[發明專利]基于光幕的放射治療用多元限束裝置機械性能測試方法

有效

• 申請號: 201811331809.7
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109459218B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 趙彤;張春雷;李升;葉佩青;張輝
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01M11/08
• 分類號: G01M11/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

本發明涉及一種基于光幕的放射治療用多元限束裝置機械性能測試方法，屬于醫用放射治療技術領域。光源發射器發射平行的單色光源，光幕所在平面與待測試葉片側面相互垂直。由于多元限束裝置葉片的遮擋作用，光敏接收器只能接收到不被遮擋的單色平行光線，經過計算可以直接得到葉片的位置。基于葉片的位置及其對應的時刻，可以計算出跟蹤精度、定位精度、重復定位精度等多元限束裝置機械性能指標。本發明方法使用光幕對多元限束裝置進行機械性能的直接測量，同時由于葉片側面與光幕所在平面垂直擺放方式，可以在不移動平行光源發射器、光敏接收器的同時，對葉片的機械性能進行測量。本方法測試精確度高，操作簡單，使用方便，而且測試成本低。

技術領域

本發明涉及一種基于光幕的放射治療用多元限束裝置機械性能測試方法，屬于醫用放射治療技術領域。

背景技術

隨著放射治療技術的發展，多元限束裝置的機械性能對治療計劃執行精度的影響越來越重要。對多元限束裝置機械性能的測試方法，國內外的方法有劑量膠片法、平面探測器陣列法、電子射野影像系統等方法，例如,在李宇恒的《膠片與仿真模體在調強放射治療驗證測量中的應用》這一論文描述了使用劑量膠片法來測量放射治療過程中放射射線的劑量分布。放射射線的劑量分布可以從側面反映多元限束裝置的機械性能，但是由于影響劑量分布的因素過多，使得該方法無法得到多元限束裝置機械性的定量描述。

以上這些方法都是通過射野劑量分布來推測多元限束裝置的機械性能，并不是對葉片位置的直接測量，都沒有對機架旋轉和葉片運動過程中的機械性能進行測量。

發明內容

本發明的目的是提出基于光幕的放射治療用多元限束裝置機械性能測試方法，通過光敏接收器接收到的平行光線的寬度，并根據葉片的位置與對應時刻，計算得到多元限束裝置的機械性能參數。

本發明提出的基于光幕的放射治療用多元限束裝置機械性能測試方法，包括以下步驟：

(1)搭建一個多元限束裝置的測試裝置，該檢測裝置包括：多葉光柵、平行光源發射器、光敏接收器、連接機構和數據傳輸設備；所述的多葉光柵包括驅動裝置、葉片導向框和葉片，平行光源發射器和光敏接收器通過連接機構同軸安裝；驅動裝置和葉片導向框同軸安裝，驅動裝置和葉片導向框的安裝軸與平行光源發射器和光敏接收器的安裝軸相互垂直，待測試葉片從葉片導向框推出后處于平行光源發射器和光敏接收器中間的平行光幕中；數據傳輸設備固定在光敏接收器上；

(2)設光敏接收器的采樣周期為T，設采樣初始時刻平行光寬度為D(0)，采樣結束時刻平行光寬度記為D(nT),其中n為采樣周期數，得到第k個采樣周期的平行光寬度為D(kT)；

(3)驅動裝置向多元限束裝置發送位置階躍信號、位置斜坡信號或重復位置階躍信號，使多元限束裝置中的待測試葉片按照以下三種模式中的一種運動：

第一種模式為：

驅動裝置向多元限束裝置發送位置階躍信號，使多元限束裝置中的待測試葉片移動位移P，待測試葉片遮擋平行光幕的一部分，光敏接收器接收并記錄當前采樣時刻kT和平行光寬度D(kT)，并根據當前采樣時刻kT和平行光寬度D(kT)，

利用下式，計算得到多元限束裝置的定位精度P_a：

P_a＝P-(D(nT)-D(0))；

并利用下式，計算得到多元限束裝置的每一時刻的速度S(kT)：

多元限束裝置的最大速度S_max為速度的最大值：

S_max＝max(S(kT))

第二種模式為：