[发明专利]一种三维Fricke凝胶剂量计、其制备方法及应用

说明书

本公开属于Fricke凝胶剂量计技术领域，具体涉及一种三维Fricke凝胶剂量计、其制备方法及应用。为了对辐射剂量进行准确的判断，本领域内通常采用Fricke剂量计对辐射剂量进行测量。本公开提供了一种个体化、拟人化的三维Fricke凝胶剂量计，采集患者待辐照部位的信息，并通过3D打印技术制成体模，有利于对病人个体提供更为精确的测定结果。

技术领域

本公开属于Fricke凝胶剂量计技术领域，具体涉及一种三维Fricke凝胶剂量计，所述凝胶剂量计的制备方法及应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

在临床治疗中，为了降低辐射对正常组织的影响，医护人员需要对放疗剂量进行准确的控制。目前先后出现了点剂量验证、面剂量验证、三维剂量验证等方法，具体包括电离室胶片、半导体阵列、电离室矩阵、凝胶剂量计等。其中，三维剂量验证可以一次性显示靶区中任意一点的剂量，并且实现三维剂量分布的验证，在辐射剂量测定中具有较为广泛的应用。凝胶剂量计是一种以人体等效组织材料作为载体，均匀分布辐射敏感化合物的辐射剂量测定体模，它结合了组织等效体模和剂量计的双重功能，不需要向凝胶里插入探测器就可记录辐射场的三维分布，是一应用前景广泛的剂量验证设备。

三维Fricke凝胶剂量计是本领域常用的凝胶剂量计。将硫酸亚铁溶液(即Fricke溶液)与凝胶结合，在射线(X或Y线)的作用下，Fe²⁺转化成Fe³⁺。体模中加入螯合剂二甲酚橙，能选择性的与Fe³⁺特异性的结合，降低氧化还原电势，促进Fe²⁺的转化，使颜色变化更明显。Fe²⁺和二甲酚橙在酸性环境下呈现黄色络合物，辐照后，生成Fe³⁺和二甲酚橙络合物会呈现橙-紫色。在一定的范围内，Fe²⁺的转化效率跟射线量成正比。辐照完成后体模会呈现不同的颜色分布，因此可以观察体模不同深度，不同位置的剂量的空间分布。

然而，发明人在研究中发现，病人个体是具有唯一特征的，且病变部位、类型均不相同，现有的各种剂量计无法对病人个体的剂量计划进行验证。

发明内容

基于上述研究背景，本公开提供了一种个性化的三维凝胶剂量计。根据每个患者的医学图像数据进行3D打印，打印出该患者进行放疗部位的模具。向模具中灌入该部位的等效组织材料(凝胶、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯醇(PVA)等)、硫酸亚铁铵、氯化钠、二甲苯酚橙、硫酸等材料的混合物，通过观察体模的颜色变化及Fe²⁺到Fe³⁺的转化量来进行剂量验证。

本公开第一方面，提供一种三维Fricke凝胶剂量计，所述三维Fricke凝胶剂量计由以下原料构成：空心模具、水、等效组织材料、硫酸亚铁铵、氯化钠、二甲苯酚橙及硫酸。

优选的，所述等效组织材料包括多糖、明胶、PVC、PVA、琼脂糖或结冷胶等。

具体的，所述等效材料依据待测的人体组织进行选择，选择与待测人体组织CT值相近的等效材料。

优选的，所述水、等效组织材料、硫酸亚铁铵、氯化钠、二甲苯酚橙及硫酸的质量比为：100：(0.3～10)：(0.01～1)：(0.001～0.1)：(0.001～0.15)：(0.05～5)。

本公开第二方面，提供第一方面所述三维Fricke凝胶剂量计的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)打印待辐射部位轮廓模具；

(2)将水、等效组织材料、硫酸亚铁铵、氯化钠、二甲苯酚橙及硫酸按比例混合得的溶液倒入空心模具中，并使其冷却成为胶状。