[發明專利]一種粒子治療裝置的三維劑量測量探測系統

有效

• 申請號: 202011038815.0
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112083467B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 徐治國;趙祖龍;毛瑞士;康新才
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所;惠州離子科學研究中心
• 主分類號: G01T1/02
• 分類號: G01T1/02;G01T1/08;G01T1/29;A61N5/10
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 劉美麗

1.一種粒子治療裝置的三維劑量測量探測系統，其特征在于包括探測器主體、前端電子學系統、數據采集裝置及上位機；

探測器主體，用于對粒子束流進行探測，其中，所述探測器主體包括靶前探測器部分和靶后探測器部分；

所述靶前探測器部分，包括第一分條電離室和第一平板電離室；

所述靶后探測器部分，包括一個以上分條電離室和平板電離室加組織等效體的陣列組合，其中，所述分條電離室按照設定間隔插入到多個平板電離室加組織等效體的組合中；其中，

所述分條電離室用于獲得每個時刻的束流投影信息；

所述平板電離室加組織等效體的組合用于獲得每個時刻的深度劑量分布信息；前端電子學系統，用于對所述探測器本體產生的電離信號進行放大；

數據采集裝置，用于采集經所述前端電子學系統放大的信號；

所述上位機內設置有粒子照相系統和三維劑量重建系統；其中：

所述粒子照相系統用于采用靶前和靶后同步采樣的數據通過預先訓練的機器網絡模型得到目標靶的成像結果；所述三維劑量重建系統根據目標靶成像結果和束流經過不同厚度靶的劑量分布信息，基于預先測量建立的束流參數劑量曲線模型進行三維劑量重建，得到束流經過目標靶的三維劑量分布；其中，束流參數劑量曲線模型的訓練基于有監督的機器學習算法，采用每個平板電離室的信號和分條電離室的每個通道信號作為機器學習的網絡訓練數據，使用劑量膠片測量的實際劑量分布作為預期結果對網絡進行訓練，經過實驗數據的訓練，建立粒子束流不同入射能量和束流光斑參數的束流參數劑量曲線模型，用于三維劑量分布的重建。

2.根據權利要求1所述的三維劑量測量探測系統，其特征在于，每一分條電離室均包括兩個間隔設置的高壓電極，兩個所述高壓電極之間設置有條狀陽極；其中，所述條狀陽極在垂直束流入射的方向上與粒子治療裝置的加速器坐標重合，電極正面的讀出條與電極背面的讀出條相互垂直，用于得到水平和垂直的束流投影信息；或者，所述條狀陽極在垂直束流入射的平面上與加速器坐標形成某種設定角度以獲得某角度的投影信息。

3.根據權利要求1所述的三維劑量測量探測系統，其特征在于，所述平板電離室是將高壓電極膜和信號電極膜粘在電極框上制作而成。

4.根據權利要求1所述的三維劑量測量探測系統，其特征在于，所述組織等效體采用PMMA。

5.根據權利要求4所述的三維劑量測量探測系統，其特征在于，使用前需要在相應的粒子治療裝置上測量各種形狀密度參數已知的組織等效體數據訓練得到目標靶成像的機器網絡模型。