基于动态管控的辐射风险预警系统及其方法与流程

专利2025-07-19  17


本技术涉及辐射风险管控,具体而言,涉及一种基于动态管控的辐射风险预警系统。


背景技术:

1、目前,核医学介入诊疗、粒子植入及医用加速器放疗已广泛运用于肿瘤治疗,部分辐射工作人员处于相对较高的辐射环境中。对于辐射工作人员在辐射环境中的辐射剂量监控方式,一般使用辐射剂量测量设备监测辐射工作人员的个人辐射累积剂量,通常获取一个季度所受照辐射剂量。对受照剂量较高者须查明原因作出整改,甚至会采取调整工作方式或调动岗位的方式进行保护。然而,市场广泛使用的个人剂量计基本为测量受照躯体,对长期低剂量辐射易造成损伤的眼晶状体无法监测预警。

2、在实际工作中,工作人员受到的辐射并不均匀,辐射剂量的大小会因为工作流程、与辐射源接触的距离和时间等因素有关。如此,根据季度来判断工作人员相关器官部位受到的辐射量是否在合理的范围内,以及对可能导致的辐射损伤的预警缺乏时效性。在实践中,难以及时的为辐射工作人员发出辐射风险预警信息,极大可能导致工作人员的健康受到损害。


技术实现思路

1、本技术的内容部分用于以简要的形式介绍构思,这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本技术的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征,也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

2、作为本技术的第一个方面,为了解决无法给辐射区域工作人员及时发出辐射风险提醒的技术问题,本技术提供了一种基于动态管控的辐射风险预警系统,包括:

3、探测模块,设置于使用者的探测位置,用于获取探测位置的辐射信息;

4、主控模块,与探测模块信号连接,用于接收辐射信息,并将辐射信息处理为辐射剂量信息;

5、辐射剂量信息包括瞬时剂量率和累积辐射剂量;

6、输入模块,用于输入工作参数,将工作参数发送至预警模块,工作参数包括操作作业时间、剂量限值以及剂量约束值;

7、预警模块,用于接收辐射剂量信息,在累积辐射剂量超过累积剂量阈值信息和/或瞬时剂量率超过剂量率阈值信息时发出报警信息;

8、指导模块,在预警模块发出报警信息时,同步生成指导信息;

9、其中,预警模块根据工作参数生成累积剂量阈值信息和剂量率阈值信息;

10、所述指导信息至少包括更换高等级的防护用品、缩短近距离操作辐射源的时间、远离辐射源、暂停操作工作。

11、本技术所提供的技术方案中,通过在使用者的各个部位设置对应的探测模块,用于获取各部位的辐射信息。经主控模块换算的辐射剂量信息包括瞬时剂量率及叠加累积获得的累积辐射剂量。所以,预警模块以此为基准,能够准确的判断使用者当前的辐射水平。当使用者的辐射剂量信息超过阈值时即刻发出预警信息提醒,警示使用者采取防护措施。同时,指导模块根据预警信息,同步生成指导信息,引导使用者及时调整操作方式,如此本技术的方案能够及时的给使用者发出辐射风险预警,并指导使用者如何最大限度的减少辐射伤害。

12、操作者在使用过程中很多部位都容易受到辐射源的影响。针对这一问题,本技术提供了如下技术方案:

13、进一步的,探测模块包括若干个探测单元;

14、至少一个探测单元设置在使用者的眼部,用于监测眼部的辐射信息;

15、至少一个探测单元设置在使用者的腕部,用于监测手部的辐射信息;

16、至少一个探测单元设置在使用者胸部,用于监测胸部的辐射信息。

17、本技术所提供的技术方案中,通过在眼部、手部以及胸部设置探测单元,能够对使用者的眼睛、手部和胸部等关键器官部位展开辐射剂量监测,及时准确的评估患者的辐射风险水平。

18、进一步的,所述的眼部探测单元、胸部探测单元以及腕部探测单元均包括探测单元;

19、所述探测单元包括:

