基于SiPM的塑料闪烁光纤剂量计的研制

作者：杨翠萍; 辛杰; 周冬冬; 李一秋; 柴林; 尤思梅; 张保国; 文万信; 张明; 王仁生^*

来源：核技术, 2019, 42(10): 43-49.

• 塑料闪烁光纤
• 硅光电倍增管
• 稳定性
• 剂量响应

放疗过程中,利用塑料闪烁光纤剂量计(Plastic Scintillator Fiber Dosimeters, PSFDs)对患者关键健康组织及肿瘤进行实时、高位置分辨的介入式剂量测量是质量保证(Quality Assurance, QA)最直接的手段之一。为研究PSFDs的实际应用情况,研制一套基于连续剂量读出的实用型塑料闪烁光纤剂量计。该剂量计以硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier, SiPM)作为光电转换器件,通过测量SiPM输出电流实现剂量测量。利用发光二极管(Light Emitting Diode, LED)脉冲光源与小动物图像引导放射治疗机,对该剂量计的时间稳定性、重复性、温度响应、白光纤曲率响应以及动态范围等进行了系统研究。实验结果表明:恒温20℃,剂量计8 h内连续工作,输出电流变化小于1%,32 h间断工作输出电流变化小于0.5%;温度变化小于0.5℃,白光纤曲率半径大于11 cm,输出电流变化小于1%;剂量计线性动态范围可达100～9 000 cGy·min-1。该剂量计基本满足临床剂量验证的要求。

• 单位
  中国计量科学研究院; 南京脑科医院; 苏州大学; 苏州大学附属第一医院