具有偏通路测量电极的电离室制造技术

一种用来监测辐射束的电离室，包括一个室体，具有主射束通路和一组与主射束通路相邻的次射束小室。主射束通路穿过整个室体。优选实施例中，大面积射束测量电极和小面积射束测量电极组都与主射束通路同轴。而且，每个次射束小室包括射束测量电极。由于进入次射束小室的部分辐射束不穿过电离室，故不会损害治疗射束，从而，小室内的射束测量电极可以具有一定的尺寸和形状，使信号强度达到最大。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种辐射束的监测，更具体地说，本专利技术涉及一种监测线性加速器所发射的辐射束特性的电离室。用来发射高能辐射束的系统是公知的，这种系统用在提供放射疗法之类的领域。例如，线性加速器发射一个辐射锥，这个辐射锥可以是一个电子束或者是一个光子(X-射线)束。在用于提供放射疗法时，所发射的射束就被整形，变成基本上适合病变组织的形状，以使得对周围健康组织的副作用降至最低程度。线性加速器可以设置在台架上，该台架可以相对于病人所躺的平台转动。在放射疗法中，所发射的辐射锥在锥的整个横截面上具有均匀的剂量率和强度。有时利用初级准直器内的整平滤波器(flattenmg filters)来达到这种均匀性。不过，通常用电离室来分析射束的均匀性，不管射束是锥形的还是柱形的。Menor等人的美国专利US4,627,089(也由本专利技术的代理人代理)描述了一种线性加速器系统，它具有整平滤波器和剂量室，用来监测辐射锥的特性。在许多应用领域，上述系统包括两个电离室，当监测电子束时使用第一室，而当系统用来提供X射线束时，就将第二室移到第一室的位置。特别是，上述一个电离室或多个电离室与校正电路连接，以便在需要时调节射束。Stieber的美国专利US4,131,799描述了一种用于分析由粒子加速器系统所发出的辐射束不均匀性的电离室。该电离室包括由三个相互平行的壁构成的两个测量室，壁与壁之间用垫圈隔开。三个平行壁中的两个壁的表面上设有单个电极，而第三个壁上具有几个相互绝缘的电极，这些电极包括一个中心圆形电极和一组以圆形分布在中心电极周围的扇形电极。将中心电极和周围扇形电极上的电流进行比较，或者将扇形电极本身的电流进行相互比较，从而检测射束辐射强度的不均匀性。Kikuchi的美国专利US5,326,967所描述的电离室设有一个电离腔，它使用了一个由绝缘材料制成的框架。高压电极和集电极分别位于电离腔的两个相对的侧面上，以便当辐射束通过框架时产生电离电流。电离腔的整个辐射通路的尺寸是相同的，以致于Boyle-Charles定律适用于该电离腔。电离室是气密的，密封的电离室在本
是常见的。另外一些校正射束的电离室和电路记载在Johnsen的美国专利US5,072,123、Corey，Jr等人的美国专利US4,751,393，Boux的美国专利US4,206,355和Mclntyre的美国专利US3,852,610中。其中有三个专利是用于放射疗法系统的，而Corey.Jr等人的专利US4,751,393描述了一种离子注入系统，例如用于半导体圆片的制造，其中，辐射束连续扫描。在这种扫描注入法中，射束识别孔(beam-sensing aperture)与将扫描束通向目标面的孔相邻。当具有许多射束识别孔时，产生单一的射束流信号，然后用分离电路将各个射束识别孔的信号分开。分离电路用扫描信号来鉴别上述单一信号中的各个射束流成份。Corey Jr等人的美国专利US4751393中许多特征不能用于上述专利的固定射束方法。除了监测射束的均匀性之外，电离室还监测射束的位置和方向。对病人正确的治疗必须准确地将辐射束射到病变组织上。将电离室内各电极的信号进行比较，就可以使系统检测射束的位置和方向特性。虽然现有技术中的电离室和射束监测系统可以按照预期的功能特性很好地工作，但是，电离室常常是无效地耗费。例如，如果需要用分开的电离室来监测电子束和X射线束，那么必须有成倍的部件。而且，电离室通常是密封的，以致于气密室对气压和/或气温变化的敏感性很低。设置气密室还增加了制造费用。