Zusammenfassung
Ziel: Die Möglichkeit, mit den in den Kameras von Smartphones verwendeten (CMOS-)Chips neben sichtbarem Licht auch andere elektromagnetische Strahlung zu registrieren, führte zu der Entwicklung von Apps zur Messung ionisierender Strahlung. Ziel der vorliegenden Studie war es, die Genauigkeit dieser Messmethode exemplarisch zu überprüfen und mögliche Anwendungsbereiche zu identifizieren.
Material und Methoden: Es wurden 2 Apps auf 2 Hardwareplattformen im Vergleich zu einem geeichten Ionisationsmessgerät und einem elektronischen Personendosimeter getestet. Zur Erstellung der Kalibrierungskurve dienten Dosisraten zwischen 12 700 µSv/h und 5,7 µSv/h. Der Einsatz der Apps für die Messung der Streustrahlung eines C-Bogens erfolgte an einem Alderson-Rando-Phantom.
Ergebnisse: Während eine App sich als unbrauchbar erwies, ergaben sich bei der anderen folgende Messwerte: Die seitlich am Phantom gemessene Streustrahlung lag mit 117 µSv/h (2 m Abstand) bis 5910 µSv/h (0,3 m Abstand) jeweils ca. um den Faktor 1,4 unterhalb der mit der Ionisationsmesskammer ermittelten Werte. Auf Höhe der Schilddrüse eines Untersuchers wurden 4200 – 4400 µSv/h gemessen. Bei geringem Abstand zum Phantom zeigte sich eine starke Winkelabhängigkeit der Messergebnisse. In 0,3 m Abstand war bei einem Abkippen des Smartphones um 45° nach unten eine Abnahme von 3000 µSv/h auf 972 µSv/h, nach oben eine Zunahme auf 5000 µSv/h zu verzeichnen. Im Abstand von 1 m war dieser Effekt deutlich schwächer.
Schlussfolgerung: Es konnte gezeigt werden, dass ein Nachweis ionisierender Strahlung mit Smartphone-Kameras prinzipiell möglich ist. Trotz überraschend guter Messergebnisse ist die Genauigkeit aufgrund starker Winkelabhängigkeit für die Personendosimetrie nicht ausreichend. Eine qualitative Aussage im Sinne eines Dosiswarners ist jedoch möglich.
Abstract
Purpose: Smartphone apps for measuring ionizing radiation use the capability of (CMOS) camera chips to detect not only perceivable light but also electromagnetic wave radiation. The present study evaluates the accuracy of hardware and software and defines possible applications for the detection of X-ray radiation fields.
Materials and Methods: 2 apps and 2 different devices were tested in comparison with a calibrated ionization chamber and a personal electronic dosimeter. A calibration curve was determined for dose rates between 12 700 µSv/h and 5.7 µSv/h generated by a C-arm system.
Results: The measured scattered radiation produced by an Alderson-Rando phantom ranged from 117 µSv/h (at a distance of 2 m) to 5910 µSv/h (at a distance of 0.3 m) and was 1.4 times less than the values of the ionization chamber. The exposure rate for the operator’s thyroid was within 4200 – 4400 µSv/h. We found a strong dependence of the measurements on the angulation of the Smartphone, especially for short distances from the phantom (at a distance of 0.3 m, a 45° rotation downwards in a vertical direction caused a decrease from 3000 µSv/h to 972 µSv/h, while an upwards rotation resulted in an increase to 5000 µSv/h). For a distance of 1 m, this effect was remarkably smaller.
Conclusion: Smartphones can be used to detect ionizing radiation but showed limited accuracy and are heavily dependent on the angulation of the device. Qualitative measurements and utilization for dose alerts are possible.
Key words
radiation safety - technical aspects - radiation - technology assessment
