探头所在位置和该位置的剂量大小。

目前放射治疗中的剂量监测所用的需布线的探测器，比如电离室、半导体探测器等，在实际操作时会因为布线问题带来很多不便。