[發(fā)明專利]一種基于像素型電離室的質(zhì)子束流截面測量裝置

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• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112213764A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王哲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國原子能科學(xué)研究院
• 主分類號: G01T1/34
• 分類號: G01T1/34;G01T1/29;G01T7/00
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 卓凡

1.一種基于像素型電離室的質(zhì)子束流截面測量裝置，包括電離室機(jī)構(gòu)、電子學(xué)機(jī)構(gòu)、計(jì)算機(jī)測量結(jié)果顯示機(jī)構(gòu)；所述電離室機(jī)構(gòu)工作時(shí)布設(shè)于治療室內(nèi)、被安放在治療床的與旋轉(zhuǎn)機(jī)架治療頭相對應(yīng)的位置上、并通過有線方式與電子學(xué)機(jī)構(gòu)相連接，該電離室機(jī)構(gòu)用于在整機(jī)測試的物理模式下測量治療頭發(fā)出的束流與預(yù)設(shè)點(diǎn)的偏離位置、以及用于在整機(jī)測試的物理模式下測量一個(gè)M*N區(qū)域內(nèi)束流信號的分布情況；所述電子學(xué)機(jī)構(gòu)、以及測量結(jié)果顯示機(jī)構(gòu)分別布設(shè)于治療室外面，該電子學(xué)機(jī)構(gòu)用于接收電離室機(jī)構(gòu)信號并進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換、再將電子學(xué)轉(zhuǎn)換結(jié)果發(fā)送給計(jì)算機(jī)測量結(jié)果顯示機(jī)構(gòu)；所述計(jì)算機(jī)測量結(jié)果顯示機(jī)構(gòu)經(jīng)過軟件計(jì)算后以曲線方式顯示測量結(jié)果，顯示內(nèi)容為束流中心位置和半高寬。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于像素型電離室的質(zhì)子束流截面測量裝置，其特征在于：所述電離室機(jī)構(gòu)包括從外到里順序橫向排列的入射窗膜支撐框架、入射窗膜；陽極膜支撐框架、陽極膜；氣體間隙框架；陰極膜、陰極膜支撐框架；出射窗膜、出射窗膜支撐框架；該電離室機(jī)構(gòu)保證每兩個(gè)支撐框架之間有一層膜：具體為：該入射窗膜固定在入射窗膜支撐框架的內(nèi)側(cè)外表面、陽極膜固定在陽極膜支撐框架的內(nèi)側(cè)外表面、陰極膜固定在陰極膜支撐框架的內(nèi)側(cè)外表面、出射窗膜固定在出射窗膜支撐框架的內(nèi)側(cè)外表面、氣體間隙框架布設(shè)在兩側(cè)的陰極膜和陽極膜之間；所述入射窗膜和出射窗膜分別為為陽極膜和陰極膜的保護(hù)膜窗；使用固定螺絲將所有支撐框架按順序疊層緊密固定在一起。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于像素型電離室的質(zhì)子束流截面測量裝置，其特征在于：在陰極膜上面向陽極的一面開設(shè)的方形電離室像素點(diǎn)矩陣，在陰極膜上背離陽極膜的一面連1024個(gè)引腳、用于引出像素點(diǎn)矩陣電流信號、并陰極膜上背離陽極膜的一面的一條邊框上開凹槽，用于像素點(diǎn)矩陣電流引線通過。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于像素型電離室的質(zhì)子束流截面測量裝置，其特征在于：衡量質(zhì)子束流束斑大小的指標(biāo)采用半高寬FWHM(full width at half maximum)、用于腫瘤治療的質(zhì)子束斑半高寬一般為5-15毫米；所述32*32的方形電離室像素點(diǎn)矩陣每個(gè)方格的寬度小于等于半高寬的下限值；所述計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算所述束斑偏移的精度為0.2毫米。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于像素型電離室的質(zhì)子束流截面測量裝置，其特征在于：、所述入射窗膜、陽極膜、陰極膜、出射窗膜均為聚酰亞胺薄膜，所述的各個(gè)框架為玻璃纖維支撐框架，所述陰極膜和陽極膜兩面均鍍有0.1um厚的鋁膜；在陰極膜和陽極膜之間的玻璃纖維支撐框架厚度為5mm，提供氣體靈敏體積；在陽極膜加+1000V高壓，在陽極膜和陰極膜之間可以形成2000V/cm的高壓電場。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于像素型電離室的質(zhì)子束流截面測量裝置，其特征在于：在氣體間隙框架的任意一條邊框上開凹槽、使靈敏體積與外界大氣連通；采用自由空氣作為靈敏體積氣體，不需要額外使用其他填充氣體，簡單方便。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于像素型電離室的質(zhì)子束流截面測量裝置，其特征在于：所述電子學(xué)機(jī)構(gòu)包括以下計(jì)算模塊：設(shè)定電流信號閾值模塊、設(shè)定多個(gè)測量角度模塊、獲取多角度截面曲線模塊、計(jì)算平均值模塊；所述電流信號閾值模塊用于設(shè)定計(jì)算截面曲線的有效信號值，低于閾值的為無效信號；所述多個(gè)測量角度模塊用于設(shè)定360度周向不同測量角度；所述獲取多角度截面曲線模塊用于根據(jù)設(shè)定的多個(gè)角度繪制該角度對應(yīng)的截面曲線；所述計(jì)算平均值模塊用于計(jì)算不同角度的截面曲線取最高點(diǎn)的平均值、并將該最高點(diǎn)平均值作為計(jì)算束斑偏離點(diǎn)的實(shí)際值，再根據(jù)理論值與實(shí)際值計(jì)算偏差。