成都劑量體模（CDP）組織輻射等效材料的輻射特性研究.pdf

1、隨著人們對(duì)輻射危害的日益重視，在放射防護(hù)、診斷、治療、教學(xué)和輻射標(biāo)準(zhǔn)研究中，仿真輻照體模作為“人體替身”得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。組織輻射等效材料作為制作仿真輻照體模的基本要素，其輻射特性的研究已經(jīng)成為當(dāng)今醫(yī)學(xué)物理學(xué)家和材料學(xué)家探索的熱點(diǎn)。早在上世紀(jì)初，開始使用一些天然物質(zhì)制造組織輻射等效材料，替代人體進(jìn)行粗略的輻射劑量估計(jì)，上世紀(jì)中期，采用人工合成的高聚物作為組織輻射等效材料的技術(shù)開始興起。我國(guó)于上世紀(jì)80年代初開始仿真輻照體模及組織輻

2、射等效材料的研究，四川大學(xué)林大全教授先后研制成功了中國(guó)首具成人男性仿真輻照體模、中國(guó)女性盆腔仿真輻照體模、中國(guó)女性乳腺仿真輻照體模、中國(guó)調(diào)強(qiáng)治療仿真輻照體模等。1992年，國(guó)際輻射劑量單位與測(cè)試委員會(huì)(International Commission on Radiation Units andMeasurements，ICRU)在ICRU第48號(hào)報(bào)告中將這一系列的仿真輻照體模命名為“成都劑量體?！?Chengdu Dosimetric

3、 Phantoms，CDP)。為了進(jìn)一步提高組織輻射等效材料的性能，有必要對(duì)其設(shè)計(jì)方法、合成工藝、材料穩(wěn)定性及輻射等效性進(jìn)行系統(tǒng)研究。 本文借鑒根據(jù)CT值推導(dǎo)人體元素組分的原理，提出了一種基于CT值設(shè)計(jì)組織輻射等效材料的方法。從CT值的基本概念出發(fā)，推導(dǎo)了跟X(或γ)射線發(fā)生相互作用的組織輻射等效材料元素組成與CT值之間的關(guān)系方程，采用最小二乘法確定了該方程中的兩個(gè)重要的常數(shù)，給出了常用組織輻射等效材料(軟組織輻射等效材料、骨組

4、織輻射等效材料、腦組織輻射等效材料和肺組織輻射等效材料)的配方設(shè)計(jì)。 根據(jù)仿生模板聚合工藝原理，給出了制造成都劑量體模組織輻射等效材料的工藝路線。該工藝可使組織輻射等效材料的反應(yīng)在常溫常壓下完成，不僅節(jié)約了反應(yīng)設(shè)備的成本，同時(shí)合成的組織輻射等效材料均勻性較好，反應(yīng)過(guò)程中不會(huì)發(fā)生產(chǎn)品焦化，并且實(shí)驗(yàn)重復(fù)性良好，材料性能穩(wěn)定。 在分析成都劑量體模中軟組織輻射等效材料、骨組織輻射等效材料、腦組織輻射等效材料和肺組織輻射等效材料基

5、本元素組成及其密度的基礎(chǔ)上，從質(zhì)量衰減系數(shù)、有效原子序數(shù)、線性衰減系數(shù)和電子密度等多個(gè)方面，分析了上述四種材料的輻射等效性，證明成都劑量體模的主要組織輻射等效材料能量響應(yīng)范圍寬，輻射等效性好，達(dá)到了國(guó)際推薦標(biāo)準(zhǔn)A級(jí)，可作為檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)廣泛應(yīng)用于各種放射診斷治療設(shè)備和輻射防護(hù)儀器的標(biāo)定。另外，以肌肉組織輻射等效材料為例，進(jìn)行了加速老化失效性實(shí)驗(yàn)，初步判斷成都劑量體模組織輻射等效材料的穩(wěn)定性，估算了其有效使用年限。 論文給出的組織輻射等