阅读说明：本技术 具有尺寸稳定性的样本元件的悬置 (The suspension of sample components with dimensional stability ) 是由 M·J·拉姆洛 D·B·艾伦 于 2018-03-22 设计创作，主要内容包括：公开了用于悬置样本元件的衬底以及包括此类衬底的样本平台,其中能以改善的可靠性对所述样本元件加以分析。在示范性实施例中,此类样本元件用于热致发光剂量计(TLD)或光刺激发光剂量计(OSLD)中来以改善的准确性提供计算出的辐射剂量。与分析样本元件相关联的再现性,并且明确地说是与分析由膜悬置或囊封在膜内的样本元件相关联的再现性可以通过张紧所述膜而得以显著改善。在组装样本平台期间可以使用机械压痕力产生张紧,所述机械压痕力由于样本平台的衬底的配置,例如此衬底的对置区段或板的配置而施加。或者,可以使用抵靠所述衬底的区段或板对膜单独施加的力来实现张紧。(The substrate for suspending sample components and the sample platform including such substrate are disclosed, wherein can be analyzed with improved reliability the sample components.In an exemplary embodiment, such sample components provide calculated dose of radiation for coming in thermoluminescent dosimeter (TLD) or photo stimulated luminescence dosimeter (OSLD) with improved accuracy.Reproducibility associated with analysis sample components, and specifically reproducibility associated with the sample components that analysis is suspended or is encapsulated in film by film can be significantly improved by being tensioned the film.The configuration of the opposed section or plate of the generation tensioning of mechanical indentation power, the configuration of substrate of the mechanical indentation power due to sample platform, such as this substrate can be used during assembling sample platform and apply.Alternatively, the power that individually applies against the section or plate of the substrate to film can be used to realize tensioning.)

具有尺寸稳定性的样本元件的悬置

对相关申请的交叉引用

本申请要求由Mark Ramlo在2017年4月25日提交的第62/489,614号美国临时专利申请“具有尺寸稳定性的样本元件的悬置(Suspension of a Sample Element withDimensional Stability)”的优先权权益，其全部公开内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于悬置或固持样本元件的衬底，所述样本元件例如包括在暴露于热时发射电磁辐射的材料(热致发光材料)或在暴露于光时发射电磁辐射的材料(光刺激发光材料或放射光致发光材料)的元件。示范性衬底为用于热致发光剂量计(TLD)或光刺激发光剂量计(OSLD)中的衬底，其中样本元件被读取(例如，暴露于热或光源)以发射电磁辐射，例如可见光或近紫外光，其量与样本元件所经受的辐射剂量有关。

背景技术

某些类型的分析设备(其通常可称为样本平台)用于悬置或固持样本元件，其中一个可能的目的是允许在具有来自周围衬底的尽可能少的信号污染的情况下分析(或“读取”)这些样本元件。备受关注的样本元件展现发光，由此含于这些元件中的例如矿物质的材料在辐照时吸收能量，所述能量随后可以被发射，例如以电磁光谱的可见区中的光子的形式。具体地说，热致发光是一种发光形式，其中在加热样本元件时发射电磁辐射(通常是可见光或近紫外光)。光刺激发光是另一种形式的发光，其中在将样本元件暴露于光(例如，具有与发射的电磁辐射的波长不同的波长)时发射电磁辐射(通常也是可见光或近紫外光)。被动剂量测定领域是基于使用一些已知材料与电离辐射交互的这些性质，电离辐射的剂量可以在稍后通过使用读取器将这些材料暴露于适当的能量形式(例如，适当温度或波长下的热或光)并且测量所发射光来进行测量。典型的热致发光剂量计(TLD)或光刺激发光剂量计(OSLD)是包含用于悬置或固持展现热致发光或光刺激发光(视具体情况而定)的样本元件的衬底的装置。剂量计(例如TLD或OSLD)与其相应读取器和剂量算法一起被称为剂量测定系统。

多年来，TLD和OSLD已经显著发展，研究了许多类型的材料，这些材料展现热致发光和光刺激发光，并且其可能适用于各种剂量测定领域。此类热致发光和光刺激发光材料在被辐照时能够在其结构内存储能量，因为电子和电洞由于材料内的缺陷而被截留在“捕集中心”中。当材料暴露于热(在热致发光材料的情况下)或光(在光刺激发光材料的情况下)时，电子与电洞在“发光中心”处重组，从而导致电磁辐射的发射，通常是可见光。读取器使用光电倍增管(PMT)、例如电荷耦合装置(CCD)的固态检测器或装置内的类似光换能器来测量此电磁辐射，例如在可见区中发射的构成信号的光子。如果根据优选的发光材料，从每个捕集中心发射一个光子，则测量到的信号是电子/电洞对的数目的指数，并且与先前吸收的辐射剂量成比例。