20、探测组件,用于接收环境中的放射性射线,以得到表征射线强度的模拟信号;

21、信号处理元件,与探测组件信号连接,用于探测组件采集生成的模拟信号转化为辐射信息;

22、信号传输元件,与信号处理元件连接,将辐射信息发送至主控模块;

23、探测器电源,用于给探测组件中的各元件提供电力。

24、本技术所提供的技术方案中,采用数据信息来表征使用者所受照放射性射线的辐射强度,虽然并非精确无误,但是能够满足对辐射风险预警的需求,准确的衡量使用者所受辐射照射情况。

25、进一步的,探测组件包括pin探测器和czt探测器。

26、本技术所提供的技术方案中,通过设置两种不同量程的探测器,能够准确的探测到工作环境中辐射量的变化情况,并且这两种探测器的体积小,能够便于将探测器布置在不同的区域。

27、进一步的,所述探测单元还包括tld,用于获取使用者各部位的累积剂量。

28、进一步的,主控模块根据tld上传累积剂量校正累积辐射剂量。

29、本技术所提供的技术方案中,通过设置tld能够准确测量使用者在工作过程中的累积辐射剂量。并且还能够对探测单元探测到的累积剂量进行校对。

30、从接收探测组件探测放射性射线生成的模拟信号来判断使用者受照辐射强度,结果易受噪声干扰,出现异常信号造成预警模块错误报警,影响作业人员的正常工作进度,降低工作效率。

31、进一步的,主控模块包括:

32、无线传输单元,与各探测单元信号连接,用于接收各探测单元传输的辐射信息;

33、数据处理单元,与无线传输单元信号连接,剔除各辐射信息中的异常值,通过剂量换算将辐射信息转化为辐射剂量信息;

34、数据传输单元,用于将辐射剂量信息发送至预警模块;

35、存储单元,用于储存辐射剂量信息;

36、主控电源,用于给主控模块中的各单元供电。

37、本技术所提供的技术方案中,通过剔除异常数据信息,能够去掉因电路噪声而产生的异常信号,避免因生成异常辐射剂量值而发出失真报警,干扰现场操作,影响工作效率。

38、进一步的,预警模块包括:

39、剂量评估单元,从工作参数中提取出剂量限值以及剂量约束值,根据工作时间设置剂量率限值和剂量率约束值;

40、将剂量限值、剂量约束值、剂量率限值以及剂量率约束值分别设置为第一警示阈值、第二警示阈值、第三警示阈值以及第四警示阈值;

41、在辐射剂量信息中的瞬时剂量率和累积辐射剂量至少一项超过第一警示阈值、第二警示阈值、第三警示阈值以及第四警示阈值时生成报警信息;

42、报警单元,与剂量评估单元信号连接,用于接收报警信息以生成报警指示信号;所述报警指示信号包括生成该报警信息的探测单元的监测部位。

43、图像显示单元,通过数字模式和变色条形动态图呈现当前各部位的辐射剂量信息;超出第一警示阈值、第二警示阈值、第三警示阈值以及第四警示阈值的辐射剂量信息将以不同颜色闪烁显示在对应部位处作出警示。

44、本技术所提供的技术方案中,对于使用者的辐射风险监测两个维度的相关信息。第一维度为长期维度的累积辐射剂量,也就是使用者在长期工作中,如果接收到的辐射剂量超过了剂量约束值甚至超过了剂量限值,则会发出报警。第二个维度的信息为瞬时维度的瞬时剂量率,也就是使用者当前所受的瞬时剂量率过高,超过了剂量率约束值甚至超过了剂量率限值也会发出预警信号。所以本技术能够从长期维度和瞬时维度这两个维度监控使用者的辐射风险。

45、作为本技术的第二个方面,现有的防辐射眼罩中的镜片,一般采用含铅的玻璃制作。为了增加防辐射性能,减少放射线对眼睛的伤害,会增加镜片中铅元素的含量,而铅元素过高会影响镜片的透光性。针对这一问题,本技术提供了如下技术方案:

