[發(fā)明專利]重離子束流橫向劑量分布測量探測器及其二維成像方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010208720.9
• 申請日: 2010-06-13
• 公開（公告）號: CN101900826A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐瑚珊;徐治國;唐彬;毛瑞士;胡正國;趙鐵成;張宏斌;郭忠言;段利敏;孫志宇;王建松;蘇弘;肖國青
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院近代物理研究所
• 主分類號: G01T1/29
• 分類號: G01T1/29
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責(zé)任公司 62102
• 代理人: 張真

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及重離子束(包括質(zhì)子束)在治療腫瘤中對計量的檢測領(lǐng)域，尤其涉及到重離子束流橫向劑量分布測量探測器的結(jié)構(gòu)和使用方法及其重離子束流橫向劑量分布測量探測器的二維成像方法。

背景技術(shù)：

重離子束治療腫瘤技術(shù)是一種新的癌癥治療手段。其用于放射治療既有生物學(xué)優(yōu)勢，又有劑量分布優(yōu)勢Bragg峰(離子能量大部分沉積在射程的末端)，能實(shí)現(xiàn)在臨床照射治療中高精度(毫米量級)，高療效和高安全性。用于臨床治療的重離子束在照射前必須經(jīng)過掃描磁鐵，將原先橫向?qū)挾刃∮?0mm的束流光斑掃描成橫向面積大于腫瘤剖面的照射野。通過改變掃描磁鐵的磁場，可以改變束流光斑的照射位置，實(shí)際應(yīng)用中通過掃描磁鐵磁場的快速改變，實(shí)現(xiàn)在一定時間內(nèi)對一定橫向照射面的均勻照射。實(shí)際重離子臨床照射過程中，要求掃描后的束流在腫瘤靶區(qū)的照射野范圍內(nèi)形成一個橫向劑量分布均勻性好于95％的照射面。因此在臨床治療中必需對束流橫向均勻性進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，是保證重離子臨床治療安全性和準(zhǔn)確性的重要措施。

目前用于束流剖面均勻性測量的有膠片法，半導(dǎo)體矩陣掃描法和電離室掃描法。傳統(tǒng)的膠片法存在耗時多，質(zhì)控復(fù)雜等缺點(diǎn)。最重要的是由于等效厚度的限制，膠片法和半導(dǎo)體矩陣掃描法一樣，都不能用于束流均勻性的在束實(shí)時監(jiān)測。電離室掃描方法是目前比較廣泛采用的測量手段，其結(jié)果符合IAEA標(biāo)準(zhǔn)。但目前廣泛采用的電離室二維矩陣，如PTW公司的Seven29TM二維電離室矩陣，同樣無法實(shí)現(xiàn)在束監(jiān)測，且位置分辨較差。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明針對現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，提供一種重離子束流橫向劑量分布測量探測器及其二維成像方法。

還提供一種重離子束流橫向劑量分布測量探測器的使用方法。

該束流橫向劑量分布測量探測器利用信號極上的位置分條得到該位置條上的入射粒子信息，兩個互相垂直的信號極分別得到X、Y方向上的束流劑量分布信息，通過相應(yīng)的計算，最終得到入射粒子的二維橫向劑量分布。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種重離子束流橫向劑量分布測量探測器，其主要特點(diǎn)是包括氣體密封腔(1)，其內(nèi)設(shè)有電離室內(nèi)芯(2)，與電離室內(nèi)芯(2)電連接的多路信號轉(zhuǎn)接板(3)；所述的氣體密封腔(1)由主體框架(1-1)和入射窗(1-2)、出射窗(1-3)組成；所述的電離室內(nèi)芯(2)由兩組電離室單元組成，每個單元電離室均由信號極(2-1)、絕緣墊板(2-2)和高壓極(2-3)組成；所述的多路信號轉(zhuǎn)接板(3)的一端設(shè)有接觸端(3-3)插入氣體密封腔(1)的密封口(1-5)與電離室內(nèi)芯(2)的信號極(2-1)相連，另一端設(shè)有多芯連接器(3-2)為束流剖面監(jiān)測探測器的信號輸出端口，多芯連接器(3-2)作為整個束流剖面監(jiān)測探測器的信號輸出端口和后續(xù)獲取系統(tǒng)相連。

所述的重離子束流橫向劑量分布測量探測器，所述的主體框架(1-1)的一側(cè)設(shè)有氣體流入口(1-1-1)和流出口(1-1-3)，還設(shè)有高壓口(1-1-2)與電離室內(nèi)芯(2)的高壓極(2-3)電連接。該探測器通過相互垂直的信號條，實(shí)現(xiàn)對束流剖面劑量分布的測量，同時利用相關(guān)算法，實(shí)現(xiàn)對束流剖面分布的二維直觀顯示。

所述的重離子束流橫向劑量分布測量探測器，所述的電離室內(nèi)芯(2)的信號極(2-1)由有效面積為50×50mm²-300×300mm、厚度為0.1mm-1mm的硬質(zhì)PCB板上鍍20-100條寬度為0.5-5mm的信號條(2-1-1)組成，其中信號條(2-1-1)的間距為0.1-1mm。

所述的重離子束流橫向劑量分布測量探測器，所述的電離室內(nèi)芯(2)中的所述的兩個單元電離室，兩個信號極(2-1)上信號條(2-1-1)的方向互相垂直，分別監(jiān)測束流橫向劑量分布的X和Y方向。

所述的重離子束流橫向劑量分布測量探測器，所述的電離室內(nèi)芯(2)的高壓極(2-3)，由有效面積為50×50mm²-300×300mm²的導(dǎo)電薄膜和帶有導(dǎo)電極的PCB框架組成，其中導(dǎo)電薄膜為厚度7-25μm的鍍鋁聚酰亞胺膜。所述的重離子束流橫向劑量分布監(jiān)測探測器，所述的電離室內(nèi)芯(2)的高壓極(2-3)和信號極(2-1)之間距離為絕緣墊板(2-2)的厚度，為2-20mm；所述的絕緣墊板(2-2)為電阻在大于10¹⁶Ω的聚四氟乙烯。聚四氟乙烯具有較好耐輻照性能和良好加工性。