TLD和OSLD通常用于个人辐射监测，例如可能暴露于超过剂量当量限值的3/10的辐射的人。在一些设定中进行监测，例如在核电厂事故的修复或研究放射化学应用的研究实验室中，确保符合最大准许剂量标准至关重要。为此目的，TLD和OSLD可以使用多种类型的样本元件来更全面地确定个体在身体内部和身体区域的特定深度处接收的剂量。举例来说，可以测量(1)到全身10mm(Hp(10))处、(2)到眼睛晶状体3mm(Hp(3))处和/或(3)到四肢0.07mm(Hp(0.07))处的剂量。TLD和OSLD的应用扩展到环境中子和临床监测，其商业上的重要用途是用于癌症治疗的放射疗法、诊断辐射测量、材料测年和陨石分析。

正在不断寻求TLD和OSLD，以及更一般地，用于悬挂或固持可以按可靠方式分析或读取(通过暴露于适当能量源)的样本元件的任何类型的衬底和相关联样本平台的改善。

发明内容

本发明的方面与发现用于悬置或固持样本元件的衬底以及包括此类衬底的样本平台相关联，其中可以改善的可靠性对所述样本元件加以分析。在示范性实施例中，此类样本元件用于剂量计(例如，TLD或OSLD)中来以改善的准确性和/或可重复性提供计算出的辐射剂量。根据特定实施例，样本元件可以通过例如塑料层或多层塑料层压体的膜悬置，并且在一些情况下，所述样本元件可以囊封在两个膜或层压体之间。本发明的特定方面涉及发现此类膜在于剂量测定系统的读取器中分析或读取给定样本元件期间可能易于发生不可预测的移动，例如在其暴露于能量源(例如，以适当的时间-温度量变曲线暴露于热或在适当波长下暴露于光)时，如上所述。这些移动又可能不利地影响光收集光学件(例如PMT、固态检测器或上文所描述的其它光换能器)的测量，从而导致剂量测定系统或供分析或读取悬置的样本元件的其它系统的不可接受的再现性。

出人意料的是，现在已发现，如果在组装样本平台期间张紧膜(例如通过相对于非张紧或松弛状态或替代地相对于预张紧状态增大组装期间的膜张力)，则与分析样本元件，并且明确地说是由膜悬置或固持(例如囊封在膜内(例如，在任一情况下在衬底的开口内))的样本元件，相关联的再现性和/或可重复性可以得到显著改善。术语“张紧”可以指将力施加到(某物)上，所述力倾向于使其拉伸。举例来说，可以将膜的张紧状态与处于非张紧或松弛状态(即，未施加拉伸力的状态)的膜进行比较。可以使用由于样本平台的衬底(例如，此衬底的对置区段或板)的配置或以其它方式由于抵靠衬底的区段或板将力单独施加到膜而施加到膜的机械压痕力来实现张紧。此单独施加可以在对准衬底的对置区段或板之前进行，以将膜紧固或包夹在所述区段或板之间。

如上所述，不管是通过衬底的配置还是通过单独施加力(或两者)来实现膜(例如，延伸跨越衬底开口的膜的中心区)的张紧，从本说明书获得知识的本领域技术人员都将了解，在样本平台(包括衬底和由在衬底的开口内的膜的中心区悬置的样本元件)的制备(组装)期间可以有利地增大膜的张力。也就是说，此类制备可以包括：(1)将膜的外部区附连到衬底的第一区段或第一板，使得支撑样本元件的中心膜区延伸跨越第一区段开口或第一板开口，以及(2)将(第二区段或第二板的)第二区段开口或第二板开口与第一区段开口或第一板开口对准以形成衬底开口。膜的中心区的初始张力，即在步骤(1)中附连膜中的至少一个以延伸跨越第一区段或板开口的张力，可以在步骤(2)中对准第二区段开口或第二板开口以形成样本平台之后增大。因此，代表性样本平台的膜的中心区可以具有大于膜的中心区在最初附连到第一区段开口或第一板开口时的初始张力的最终张力。如上所述，张力的此增大可以是相对于表示膜的非张紧或松弛状态的初始张力。或者，张力的此增大可以是相对于表示膜的预张紧状态的初始张力，在预张紧状态下，已施加一些拉伸力，但初始张力仍然小于如所组装的样本平台中的膜的中心区的最终张力。

由于膜的张紧(例如，以如上所述实现最终张力)而导致的分析测量性能的改善可归因于样本元件在分析期间原本可允许的(例如，在常规未张紧的膜的情况下)移动的显著部分(例如，超过50％)的减少。在主观方面，广泛的研究表明，在不存在膜张紧的情况下，本文中所描述的样本元件在暴露于热、光或其它能量源期间倾向于伴随其分析而向上移动、扭转或向下移动。反过来，在这些研究中，即使小的样本移动也在实验上与分析或读取样本元件(例如，以确定辐射剂量)时的可靠性(例如，在再现性和/或可重复性方面)的显著降低相关。总的来说，与张紧相关联的改善具有重要的商业意义，特别是考虑到对剂量测定系统的需求增大以及其工业性能要求。