46、进一步的,所述的辐射风险预警系统还包括防辐射眼罩,防辐射眼罩包括用于使用者视线穿过的陶瓷玻璃镜片,所述陶瓷玻璃镜片为石榴石陶瓷材质。

47、本技术所提供的技术方案中,因为采用石榴陶瓷制作镜片,所以能够利用石榴陶瓷中含有高原子序数元素的特性,吸收高能辐射,降低对使用者的辐射。同时,石榴陶瓷还具有高透光性,进而增加受试者在作业时的准确性。

48、使用者在操作时,陶瓷玻璃镜片会与使用者的皮肤相互接触,所以容易对使用者造成不适,同时使用者口鼻呼出的气体在通过陶瓷玻璃镜片与使用者面部之间的缝隙后,容易在陶瓷玻璃镜片上留下雾气,影响观察效果。针对这一问题,本技术提供了如下技术方案:

49、进一步的,所述陶瓷玻璃镜片的外边缘包裹有防护垫。

50、本方案中,通过在陶瓷玻璃镜片的外边缘包裹防护垫,能够增加佩戴使用的舒适度;防护垫分布光学陶瓷四周,可阻隔呼出的气体从陶瓷玻璃镜片与面部间的间隙进入到陶瓷玻璃镜片和眼睛之间,减少在陶瓷玻璃镜片上留下的雾气,增加操作时的清晰度。

51、进一步的,陶瓷玻璃镜片为弧形,陶瓷玻璃镜片的下方设置有与使用者鼻梁部分对应的开口。

52、本技术所提供的技术方案中,通过将陶瓷玻璃镜片设置为弧形,并在上面开设与使用者鼻梁对应的开口,能够更加贴合使用者的脸型,增加防护效果,同时减少陶瓷玻璃镜片与使用者面部的缝隙。

53、介入诊疗、粒子植入及加速器放疗等相关操作,在实际中会存在不同的辐射环境。不同的辐射环境对于辐射防护的要求不同。过高的防护等级的陶瓷镜片,在重量、透光性上不佳。为了避免工作人员无法灵活的使用与辐射环境对应的陶瓷镜片。本技术提供了如下技术方案:

54、进一步的,防辐射眼罩还包括连接装置,连接装置用于将陶瓷玻璃镜片佩戴在使用者面部,陶瓷玻璃镜片与连接装置可拆卸连接。

55、本技术所提供的技术方案中,通过设置连接装置,并让连接装置与陶瓷玻璃镜片可拆卸连接,在实践中可以根据需求更换不同防护等级的陶瓷玻璃镜片,让工作人员能够根据需求,灵活的选择合适的陶瓷玻璃镜片。

56、现有的防护眼罩质量较重、佩戴不稳定,使用者在操作中容易出现防护眼罩脱落,进而导致使用者的眼睛会受到大量辐射。针对这一问题,本技术提供如下技术方案:

57、进一步的,所述连接装置包括:

58、固定带,首尾两端分别连接至陶瓷玻璃镜片的首尾两端,固定带和陶瓷玻璃镜片围拢成环形,以套在使用者头上;

59、辅助带,首尾两端分别连接在固定带上,辅助带绕过使用者的下巴;

60、连接带,一端与固定带相连,另一端与辅助带相连,使用者的耳朵位于连接带与辅助带之间。

61、进一步的,固定带与防护垫通过活动关节可拆卸连接。

62、本技术所提供的技术方案中,通过设置固定带、辅助带以及连接带,能够更全面的固定陶瓷玻璃镜片,避免陶瓷玻璃镜片在操作中位移,减少了使用者的眼睛受到大量辐射照射的风险。

63、进一步的,防护垫上设置有卡槽,卡槽用于插入探测模块和主控模块。

64、因为有无陶瓷玻璃镜片防护的辐射量差异较大,所以将探测模块设置在固定架上难以准确的测量出使用者眼睛受到的辐射。针对这一问题,本技术提供了如下技术方案:

