Вещество для измерения поглощенных доз рентгеновского и гамма-излучения в компактной костной ткани и способ его получения

 

0 Йгсх Й н е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Соар алистических

Республик пп 542434 (6)) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 160775 {2f) 2156583/25 с присоединением заявки Ю (23) Приоритет— а 01 т 1/11

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.387. .424(088.8) Опубликовано 25.1279- Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 2812.79 (72) Авторы изобретения

Л.З. Калмыков и A.Ã. Васильев (71) Заявитель харьковский научно-исследовательский институт медицинской радиологии Министерства здравоохранения Украинской CCP (54) ВЕЩЕСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОГЛОЩЕННЫХ ДОЗ РЕНТГЕНОВСКОГО

И " -ИЗЛУЧЕНИЙ В KOHIIAKTHOA КОСТНОЙ ТКАНИ

И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к области .измерения ионизирующих излучений, точнее к веществам, используемьм в качестве детекторов для измерения поглощенных доз. Костноэквивалентное вещество необходимо для измерения доэ, поглощенных компактной костной тканью, при дозиметрическом обосновании лучевой терапии больных и при экспериментальном облучении животных.

В состав компактной костной ткани входят Са„ P kg Na, К, $ и элементы с низкими атомными номерами—

Н, С, О, N. Элементарный химический состав кости существенно зависит от 15 возраста, пола, вида кости, а также от вида позвоночного (1) . Это приводит к различиям поглощения и рассеяния излучения в кости различного состава. 20

Изв ес тны дозиметры на основе k рНсталлов LiF, обладающих способностью запасать при облучении энергию ионизирующего излучения и люминесцировать при последующем нагревании — термолюминесценция (?). Интенсивность термолюминесценции и светосумма являются мерой дозы излучения. По дозиметрическим характеристикам LiF близок к мягким тканям и его широко исполь- 30 эуют в радиационной биологии и медИ цине как тканеэквивалентный дозиметр.

Известно применение в дозиметрии также порошкообразного LiF в том числе в виде смеси порошкообраэного LiF с веществам, не обладающим те иолюминесценцией — тетрафторзтиленом (тефлоном), в соотношении 1:(3-5) (3) . Такие смеси дозиметрически эквивалентны мягким тканям. Их нельзя использо. вать для непосредственного измерения поглощенных доэ в костной ткани ввиду необходимости учета расчетным путем влияния атомного состава доэиметра и кости, а также размеров и формы дозиметра.

Известен дозиметр для измерения поглощенных доэ в компактной костной ткани на основе LiF (4). Он представляет собой порошок LiF (45 мг), заключенный в тефлоновую или полиэтиленовую оболочку цилиндрической или прямоугольной формы, его объем 0,130,30 см . Такой дозиметр состоит из химических элементов с ни зк ими атомными номерами,:его плотность ниже плотности компактной костной ткани и, следовательно, он не является костноэквивалентным. Поэтому измеренная до" . за зависит от атомного состава дозиметра и ок ружающей его среды от а зме ров и формы дозиметра. При изме еразни ях необходимо расчетным путем нахоередить поправ очные коэффициенты, что ,усложняет процесс измерения и увеличивает погрешности.

Цель изобретения — создание дозиметрической эквивалентности компактной костной ткани, упрощение процесса измерения и уменьшение погрешностей.

Это достигается тем, что к высоко« 0 дисперсному порошку LiF добавляют порошки солей, не дающих мешающего сигнала термолюминесценции, в следующих пропорциях, вес. Ъ: LiF 27,3

45,6; Са (Р04) 43,0 59,0; СаСО 6,910,3; Ng2P2 07 0,5-1,81 Йа2Я04 0,91 г 9; К Я04 0,1-0,4 ° При этом легкие элементы Н, N.è частично С и О, входящие в кость, заменяются на Li. u F— элементы с близкими им атомными номерами. Благодаря близости элементарного химического состава кости и костноэквивалентного вещества, значения массовых коэффициентов передачи энергии, которые определяют до- 25 зиметрическое подобие двух сред,совпадают.

Костноэквивалентное вещество готовят следующим образом. Тщательно смешивают порошки термолюминофора LiF 30 и других компонентов квалификации

XЧ. Используют порошки с размерами частиц 10-30 мк. Для получения плотности, равной плотности компактной кости (1,8-2,2 r/см ), смесь прес- 35 суют, например, в таблетки, Толщину и диаметр таблетки — детектора выби" рают в зависимости от задач исследования„ Возможно получение детекторов с объемом около 0 01 см что на

I 1 40 порядок меньше по сравнению с прототипом, Пример . Вещество эквивалентное бедренной кости половозрелых,человека и крысы, имеет состав, вес.Ъ:

Компонент Состав вещества для кости, вес. Ф: человека . крысы

1,8

LiF 45,6 27,3

Са (Р04) 43 9 59,0

СаСО9 8,4 10,3

0,8

ЫааЯОФ 1,0 l 4

К ЯО4 0,3 012

Смесь порошков с укаэанным соотношением компонентов прессуют в таблетки диаметром 4-8 мм при давлении

20-30 кг/см . При измерении костно2

ЦНИИПИ Заказ 8097/4

542434 4 эквивалентный детектор помещают в компактную кость на место удаленного ее участка. Дозу рентгеновского и -излучений в диапазоне 10-10 рад измеряют по терколюминесценции Облученных таблеток на стандартных yc— тановхах для измерения термолюминесценции.

Вследствие равенства массовых коэффициентов передачи энергии и плотности исследуемой и дозиметрической сред достигается радиационное подобие этих сред для рентгеновского и -излучений. Поэтому доза, поглощенная в детекторе из костноэквивалентного вещества, равна дозе, поглощенной в кости. Доэиметрическое подобие дает воэможность испольэовать детекторы из костноэквивалентного вещества произвольных размеров и формы. Вещество сохраняет многие положительные качества LiF (длительность хранения информации, воэможность повторного использования, химическая устойчивость и др.). формула изобретения

1. Вещество для измерения поглощенных доэ рентгеновского и -излучений в компактной костной ткани различного состава, содержащее порошкообразный термолюминофор LiF, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью создания дозиметрической эквивалентности костной ткани, упрощения процесса измерения и уменьшения погрешностей, к термоломиноформу добавлены хиьжческие соединения, не дающие мешающего сигнала термолюминесценции: LiF, СаЭ(P04)2, САСО> Ия Р 07 Иа2ЯО4

К2ЯО+, причем компоненты взятй в следующем соотношении, вес. В:

LiF 27,3-45,6

Ca>(PO+) < 43,0-59 0

СаСО > 6,9-10,3

М92Р2 07 0 5-1,8

Na2SO4 0,9-1,9

К ЯО+ 0,1-0,4

2. Способ получения вещества по и. 1, отличающийся тем, что порошки укаэанных компонентов с размером частиц 10-30 мк перемешивают и прессуют до плотности, соответствующей плотности костной ткани.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. B11ti R.М., PeIIegrino Е.D.

З Bone and goint Surg 1969, 51(A, 3, 55 456-466.

2. Шварц К.К. и др, Термолюминесцентная дозиметрия. Рига, Зинатне, 1968.

3. Патент ФРГ 9 9017532, 60 21 q 18/02, 71.

4. J. Novothy et aI, StrahIentheгар1I 144, 2, 222-226, 1972.

Тираж 688 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4