本发明的实施例涉及一种用于悬置或固持样本元件的衬底，其中所述衬底的顶部区段和底部区段被配置成机械地张紧膜的中心区，用于跨越由这些区段形成的衬底开口悬置样本元件。在示范性实施例中，样本元件可以囊封在两个膜内，例如支撑膜和覆盖膜，两者都如本文所述张紧。根据特定实施例，所述衬底的所述顶部区段和所述底部区段被配置成提供所述膜的所述中心区的最终张力，所述最终张力超过将所述膜附连到所述顶部区段或所述底部区段的初始张力(相对于其增大)。

其它实施例涉及样本平台，例如剂量测定卡，其除了由膜的中心区悬置或固持，或根据更特定的实施例，在衬底开口内囊封在支撑膜与覆盖膜的中心区之间，的样本元件之外还包括如上所述的衬底。根据特定实施例，所述膜的所述中心区在所述样本平台中具有超过如上所述的初始张力的最终张力。

其它实施例涉及一种用于确定辐射剂量的方法，其包括读取悬置或固持在如上所述的样本平台的开口中的样本元件。可以通过将所述样本元件暴露于热(在包括热致发光化合物的样本元件的情况下)或光(在包括光刺激发光化合物的样本元件的情况下)来执行读取。在第一情况下，所述方法尤其可以包括根据时间-温度量变曲线加热样本元件，并且测量在加热期间，例如在加热的特定获取周期期间，由所述样本元件发射的电磁辐射(例如可见光或近紫外光)的强度。在第二情况下，所述方法可以包括将所述样本元件暴露于光，其中用于刺激所述样本元件的光可能具有第一波长，所述第一波长不同于在获取周期期间由所述样本元件发射的电磁辐射的第二波长。举例来说，用于刺激样本元件的光和所述电磁辐射两者可以皆为可见光，但具有不同波长(例如，绿光可以用于刺激，而蓝光可以被发射并且其强度被测量为用于确定辐射剂量的基础)。在从包括发光化合物的样本元件发射的电磁辐射的情况下，此类电磁辐射的代表性波长通常为约200纳米(nm)到约700nm，并且更通常为约300nm到约550nm，表示可见光或近紫外线。

根据本文描述的用于确定辐射剂量的方法中的任一个，此类方法可以进一步包括使在获取周期期间由样本元件发射的所测量强度与辐射剂量相关。下文更详细地描述这些方法的优点，特别是关于减少样本元件的移动以及多次辐射剂量确定的相关联的增大的再现性和/或可重复性。

其它实施例涉及一种制造剂量计卡(例如，TLD卡或OSLD卡)的方法，其包括：(i)以如下方式将膜的外部区附连到衬底的第一板：使得支撑或固持样本元件的所述膜的中心区延伸跨越第一板开口，以及(ii)将第二板的第二板开口与所述第一板开口对准以形成衬底开口。可以通过在所述衬底开口的边缘处在所述膜中形成的折痕使所述膜跨越所述衬底开口张紧。具体地说，张紧可以通过例如在第一板的下部拐角边缘处在第一板开口处将所述膜折叠在所述衬底的所述第一板上来执行。在将第二板开口与第一板开口对准之前，此类折叠可以是单独的步骤。由于第一板与第二板在其对准以形成衬底开口时的配置，例如第二板的延伸元件相对于第一板开口在更大程度上径向向内突出的配置，折叠还可以“自动地”执行。此类延伸元件可以相对于衬底开口的平面成角度。在成角度的延伸元件的情况下，第一板与第二板在对准时可以为衬底开口提供倒棱或斜面。如上所述，根据特定实施例，在步骤(ii)中对准第二板时实现的膜的中心区的最终张力可以有利地超过在步骤(i)中附连膜的初始张力。

