[發明專利]自校正、多曲線擬合數字式劑量監控方法和系統

有效

• 申請號: 201010143793.4
• 申請日: 2010-04-12
• 公開（公告）號: CN101797423A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 柘江;吳建興;王春波;王小軍;高陽;薛小峰;鄧勇
• 申請（專利權）人: 江蘇海明醫療器械有限公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10;H05G1/26
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;高燕燕

技術領域

本發明涉及放射治療器械的技術領域，具體涉及自校正、多曲線擬合數字式劑量監控方法和系統。

背景技術

劑量監控系統是將醫用電子加速器的X輻射或電子輻射應用于放射治療的基礎之一。安全、準確、可靠地傳送所需的劑量正是劑量監控系統的主要功能。

在放射治療過程中，劑量監控系統采用透射型電離室采集電子加速器的實際劑量率，并發送給監控主機，由監控主機根據實際劑量率調整后續給予劑量率的大小，以保證向病人安全、準確、可靠地傳送所需劑量。

但是，電離室輸出信號與實際劑量率并非簡單的線性關系，如果不對電離室的輸出信號進行校正，那么在劑量率有較大變化的情況下，監控劑量與實際劑量就會有較大的偏差。在這種情況下，監控主機根據電離室采集的實際劑量率信號進行劑量率調節不夠精確，從而導致給予的劑量不符合病人需求，危害病人健康。

發明內容

本發明提供了一種自校正、多曲線擬合數字式劑量監控方法，該方法能夠在劑量率有較大變化的情況下，減小監控到的劑量與實際劑量的偏差。

該方法包括：

預先采集不同劑量率射束照射下對應的電離室輸出信號的大小，將采集的電離室輸出信號進行分段，根據采集數據進行分段擬合，得到各電離室輸出信號分段的擬合函數；

記錄電離室輸出信號分段與擬合函數之間的對應關系；

在實際監控過程中，采集當前電離室的輸出信號，查找建立的對應關系，查找到當前電離室輸出信號所在的分段，以及該所在分段對應的擬合函數；采用得到的擬合函數計算當前電離室的輸出信號對應的當前劑量率；再采用當前工作溫度和大氣壓力對當前劑量率進行再次校正，得到精確的當前劑量率。

為了減少存儲量，建立對應關系時，記錄電離室輸出信號與擬合函數的參數之間的對應關系，約定各分段的函數類型，例如是一次函數還是二次函數，那么在根據對應關系獲取分段函數時，根據當前電離室的輸出信號查找所述對應關系，獲得當前電離室輸出信號所在分段以及該所在分段對應的擬合函數的參數，再根據獲得的擬合函數的參數以及預先約定的各分段的函數類型，組成擬合函數，將當前電離室的輸出信號值代入擬合函數得到當前劑量率。

本發明還提供了一種自校正、多曲線擬合數字式劑量監控系統，該系統包括兩路監控通道，每一路監控通道都包括電離室、前置放大板和劑量監控板；

對于每一路監控通道：

電離室被分為兩部分，輸出第一信號和第二信號；其中，其中一個電離室被分為左右兩部分，輸出左信號和右信號，另一個電離室被分為前后兩部分，輸出前信號和后信號；

在電離室安裝的溫度傳感器輸出電離室的溫度信號、氣壓傳感器輸出電離室的氣壓信號；第一信號、第二信號、溫度信號和氣壓信號經過前置放大板的放大輸入給劑量監控板；

劑量監控板包括箝位模塊、脈沖積分模塊、模數轉換模塊、同步脈沖差分模塊以及單片機；所述同步脈沖差分模塊將同步脈沖信號進行差分處理后，送入脈沖積分模塊和單片機；所述第一信號和第二信號分別通過箝位模塊的箝位處理和脈沖積分模塊的脈沖積分處理輸入模數轉換模塊，溫度信號和氣壓信號輸入模數轉換模塊；

模數轉換模塊對第一信號、第二信號、溫度信號和氣壓信號進行模數轉換輸入單片機；

單片機記錄有電離室輸出信號分段與擬合函數之間的對應關系，該對應關系的確定方式為：預先采集不同劑量率射束照射下對應的電離室輸出信號的大小，將采集的電離室輸出信號進行分段，根據采集數據進行分段擬合，得到各電離室輸出信號分段的擬合函數，之后建立電離室輸出信號分段與擬合函數之間的對應關系；

在實際監控過程中，所述單片機接收來自模數轉換模塊的第一信號、第二信號、溫度信號和氣壓信號，將第一信號和第二信號相加，根據相加結果在自身記錄的所述對應關系中查找到當前電離室輸出信號所在分段，以及該所在分段對應的擬合函數；采用得到的擬合函數計算電離室的當前輸出信號對應的當前劑量率，再采用電離室的當前工作溫度和大氣壓力對當前劑量率進行再次校正，得到精確的當前劑量率。

由以上方案可以看出，采用該方法預先根據采集值進行數據擬合，擬合函數為分段函數，從而建立起電離室輸出信號與實際劑量率的實際非線性對應關系，并非簡單的線性關系，因此本發明的監控系統能夠獲得精確的實際劑量率，即便在劑量率有較大變化的情況下，也不會產生監控到的劑量與實際劑量之間的大偏差。而且本發明采用了單片機，采用數字器件實現根據對應關系的自校正，系統搭建方便，以較小的代價實現了減小監控到的劑量與實際劑量之間偏差的效果。

附圖說明

圖1為本發明自校正、多曲線擬合數字式劑量監控方法的流程圖。