[发明专利]光纤耦合的发光珠粒剂量计

说明书

公开了一种用于记录辐射暴露水平的剂量计，以及一种用于测量由剂量计记录的辐射水平的读取器。在一些实施例中，剂量计包括耦合到光纤的至少一个发光珠粒。读取器包括用于保持剂量计的装置，用于刺激剂量计的区域以引起发光的刺激装置，以及用于在加热期间测量由至少一个珠粒产生的光强度的光检测器。在一些实施例中，读取器可以被配置成记录来自包括光纤而没有珠粒的剂量计的读数。公开了一种包括剂量计和读取器的系统。还公开了使用剂量计、读取器和系统的方法。

技术领域

本发明涉及剂量计。更具体地说，本发明涉及用于记录和测量辐射暴露水平的剂量计和读取器，并且涉及对应的方法。

背景技术

为了治疗癌症，患者通常被照射诸如γ射线或带电粒子(例如，α粒子)的辐射。辐射束的目标是使射束不会损伤癌组织周围的健康组织。医院有必要知道用户在癌症部位和周围区域已经被照射的辐射剂量或水平。有必要记录辐射暴露水平，并保证数据的安全。特别是在发展中国家，地方治疗中心可能资源有限，通常在当地记录辐射水平，然后运送到中心设施进行分析。有时在数据记录与数据读取之间可能经过数周，并且在那段时间内数据分辨率(或准确性)会降低。因此需要提供一种用于长时间，特别是在高温环境下存储与辐射水平有关的数据的装置。

辐射剂量计系统还需要测量辐射暴露水平，特别是对于人类，目的是由在高于推荐剂量辐射下的照射引起健康风险的环境中进行安全监测，例如核电站和核动力舰艇和潜艇。剂量计系统的另一个重要应用是监测为物体特别是食品消毒提供的辐射剂量，以确保提供足够的辐射剂量来杀死可能存在于物体上的微生物或生物病原体。

用于测量辐射剂量的现有技术装置包括使用氟化锂热致发光剂量计(TLD)。然而，这些剂量计具有吸湿性，因此不能暴露在潮湿环境中。这在人体内工作时特别困难。此外，LiF剂量计通常设计为剂量小于10戈瑞(Gy)，因为高于10Gy时读数变为非线性。在英国，放射治疗使用户照射的剂量超过70Gy(在治疗的一部分中通常为20Gy)，因此LiF剂量计没有足够的保真度或分辨率。剂量计已被开发用于医疗用途，其包括盘形辐射检测器。对于体内使用，在放射治疗期间，可以将盘形检测器插入导尿管并置于体内。然后必须单独取出盘并将其放入盒中以便在机器中读取。然而，取出盘并将它们装入盒中是耗时且费力的过程，因为盘难以操纵，并且因此整个过程缓慢且昂贵。

本发明的各个方面旨在解决现有技术中用于测量辐射暴露水平(特别是对于人类)的方法和设备的一个或多个固有缺陷。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于记录辐射暴露水平的剂量计，该剂量计包括耦合到光纤的至少一个发光珠粒。

有利地，剂量计提供了用于记录辐射暴露水平的简单、灵活且方便的装置。在已经发生辐射暴露之后，剂量计可以被运送到读取设备，减少数据丢失。剂量计可以插入人体或动物体内，而不会因潮湿造成损坏。此外，剂量计提供了用于执行具有三维布置能力的二维剂量测定的装置。

至少一个珠粒可以是玻璃珠。或者，至少一个珠粒可以由金刚石、透明碳纳米管或耐高温聚合物制成。至少一个珠粒也可以由光学刺激的发光材料诸如氧化铝制成。

至少一个珠粒可以被螺纹连接到光纤上。至少一个珠粒可以被配置成沿着光纤滑动。

至少一个珠粒可以是球形的。或者，至少一个珠粒可以具有另一种形状，例如三维多面体，诸如立方体。

光纤可以是耐高温光纤。耐高温光纤可以是耐高温纱线。例如，耐高温光纤可以纺成Kevlar、Nomex、硅玻璃光纤或用玻璃增强的陶瓷织物。耐高温光纤也可以是金属丝。更具体地说，耐高温光纤可以是细金属丝。耐高温光纤可以被配置成承受至少700摄氏度的温度。耐高温光纤的直径可以为约100μm，使得其可以插入活检针中。

在剂量计包括多个珠粒的情况下，剂量计还可以包括沿着光纤定位在珠粒组之间的至少一个分离器。