这些和其它实施例将从以下详细描述而变得显而易见。

附图说明

图1说明例如剂量测定卡的常规样本平台的一部分的侧视剖视图。

图2说明样本平台的一部分的侧视剖视图，其中通过在开口边缘处将膜折叠抵靠样本平台的衬底的顶板而使膜跨越衬底开口张紧。

图3说明第二实施例，根据所述第二实施例，膜跨越衬底开口张紧，但由于底板的修改后的配置，膜抵靠顶板折叠。

图4说明第三实施例，根据所述第三实施例，膜跨越衬底开口张紧，但与图3中所示的情况相比，底板的修改后的配置包含具有不同角度的延伸元件。

图5说明第四实施例，根据所述第四实施例，使用顶板和底板的修改后的配置使膜跨越衬底开口张紧。

图6A和6B分别说明衬底的顶部区段和底部区段的俯视图，其中膜附连到顶部衬底区段，并且支撑样本元件的膜的中心区悬置或固持在顶部区段开口内。

图7说明在如图6A和6B中所描绘对准衬底的顶部区段和底部区段之后的样本平台，其中所述样本平台包含膜和悬置的样本元件。

图8说明由膜悬置或囊封在两个膜之间的样本元件的可能移动。

图9说明时间-温度量变曲线，根据所述时间-温度量变曲线，可以加热热致发光剂量计(TLD)样本元件以确定样本元件所暴露于的辐射剂量。

诸图应理解为呈现本发明的实施例和/或所涉及原理的说明。如对于了解本公开的本领域技术人员显而易见的是，其它装置、方法并且明确地说是剂量测定中使用的设备，例如剂量测定卡，将具有部分地由其特定用途确定的配置和组件。贯穿附图的若干视图，相同的附图标记指代对应部分。

具体实施方式

指定例如“上”、“下”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”和“下部”的特定空间定向或方向的术语是为易于理解而使用，并且明确地说，用于指示特定元件相对于其它元件的位置。这些术语还可以指元件在定位于剂量测定读卡器中时的优选定向。然而，这些术语并不将本文中所描述的衬底和样本平台限制于特定空间定向。举例来说，所属领域的技术人员将理解“顶部衬底区段”与“底部衬底区段”的可互换性，特别是鉴于本文中所描述的元件的可能替代，例如“顶部衬底区段”和“底部衬底区段”分别用“第一板”和“第二板”的替代。

特别是在用于读取包括光刺激发光化合物的样本元件的光(即此类样本元件所暴露于以引起电磁辐射的发射的光)的上下文中，术语“光”大体是指电磁辐射并且不限于“可见光”，可见光更具体地说是指电磁光谱的可见部分中的电磁辐射。因此，举例来说，术语“光”可以指用来刺激放射光致发光材料的放射波。因此，使用术语“光”主要用来区分用于刺激发光材料的电磁辐射与如本文所描述的例如在读取期间从此类材料发射的电磁辐射。

术语“读取”是指将样本元件暴露于允许从样本元件获取信息的任何类型的能量，包含热、光、声音、振动等，所述信息例如样本元件所经受的辐射剂量(例如，在非常接近于样本元件的受试对象的电离辐射暴露周期期间)。更具体地说，“读取”可指将包括热致发光化合物的样本元件暴露于热源(例如，电阻元件)或将包括光刺激发光化合物的样本元件暴露于光源(例如，来自灯)。如本文所描述，本发明的方面与改善在读取期间样本元件的尺寸稳定性，从而导致测量来自样本元件的所需信息时的对应改善相关联。

如上文所指出，本发明的实施例涉及用于悬置或固持样本元件的衬底。这些衬底和样本元件连同用以跨越衬底开口悬置或固持(例如，囊封)样本元件的膜的组合可以称为样本平台。根据特定实施例，此类样本平台可以用作热致发光剂量计(TLD)且称为TLD卡、可以用作光刺激发光剂量计(OSLD)，并且称为OSLD卡，或可以用作放射光致发光剂量计(RPLD)，并且称为RPLD卡。借助于施加到用来悬置或固持样本元件(例如，将样本元件囊封在两个膜之间)的一或多个膜的张力，本文中所描述的衬底和样本平台有利地改善样本元件的位置稳定性(即，减少向上、向下和/或扭转移动)，特别是在分析或读取样本元件期间在受热或暴露于光或其它形式的能量时。可以根据机械地配置衬底或其部分的方式来施加此类张力。或者，张力可由在组装样本平台期间单独(例如，手动)施加力而引起。在任一情况下，已展示稳定性的相关联改善极大地提高分析再现性，且因此提高样本平台的总体质量。这又对此类样本平台的用户提供显著益处包含暴露于或有风险暴露于电离辐射的剂量测定卡的用户。如上所述，施加张力或“张紧”可指在将衬底的区段或板对准或毗连到邻接的第二区段或板之前相对于最初将膜施加或附连到所述区段或板的初始张力增大一或多个膜的中心区的张力。

图1说明例如剂量测定卡的常规样本平台100的一部分的侧视图。所述平台包含衬底20，其具有可呈顶部衬底板和底部衬底板形式的顶部衬底区段1和底部衬底区段3。这些区段1、3被配置成在使顶部区段开口11与底部区段开口13对准时形成穿过衬底的开口，例如衬底开口15，其可具有与顶部区段开口11和底部区段开口13两者基本上相同的开口大小(例如，在圆形衬底开口的情况下的直径)。衬底开口15的形状可变化，并且对于本发明的实践并不重要。代表性衬底开口可以是圆形、椭圆形或多边形(例如，矩形，例如正方形)。如图1中进一步说明，膜17的中心区17a延伸跨越衬底开口15，而顶部衬底区段1和底部衬底区段3被配置成在对准时接合膜17的在中心区17a外部的外部区17b。外部区17b处的此接合是通过与顶部衬底区段1和底部衬底区段3的接触(并且明确地说在膜17的相应顶面17′和底面17″处)来实现。即，顶部衬底区段1和底部衬底区段3可以称为外部区17b处的上覆、夹持或包夹膜17。