65、进一步的,探测模块设置于使用者眼睛上方,并位于陶瓷玻璃镜片和使用者的眼睛之间。

66、本技术所提供的技术方案中,通过将探测模块设置在陶瓷玻璃镜片和使用者的眼睛之间,能够让探测模块探测穿过陶瓷玻璃镜片的辐射量,进而准确的测量到使用者眼睛所受到的辐射情况。

67、作为本技术的第三个方面,本技术提供了一种基于动态管控的辐射风险预警方法,运用于前述的基于动态管控的辐射风险预警系统中,包括如下步骤:

68、步骤1:在使用者的眼部、腕部以及胸部设置探测单元,获取辐射信息;

69、步骤2:向预警模块输入工作参数,预警模块根据工作参数得到剂量限值、剂量约束值、剂量率限值以及剂量率约束值;

70、步骤3:主控模块接收辐射信息,甄别筛选辐射信息,经剂量换算获得辐射剂量信息,并发送至预警模块;

71、步骤4:预警模块接收的辐射剂量信息和工作参数;根据工作参数生成剂量限值、剂量约束值、剂量率限值以及剂量率约束值;

72、步骤5:当瞬时剂量率超过剂量率约束值时预警模块发出报警信息,指导模块发出提醒工作人员选用更高等级防护用具的提示信息;

73、当瞬时剂量率超过剂量率限值时预警模块发出报警信息,指导模块发出提醒工作人员注意辐射源位置的提示信息,远离辐射源;

74、当累积辐射剂量超过剂量约束值时预警模块发出报警信息,指导模块发出提醒工作人员注意工作时间;

75、当累积辐射剂量超过剂量限值时预警模块发出报警信息,指导模块发出警示工作人员暂停操作工作的信号。

76、本技术所提供的动态管控的辐射风险预警方法能够及时的对辐射中的工作人员进行预警。在工作人员受到的瞬时剂量率偏高发出预警时,及时提示使用者调整操作流程和方法,避免工作人员受高剂量辐射照射发生辐射损伤。


技术特征:

1.一种基于动态管控的辐射风险预警系统,包括,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的基于动态管控的辐射风险预警系统,其特征在于:探测模块包括若干个探测单元;

3.根据权利要求2所述的基于动态管控的辐射风险预警系统,其特征在于:所述探测单元包括:

4.根据权利要求2所述的基于动态管控的辐射风险预警系统,其特征在于:所述探测单元还包括tld,用于获取使用者各部位的累积剂量。

5.根据权利要求1所述的基于动态管控的辐射风险预警系统,其特征在于:主控模块包括:

6.根据权利要求5所述的基于动态管控的辐射风险预警系统,其特征在于:预警模块包括:

7.根据权利要求5所述的基于动态管控的辐射风险预警系统,其特征在于:

8.根据权利要求1所述的基于动态管控的辐射风险预警系统,其特征在于:

9.一种基于动态管控的辐射风险预警方法,运用于权利要求2~8任一项所述的基于动态管控的辐射风险预警系统中,其特征在于,包括如下步骤:


技术总结
本申请涉及辐射风险管控技术领域,公开了一种基于动态管控的辐射风险预警系统及其方法,包括:防辐射眼罩,用于佩戴在使用者面部;探测模块,设置在防辐射眼罩上,用于探测辐射剂量;主控模块,与探测模块信号连接,用于辐射剂量处理;预警模块,根据录入的工作参数获取警示阈值,并在接收辐射剂量信息超出警示阈值时发出报警信息;其中,工作参数包括操作作业时间、剂量限值以及剂量约束值。本申请所提供的技术方案中,现场操作人员根据辐射风险管控系统给出剂量预警提示立刻采取防护措施,迅速调整操作方法和作业流程,确保在安全工作的前提下尽可能做到受照辐射剂量最小化,保障辐射工作人员和环境的辐射安全。

技术研发人员:徐立鹏,刘敏,袁柯,郭豪,彭毅,吴骏翔,黎杰,王先良,李林涛,彭光,文诗静
受保护的技术使用者:四川省肿瘤医院
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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