METHODS FOR IMPROVING THE DRG-05M DOSIMETER IN BRACHYTHERAPY

Abstract

Relevance: The article discusses one of the ways to improve the DRG-05M dosimeter in brachytherapy by using new components and technologies in an improved scheme, which includes more accurate sensors, advanced signal processing techniques, efficient power cells, and other solutions. The application of such advanced components and technologies in the framework of DRG-05M dosimeter modernization is a new and original contribution to the field of dosimetry. The scientific novelty of the work is the improvement of the existing circuitry, namely, the improvement of the DRG-05M dosimeter’s electrical circuitry based on the analysis of its shortcomings. This includes replacing components, optimizing circuit structure, eliminating noise and interference, and improving the stability and accuracy of measurements. 1. дозиметрмен ФЭУ тұтынатын кернеу-1,5 кВ. біз 15 В ФЭУ ұсындық, бұл ағымдағы көрсеткіштен екі ретке төмен; 2. біз қазіргі дозиметрге қарағанда заманауи АЦТ микроконтроллерін пайдалануды ұсынамыз. Ұсынылған микроконтроллер өнімділігі жағынан жоғары, бұл өлшеу дәлдігіне тікелей әсер етеді; 3. біз бүкіл тізбектің қуат көзін максимум 15 в кернеуге ауыстыруды ұсынамыз. Дозиметрде бұрын қолданылған қуат блогы кернеуді 1,5 кВ-қа дейін арттырды және бірнеше вольтты шу шығарды. Жақсартылған схеманың сипаттамаларын дозиметрдің бастапқы нұсқасымен салыстыру брахитерапиядағы дозаны өлшеудің тиімділігін, сенімділігі мен дәлдігін көрсетеді. Пайдаланылған дереккөздердің тізімі: 1. Соколов А.К., Хайкович И.М., Дмитриев А.Н. Патент РФ 96124418/20, 25.12.1996. – Сцинтилляционный дозиметр. RU 6246 U1 МПК G01T 1/20 (1995.01) [Sokolov A.K., Khaikovich I.M., Dmitryev A.N. Patent. RF 96124418/20, 25.12.1996. – Scintillyatsyonnyi dozimetr RU 6246 U1 МПК G01T 1/20 (1995.01) (in Russ.)] https://www.fips.ru/cdfi/ fips.dll/ru?ty=29&docid=6246&ki=PM 2. Дозиметры ДРГ-05, ДРГ-05М / Паспорт ЖШ2.805.397 ПС. – 1987. [Dozimetry DRG-05, ДРГ-05М / Pasport ZhSh2.805.397 PS. – 1987. (in Russ.)]. 3. Федерков Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение. – М.: Энергоиздат, 1990. – 320 с. [Federkov B.G., Telets V.A. Microshemi TSAP i ATSP: funksionirovanie, parametri, primenenie. – M: Energoizdat, 1990. – 320 s. (in Russ.)]. http://scbist.com/knigi-i-zhurnaly/36127-b-g-fedorkov-vtelec-mikroshemy-cap-i-acp-1990-g.html 4. Texnic.ru. КР572ПВ5 схема [Texnic.ru. KR572PV5 sxema] . 19.12.2023. 5. Одинец А.И., Науменко А.П. Цифровые устройства: АЦП и ЦАП // Учеб. пособие. – Омск: Изд-во ИРСИД, 2006. – 48 с. [Odinec A.I., Naumenko A.P. Cifrovye ustrojstva: ACP i CAP // Ucheb. posobie. – Omsk: Izd-vo IRSID, 2006. – 48 s. (in Russ.)] https://rusneb.ru/ catalog/010003_000061_a3862e678cf0d42aab092b309ed1524a/ 6. Zloy Soft Company. №5872. Преобразователь постоянного напряжения 1.5В/15В [Zloy Soft Company. №5872. Preobrazovatel’ postoyannogo napryazheniya 1.5V/15V (in Russ.)]. http://cxema. my1.ru/publ/istochniki_pitanija/preobrazovateli_naprjazhenija/ preobrazovatel_postojannogo_naprjazhenija_1_5v_15v/101-1-0-5872 ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 22 Онкология и Радиология Казахстана, №4 (70) 2023 Зерттеудің ашықтығы: Авторлар осы мақаланың мазмұнына толық жауап береді. Мүдделер қақтығысы: Авторлар ешқандай мудделер қақтығысы жоқ деп мәлімдейді. Қаржыландыру: Бұл ғылыми зерттеу «Жанаспалы сәулелік терапияда дозиметриялық өлшемдерді метрологиялық қамтамасыз ету» МҚБ ғылыми бағдарламасын іске асыру шеңберінде, Қазақстан Республикасы Сауда және интеграция министрлігі BR12967832 ЖРН жүргізілді. Авторлардың салымдары: концепцияға қосқан үлесі – Төлегенова А.