膜17的中心区17a因此延伸跨越衬底开口15，并且如图1中进一步说明，将样本元件25悬置或固持在开口15内。样本元件25可以呈具有与如上所述的衬底开口15的形状相同或不同的横截面形状的平坦盘片的形式。如同衬底开口15，样本元件25可以具有圆形、椭圆形或多边形(例如，矩形，例如正方形)横截面形状，其中确切几何形状并非本发明的关键特征。更相关的是衬底开口15能够具有足够大小以包围样本元件25并且在样本元件25与衬底区段1、3之间提供足够空间，使得在分析或读取样本元件(例如，使用TLD读卡器或OSLD读卡器)时，来自衬底区段1、3的信号污染最少或可忽略。所属领域的技术人员将了解衬底开口15和样本元件25的合适几何形状和尺寸。根据特定实施例，衬底开口15为圆形，并且样本元件25的横截面形状也为圆形并且基本上与衬底开口15同心但具有相对于所述衬底开口较小的直径。

在用于TLD中的情况下，样本元件25可包括热致发光化合物，例如氟化锂(LiF)、硼酸锂(Li₂B₄O₇)、氧化铍(BeO)、硼酸镁(MgB₄O₇)、硫酸钙(CaSO₄)、氟化钙(CaF₂)、氧化铝(Al₂O₃)，或正硅酸镁(Mg₂SiO₄)。根据涉及对人或动物组织的辐射剂量监测的特定应用，样本元件25可包括掺杂有选自以下组成的组的掺杂元素的氟化锂：镁、钛、铜、磷、银、镝、铥及其组合，其中经掺杂热致发光化合物的特定实例为LiF：Mg，Ti和LiF：Mg，Cu，P。此类应用的其它实例包含掺杂有镝或锰(CaF₂：Dy或CaF₂：Mn)的氟化钙。样本元件25可替代地包括光刺激发光化合物，例如碳掺杂氧化铝(Al₂O₃：C)、铕离子掺杂铷氟化镁(RbMgF₃：Eu⁺²)，或放射光致发光材料，例如银活化磷酸盐玻璃。

膜17或膜17、18(在使用第二膜18的情况下)通常为透明或至少半透明的塑料材料，代表性厚度通常从约0.5到约10密耳(约0.013mm到约0.25mm)，通常从约1到约5密耳(约0.025mm到约0.13mm)并且常常从约1.5密耳到约2.5密耳(约0.038mm到约0.64mm)。可以使用单个层或板层或另外使用多个层或板层(例如，2个或更多个板层)获得此类厚度。在使用膜来悬置或囊封包括热致发光化合物的样本元件的情况下，例如根据预定协议，膜较佳也是耐热性材料，熔化温度大于待加热的样本元件25的熔化温度。代表性协议为在确定相关联辐射剂量时用来解析样本的辉光曲线的时间-温度量变曲线(TTP)。对于此类加热应用，膜可以具有超出300℃的熔点。用于本文中所描述的实施例中的任一个中的代表性膜可以例如包括含氟聚合物，例如聚四氟乙烯(例如，)或聚酰亚胺(例如，)。根据使用膜17、18来囊封样本元件25的特定实施例，此类膜可以通过施加压力和/或热来围绕样本元件的***粘合。具有合适性质的代表性膜包含未烧结的非方向性挤制膜。或者，膜17、18可以通过使用粘着剂来粘合。还可以使用例如加工方向定向(MDO)膜或横向方向定向(TDO)膜的方向膜。可以通过交联来改善膜的温度稳定性。较佳地，膜对可见光透明。同样，样本元件25还可以包含耐热性材料(例如，例如聚四氟乙烯的含氟聚合物)，且充当发光化合物(例如，热致发光化合物或光刺激发光化合物)的载体并且根据特定实施例，具有以所需浓度均匀地分散在其中的发光化合物。

