Композиция для получения тканеэквивалентного материала

 

on и-с

И87

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОЫЕт ЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.07.72 (21) 1807943/23-05 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.11.78, Бюллетень № 44 (45) Дата опубликования описания 30,11.78

», » (51) М. Кл. -

G 01Т 1/04

G O1Т 1/203

С 081 91/06

Государственный комитет (53) УДК 678.744.335 (088.8) ло делам изсбретений и открытий (72) Авторы изобретения

E. В. Девятайкин, Ю. Я. Соколов, Ф. К. Левочкин, В. К. Виноградов и А. М. Старобурасовский

Институт биофизики (71) Заявитель (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ТКАНЕЭКВИВАЛЕНТНОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к получению тканеэквивалентных материалов, которые могут использоваться при разнообразных дозиметрических, радиометрических, радиобиологических и медицинских исследованиях, связанных с изготовлением фантомов человека и изучением полей поглощенных доз.

Известна композиция для получения ткансэквивалентного материала «mix-D», со- 10 держащая, вес. /е. парафиновый воск 60,8; полиэтилен 30,4; окись магнезии 6,4 и двуокись титана 2,4.

Материал, получаемый на основе этой композиции, имеет электронную плотность 15

3,36. 10" эл/см и эффективный атомный номер по фотоэлектрическому поглощению (Z„.,l„l,) 7,47.

Однако этот материал нс является полностью тканеэквивалентным для диапазона 20 энергий фотонов 10 — 60 кэв, свойства

«mix-D» при малых энергиях фотонов более соответствуют воде, чем тканям человека, Цель изобретения — расширение энерге- 25 тического диапазона тканеэквивалентности материала в область низких энергий фотонов, получение материала с хорошими конструкционными свойствами, стабильными во времени. 30

Это достигается тем, что композиция для получения тканеэквивалснтного материала состоит из следующих компонентов, взятых в соотношении, вес. ч.:

Полиметилметакрилат 2

Метилметакрилат 0,8 — 1,5

Диметилпаратол идин 1,7 10 "- — 3,3 10

Перекись бензоила 1,5.10 - — 3,0 10 — е

Na2S 05 2,8 10 - — 4,7 10-е

Композицию согласно изобретению готоьят тщательным псремешиваннсм полимстилмстакрилата, перекиси бснзонла и порошка с последующим добавлением мстилмстакрнлата и диметилпаратолундина. Образующуюся густую массу формируют в зависимости от предназначения модели и она затвердевает при температуре окружающей среды.

Получаемый материал легко поддается токарной, фрезерной и сверлильной обработке, представляет собой как однородныс слои различной толщины, так и модели сложной формы. Материал нсгигроскоппчсн и сохраняет свои свойства во времени, В качестве критериев тканеэквнвалентности получаемого нз композиции материала для диапазона энергий фотонов 10 — 60 кэв выоирают следующие.

461687

А; — массовое число 1-ro химического элемента;

Pi — весовая доля этого элемента; ьэ и Л13 — соответственно электронная плот5 ность материала и число Авагадро.

3. Равенство эффективных атомных номеров по когерентному рассеянию

1,5 т,5

10 эфф — — .-, . К1 - А ткани человека и тканеэквивалентного материала.

Основные параметры тканеэквивалентного материала, полученного на основе ком15 позиции по изобретению, по сравнению с параметрами мышечной ткани человека приведены в табл. 1.

7 ор1 Zi

У 1—

1 чо 41

Таблица 1

Электронная плотность, эл/г

Плотность, г/см при энергии фотонов, кэв

Zý,ô<1i эфф

Материал

13,6

17,4

20,5 59,6

Мышечная ткань:

3,3 10<э

3 25.10 ç

1,00

1,02

1,06

7,50

6,57

0,34

0,34

0,37

0,63

0,62

0,64

0,96

1,06

1,02

3,43

4,06

4,06 расчет эксперимент

Тканеэквивалентный материал

7,51

6,71

Стабильность характеристик тканеэквивалентности материала во времени проверялась в течение 4 лет путем сопоставления 20 относительных измерений интенсивности мягкого рентгеновского и 7-излучений, проходящих через образец тканеэквивалентного материала известной толщины, в идентичных геометрических условиях, а также 25 сопоставлением величин калибровочных коэффициентов детекторов, полученных с помощью тканеэквивалентного фантома, в идентичных геометрических условиях, но в разное время. В качестве образца тканеэк- 30 вивалентиого материала использовался диск диаметром 10 см и толщиной 5 мм. Измерение интенсивности мягкого рентгеновского и у-излучений в диапазоне энергий фотонов

13 — б0 кэв, прошедших через образцы, про- 35

Таблица 2

Энергетический диапазон регистрации

Год

10 — 25 кэв

35 — 84 кэв

1 0,02

1 0,02

1 0,02

Первый

Второй

Третий с1етвертый

1 0,02

1 0,02

1 0,02

1. Равенство электронных плотностей ткансэквивалснтиого материала и ткани человека.

2. Эффективный атомный номер по фотоэлектрическому поглощению

3,4 3,4

Z,ôô — е,.К, Zi тканеэквивалентного материала и ткани человека должны быть равны друг другу, при этом где Z; — атомный номер i-го химического элемента, входящего в состав материала;

Слой половинного ослабления, см водилось в условиях геометрии узкого пучка с использованием спектрометрических источников излучений (плутоний 239 и америций 241), Величина интенсивности регистрирующих излучений определялась по площади под фотопиками па спектрограммах в энергетических границах 10 — 25 кэв и 35 — 84 кэв.

В качестве детектирующей и регистрирующей аппаратуры использовался проточный пропорциональный счетчик с аргонметановым наполнением, сцинтиблок с тонким кристаллом NaI (Те) и многоканальный амплитудный анализатор.

Результаты испытаний приведены в табл. 2 (интенсивность излучения, прошедшего через слой тканеэквивалентного материала, дана в относительных единицах) 461687

Составитель Н. Просторова

Техред С, Антипенко

Корректоры: О, Данишева и T. Добровольская

Редактор Л. Письман

Заказ 2203/18 Тираж 666 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4/5 типография, пр. Сапунова, 2

Стабильность свойств тканеэквивалентного материала на основе композиции по изобретени1о во времени также косвенно подтверждается фантомными измерениями, проведенными в течение четырехлетнего периода.

Формула изобретения

Композиция для получения тканеэквивалснтного материала, отл и ч а ю ща я с я 10 тем, что, с целью расширения энергетического диапазона тканеэквивалентности материала в область низких энергий фотонов, получения материала с хорошими конструкционными свойствами, стабильными вовремени, она состоит из следующих компонентов, взятых в соотношении, вес. ч.:

Полиметилметакрилат 2

Метилметакрилат 0,8 — 1,5

Диметилпаратолуидин 1,7.10 — в — 3,3.10 а

Перекись бензоила 1,5 10 а — 3,0 10 —

1 1а2$205 2,8 10 а — 4,7 10 — а