Т., Мұсаханов Д.А.; ғылыми дизайн – Датбаев К.Д., Өмірзақ М.С., Сейтов О.К.; мәлімделген ғылыми зерттеулерді жүзеге асыру – А.Т. Төлегенова, М.С. Өмірзақ; мәлімделген ғылыми зерттеулердің интерпретациясы – Датбаев К.Д., Сейтов О.К.; ғылыми мақаланың құрылуы – Төлегенова А.Т., Мұсаханов Д.А. Авторлар деректері: Төлегенова Аида Төлегенқызы (корреспонденциялаушы авторы) – ф.-м. ғ. к., PhD, қатты дене және сызықтық емес Физика кафедрасының доцентінің м.а., «Әл-Фараби атындағы ҚазҰУ» КеАҚ, Алматы, Қазақстан Республикасы, тел: +77079199951, e-mail: tulegenova.aida@gmail.com; ORCID ID: 0000-0002-5701-6674; Мұсаханов Досымхан Әбитханұлы – т.ғ.к., радиотехника, электроника және телекоммуникация кафедрасының оқытушызерттеушісі, «Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ» КеАҚ, Астана, Қазақстан Республикасы, тел: +77019989787, e-mail: Mussakhanov_da@enu.kz, ORCID ID: 0000-0002-1823-2526; Датбаев Қайыргелді Дәулетұлы – техника ғылымдарының магистрі, желілік үдеткіштерге қызмет көрсету жөніндегі инженер, дозиметрия және сәулелік терапияны физика-техникалық қамтамасыз ету бөлімшесі, «ҚазОРҒЗИ» АҚАлматы, Қазақстан Республикасы, тел: +77718507486, e-mail: kairdatbayev@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-0453-2878; Өмірзақ Мұрат Серікұлы – жаратылыстану ғылымдарының магистрі, желілік үдеткіштерге қызмет көрсету жөніндегі инженер, дозиметрия және сәулелік терапияны физика - техникалық қамтамасыз ету бөлімшесі, «ҚазОРҒЗИ» АҚ, Алматы, Қазақстан Республикасы, тел: +77779124411, e-mail: m.omirzaq@gmail.com, ORCID ID: 0009-0000-5026-6227; Сейтов Олжас Қайратұлы – жаратылыстану ғылымдарының магистрі, желілік үдеткіштерге қызмет көрсету жөніндегі инженер, дозиметрия және сәулелік терапияны физика - техникалық қамтамасыз ету бөлімшесі, «ҚазОРҒЗИ» АҚ, Алматы, Қазақстан Республикасы, тел: +77074857830, e-mail: olzhas_seitov@mail.ru, ORCID ID: 0009-0004-9477-3262. Хат-хабарларға арналған мекенжай: ТТөлегенова А.Т., «Әл-Фараби атындағы ҚазҰУ» КеАҚ, әл-Фараби даңғылы 71, Алматы, 050040, Қазақстан Республикасы. The study aimed to improve the DRG-05M dosimeter to provide more accurate and reliable radiation measurements in brachytherapy. Methods: The paper analyses the existing components and their use in the electrical circuit to improve the measurement accuracy of the DRG-05M dosimeter, offers a new electrical circuit based on the collected data and requirements, considering the optimal location of components, their characteristics, performed calculations, and modeled circuit operation. This scientific research was carried out within the framework of the PCF scientific program “Metrological support of dosimetric measurements in contact radiation therapy,” IRN BR12967832. Results: We have selected the components for improving the DRG-05M dosimeter:photomultiplier tube (PMT), analog-digital converter (ADC), indication unit, and power supply. The proposed changes to improve the DRG-05M dosimeter shall result in a very compact scintillation-type dosimeter. Its size and weight shall be reduced by at least 3 times; the accuracy and speed of measurement will increase, and the lifetime of the instrument shall improve. Conclusion: Improvement of the dosimeter in brachytherapy is an important task to ensure the accuracy and reliability of measurement in treating cancer. Using components such as PMT, calibration source, battery charger, and microcontroller KR572PV5 can significantly improve the operation of the DRG-05M dosimeter and increase the accuracy of radiation dose measurement in brachytherapy.