图2说明通过形成折痕30而张紧的膜17，例如通过抵靠衬底20的顶部区段1向膜17施加向上的机械力或手动力，所述机械力或手动力更具体地说可以在顶部区段开口11处施加到顶部衬底区段1的下部拐角边缘32处。除了使用样品元件25下方的可以被视为支撑膜的膜17之外，图2进一步说明样品元件25上方的可以视为覆盖膜的第二膜18。以此方式，根据图2的实施例，样品元件25可以由膜17的中心区17a悬置或固持，如图1中所说明，或者可以按其它方式囊封在分别充当支撑膜和覆盖膜的膜17和第二膜18的中心区17a、18a之间。膜17和第二膜18的外部区17b、18b可以指在通过与顶部衬底区段1和底部衬底区段3接触而接合的相应中心区17a、18a外部的那些区，如图2所示。根据图3中所说明的实施例，第二膜18仅包含其中心区18a，足以覆盖样品元件并且将其囊封在膜17与第二膜18之间。尽管为了便于解释而未在图4和5中说明，但可以按与图2和3中所说明的相同方式使用充当样品元件25的覆盖膜的第二膜18，在图4和5中所描绘的实施例中同样如此。

如图2所示，由于在张力膜17(以及第二膜18)上形成折痕30，此膜在此情况下在向上方向上移位，使得膜17在其中心区17a中从衬底开口15的平面40(即，平行于顶部衬底区段1和底部衬底区段3并且相对于其居中安置的平面)偏移。由于张紧(其导致膜17(和膜18，如果使用)以及因此样本元件25的此移位或弯曲)，样本元件在位置上稳定，使得其可能移动(例如在加热期间，或以其它方式在根据需要暴露于光或其它能量源以读取样本元件并且确定辐射剂量期间)显著减小。在样本元件25悬置或固持在张紧膜17上，或以其它方式囊封在张紧膜17与第二膜18(第二膜可以张紧或不张紧)之间的情况下，已发现这种改善的位置稳定性与上文所描述的重要优点相关联。

如图3中所说明，顶部衬底区段1和底部衬底区段3本身有利地被配置成例如在其相应开口11、13(如上参考图1所述)对准时，跨越衬底开口15机械地张紧膜17的中心区17a。如在图2中所说明的实施例中，膜17再次移位，使得其在中心区17a中从衬底开口15的平面40(例如，中心区17a在上方)偏移。沿着衬底开口15的边缘38或***发生位移或弯曲，并且在此情况下，边缘38至少部分地由底部衬底区段3的延伸元件45形成。如图所示，延伸元件45延伸超出顶部衬底区段1的***或径向向内突出到顶部区段开口11中。换句话说，底部衬底部分3的延伸元件45相对于顶部衬底区段1更大程度地延伸到衬底开口15中。因此，在图3的实施例以及图4的实施例中，底部区段开口13相对于顶部区段开口11变窄，使得这些开口的对准在此情况下可以更具体地指这些开口的相应中心的对准(例如垂直或同轴对准)(例如，使得顶部衬底区段1和底部衬底区段3中的圆形开口同心)。此外，在此情况下，衬底开口15可以被指定为在大小上对应于具有较大直径或以其它方式具有较大尺寸(在非圆形开口的情况下)的衬底部分(1或3)中的开口。因此，在图3的实施例以及图4的实施例中，衬底开口15可以被指定为在大小上对应于顶部区段开口11。

如图3中进一步所示，底部衬底区段3的延伸元件45成角度，并且特别是在如由角度α的非零值所指定的从衬底开口15的平面40的方向偏移的方向上，如上所述。代表性角度α是45°，但通常在10-80°范围内的角度以及其它角度是合适的。由于图3的实施例中的成角度的延伸元件45，顶部衬底区段1和底部衬底区段3的对准以形成衬底开口15可以提供倒棱或斜面57。根据图4，延伸元件45的角度增大到90°。如此实施例所示，并且通常适用于本文所述的成角度的延伸元件中的任一个，用于引起膜的中心区17a向上移位的边缘38可以是圆形的。成角度的延伸元件45的其它边缘，例如第二边缘38′，可以类似地是圆形的，以便缓解膜17上的局部应力。图5说明另一实施例，其中通过使用顶部衬底区段1中与底部衬底区段3中的对应凹部或凹槽55对准的配合突出部或凸缘50来实现膜17的张紧，使得当区段1、3对准以形成衬底开口15时，将膜17以期望的机械张紧结果拉入凹槽55中。

图6A和6B提供顶部衬底区段(或第一板)1和底部衬底区段(或第二板)3的替代视图，其对准以形成如图1-5所示的衬底20。具体地说，这些图说明样本平台的元件，例如剂量计卡200，其可以是热致发光剂量计(TLD)卡或光刺激剂量计(OSLD)卡，如在图7中以组装形式所示。在用于组装或制造样本平台的代表性方法中，膜17的外部区17b可以按如下方式附连到衬底的顶部衬底区段或第一板1：使得支撑、固持或至少部分地囊封样本元件25的中心区17a延伸跨越顶部区段开口或第一板开口11。展示第一板1的图6A说明延伸跨越两个第一板开口11的膜17的中心区17a，而另外两个第一板开口11展示为未被膜17覆盖。第二板3的至少一个底部衬底区段开口或第二板开口13可以与至少一个第一板开口11对准以形成衬底开口15，如例如图2中所描绘。所述膜可以通过在衬底开口15的边缘处折叠膜而跨越衬底开口15张紧。根据特定实施例，可以通过在对准第二板开口13与第一板开口11之前将膜17抵靠第一板1折叠来将其张紧，例如在第一板开口11处在第一板1的下部拐角边缘32处(如关于图2中的顶部衬底区段1所描绘)。根据另一特定实施例，可以在通过此板的延伸元件45(如上所述并且相对于图3和4中的底部衬底区段3所描绘)对准第二板3时执行折叠，所述延伸元件延伸到或径向向内突出到第一板开口11中。换句话说，第二板3的此延伸元件45相对于第一板1更大程度地延伸到衬底开口15中。

因此，图6A和6B说明如图7所描绘并且包括具有开口15a的衬底20的样本平台或剂量计卡200的组件，膜的中心区17a延伸跨越所述开口。如图7中进一步所示，样本平台进一步包括在开口15a内由此中心区17a悬置或固持的样本元件25a。如图2和3中所描绘，样本元件25a也可以封闭或囊封在膜17(例如底部膜)与第二膜18(例如顶部或覆盖膜)之间，其同样可以延伸跨越开口15(图2)或以其它方式可以局部地施加在样本元件25a(图3)上，而不延伸跨越开口15。膜的中心区17a可以根据本文所述的任何方式(包含如图2-5所说明的特定实施例中所描绘)跨越开口15a张紧，以减少在读取时样本元件的移动，如本文所述。

如图7中更具体地说明，样本平台200的衬底20可以包括一个或多个另外的开口15b、15c、15d，膜的一个或多个另外的中心区17a延伸跨越所述开口，或第一和第二样本元件囊封膜17、18两者的其它中心区17a、18a可能延伸跨越所述开口，如图2和3中更详细地说明。因此，样本平台可以进一步包括由相应的一个或多个另外的中心区17a悬置或固持在相应的一个或多个另外的开口15b、15c、15d内的一个或多个另外的样本元件25b、25c、25d。可以另外了解，样本平台的单个膜的中心区17a可以在不同的开口15a-d内，或以其它方式，单独的膜片可以在这些不同的开口内，但此类膜片仍然被第一衬底板1和第二衬底板3覆盖、夹紧或包夹，如图6A和6B所示。根据本文所述的任何方式，包含如图2-5中说明的特定实施例中所描绘，膜的另外的中心区17a中的每一个或此类区的至少子集跨越相应的一个或多个另外的开口15b、15c、15d张紧，以减少在读取时样本元件的移动。

在图7的特定实施例中，衬底20包括四个开口15a-d，每个开口在其中悬置或固持相应的样本元件25a-d。这四个样本元件25a-d中的每一个可以包括不同的发光材料类型(例如，选自如上所述的掺杂化合物)和/或材料质量密度，用于测量或监测不同类型的电离辐射。举例来说，第一样本元件可以用于监测在眼睛/镜片水平接收的辐射(Hp(3))，第二样本元件可以用于监测在内部器官水平接收的辐射(Hp(10))，第三样本元件可以用于监测在皮肤/肢体水平接收的辐射(Hp(0.07))，并且第四样本元件可以用于监测以具有中等穿透水平的中子形式接收的辐射。在图7中所说明的样本平台200中，膜的中心区17a或以其它方式分离的膜可以按本文所述的任何方式跨越其相应开口中的任一个张紧，包含通过使膜在从相应开口的平面偏移的方向上移位，如上所述。举例来说，可以沿着这些开口的相应边缘发生移位，并且具体地说可以通过在相应开口的边缘处对膜进行折叠而引起移位。如上所述，在对准第二板开口与第一板开口之前，可以具体地通过将膜折叠在衬底的第一板上(例如在第一板开口处在第一板的下部拐角边缘处)来使膜张紧。可以按其它方式在对准衬底的第一板与衬底的具有延伸元件(例如上文所描述的成角度的延伸元件)的第二板对准时形成膜中的折痕。此成角度的延伸元件可以径向向内突出到相应衬底开口中，以在此开口中提供倒棱或斜面。在示范性实施例中，开口15a-d各自为圆形的，其直径范围通常为约5毫米(mm)到约75mm，并且通常为约10mm到约30mm。在其它示范性实施例中，样本元件25a-d是圆形的，其直径范围通常为约3mm到约50mm，并且通常为约5mm到约35mm。

例如本文所述的剂量测定卡的样本平台可以与剂量测定系统中的读取器结合使用，所述剂量测定系统允许确定由这些平台或卡的样本元件接收的辐射剂量。因此，本发明的代表性实施例涉及一种用于确定辐射剂量的方法，其包括例如在剂量测定读卡器中读取悬置或固持(例如，囊封)在如上所述的样本平台的开口中的样本元件。读取样本元件可以包括将其暴露于热，例如根据预定的时间-温度量变曲线(TTP)。TTP可以至少包含在高温下的热致发光剂量测定(TLD)获取周期，例如通常在约150℃与约400℃之间，并且通常在约300℃与约400℃之间。或者，读取样本元件可以替代地包括在光刺激发光剂量测定(OSLD)获取周期期间将其暴露于适当的刺激波长的光。在任一情况下，所述方法可以包括测量至少在获取周期期间由样本元件发射的电磁辐射(例如可见光或近紫外光)的强度。所述方法还可以包含使在此获取周期期间测量的强度与辐射剂量相关联。

根据代表性方法，相对于所有参数相同但参考方法不包含如本文所述的膜的张紧的参考方法，可以减少样本元件的移动。这些相同的参数包含(i)样本平台及其组件，包含如上所述的衬底、样本元件和膜，以及这些组件的配置，以及(ii)在读取样本元件期间样本平台所经受的能量(例如，时间-温度量变曲线、光或其它形式的能量)。根据其它实施例，相对于所有参数相同(包含上述参数(i)和(ii)，以及在执行所述方法之前由样本元件接收的电离辐射的类型和量)的用于确定辐射剂量的参考方法的再现性，所述方法可以提供增大的再现性(即，对于已经接收相同辐射剂量的样本元件的多个辐射剂量确定，变化减小)。

图8说明在读取以确定辐射剂量(例如通过根据时间温度量变曲线加热或通过暴露于刺激波长的光)期间样本元件25的各种可能移动。这些包含移动向上或向下(z方向)以及扭转移动(θ方向和方向)。借助于如上所述悬置(例如囊封)样本元件的膜的中心区的向上移位，在读取期间减小的样本元件的移动可以是样本元件的向下移动或扭转移动。

图9说明代表性时间-温度量变曲线，样本平台(例如，热致发光剂量测定卡)并且明确地说是悬置或固持的样本元件在读卡器中经受所述时间-温度量变曲线以确定到样本元件的辐射剂量。如图所示，时间-温度量变曲线可以包含至少约150℃的最大温度，例如约150℃到约300℃的最大温度。根据特定实施例，此量变曲线可以包含预热周期A、发射辐射获取周期B和退火周期C。可以在获取周期B期间测量电磁辐射(例如可见光或近紫外光)的强度，并且根据辉光曲线D下的面积，所测量的强度可以与由样本元件接收的辐射剂量相关联。在高温(即高于样本元件在获取周期B期间经受的温度)下的退火周期C可以用于确保到样本平台(例如，TLD卡)的样本元件的信号被完全删除，使得其可以重复使用。

实例

以下实例作为本发明的代表性阐述。这些实例不应理解为限制本发明的范围，因为这些和其它等效实施例鉴于本发明和所附权利要求书将显而易见。

膜的机械或手动折叠，例如抵靠衬底顶部区段的下部拐角边缘，是有效的，但在大规模制造环境中并不总是可再现的。因此寻求更稳健的方式来实现相同或类似的折叠效果。为此目的，改变样本平台衬底以有效地赋予先前用手完成的机械折叠。具体地说，将成角度的延伸元件添加到此衬底的底板，这导致更高的成功率，接近100％，减少了样本元件的扭转和向下移动的机会。实际上，当防止样本元件的“扭曲”和“向下”移动发生时，再现性展示为从大约14％提高到低于7％，即，改善了两倍。

下表提供了以标准方式制造的常规样本平台(即“常规A板”(图1))的观察结果与其中底部或第二衬底被修改为包含如上所述的折皱“唇缘”或成角度的延伸元件的样本平台(即“发明性A板”(图3))的比较。在下文的数据表中，假设在加热时样本向上移动，因为“向上”是主要模式。因此，任何记录标记，即用于扭转的“T”或用于向下的“D”，都是有问题的。下表表示720次观察结果。从这些表中可以明显看出，发明性A板完全消除了样本元件的任何扭转或向下移动。

常规A板

发明性A板

总体上，本发明的方面涉及用于悬置或固持(例如，囊封)样本元件的衬底、样本平台(例如，TLD卡)、用于制造此类平台的方法和用于确定辐射剂量的方法，所有这些都可以与改善样本元件的位置稳定性以及辐射剂量测量的总体再现性相关联。此类改善可能是由于根据如本文所描述的实施例来张紧用于悬置或固持此类样本元件的膜。具有从本公开获得的知识的所属领域的技术人员将认识到，在实现这些和其它优点时，可以在不脱离本发明的范围的情况下对所公开的装置和方法进行各种改变。因此，应理解，本文中所描述的特征易于进行改变或替代。在本文中说明且描述的特定实施例仅出于说明的目的，而不限制如在所附权利要求中所阐述的本发明。