因此需要提供一种以能可靠且有效化费的方式(cost-effctive)监测辐射束特性和位置的电离室，并用单个电离室既能用来监测电子束能量，又能用来监测光子束能量。一种用来监测辐射束的电离室，包括一个室体，室体内有一个主射束通路和一组与主射束通路相邻的次射束小室(Cell)。第一组射束测量电极位于室体内并沿主射束通路设置。这些第一射束测量电极的输出对应于所检测的通过主射束通路的那部分辐射束的能量。第二组射束测量电极位于次射束小室内，其输出对应于另一部分辐射束的能量。在优选实施例中，还有一个大面积射束测量电极设置在主射束通路内，这个电极的面积超过第一组射束测量电极的面积之和。高压电极与射束测量电极相对设置，以便感应电离电流，利用该电离电流来检测辐射特性、方向和位置。在另一个实施例中，第二组射束测量电极平行于大面积射束测量电极，并且围绕主射束通路的轴极近的对称设置。这种同轴设置的第二组射束测量电极提高了电离室对射束倾斜性和不对准性的灵敏度。该电离室既可用来测量电子辐射，又可用来测量光子辐射，并且在一个实施例中，电离室对周围空气是能透过的。可以将温度传感器连接到未密封的电离室上，从而，可以用处理电路来补偿因温度变化而引起的监测数据的变化。下面结合附图进一步说明本专利技术。附图说明图1是具有本专利技术电离室的辐射系统的侧视图。图2是图1中电离室的侧剖视图。图3是图2中射束测量电极的分布和工作情况的示意图。图4是图2中底部环形膜的顶视图，环形膜上的导体层构成了一组射束测量电极。参照图1，用于医疗领域的辐射系统如图所示，它包括一个传统的线性加速器10，该加速器10产生电子束12，用公知的能量转换技术将电子束12加速。导向磁铁14使电子束的方向大约转270°。然后电子束通过窗口16射出，该束是可穿透窗口16，但线性加速器和导向磁铁内保持真空状态。该窗口可以用钛制成，但这不是限制性的。借助所发射的电子束撞击靶18，便可产生光子辐射。另一方面，如果需要电子辐射，则可以用散射箔。不管是用靶来提供光子辐射，还是使用散射箔，都形成锥形射束。图1所示的典型辐射系统包括一个射束抑制器(beamstopper)20。射束抑制器在本
是公知的，但它不是本专利技术的关键。锥形辐射束进入具有一阶梯形内腔24的初级准直器22中。该初级准直器对锥形辐射束的膨胀提供初步限制。在初级准直器的阶梯形内腔24中有一个不锈钢整平滤波器26。整平滤波器把锥形X射线束的能量光谱“整平”。该整平滤波器为锥形设计，其外形轮廓要使射束达到所要求的特性，例如射束均匀性。整平滤波器26是低能型的，例如6MV。当辐射系统为较高能模式时，例如10MV，则移动初级准直器22，使第二阶梯形内腔28对准导向磁铁14的射出窗口16。在第二阶梯形内腔28内有一个较高能的整平滤波器30。在第二阶梯形内腔28的入口处设有10MV吸收器32，而在其出口处设有补偿器34。吸收器和补偿器的功能在本
是公知的。电离室36用来监测射束特性、对准性(alignment)和方向性。下面详细说明电离室的结构和工作原理。镜38在建立辐射系统的过程中使用。在给病人照射辐射束之前，用光源对准所述镜子，使光向病人投射一照射区域。如果该照射区域与所要求的辐射区域不吻合，则调节射束限定结构，直至照射区域与辐射区域重合。图1中，区域限定结构是第二准直器，它具有X轴方向的颚块和Y轴方向的颚块。如图所示，X轴方向的颚块包括两块40和42，它们用辐射衰减材料制成。同样，Y轴方向的颚块也包括两块，但图1中只示出了其中之一44。上述块与块之间可以相对移动，使通过第二准直器的射束得到调整(trimmed)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来监测辐射束的电离室，包括：一个室体（３６），具有一个主射束通路（８６）穿过所述的室体，并且有一组次射束小室（８８和９０）与所述的主射束通路相邻；一组第一射束测量电极（５４、６０、６２、６４和６６），它们位于所述的室体内，并沿 着所述的主射束通路设置，所述的第一射束测量电极的输出对应于通过主射束通路的所述辐射束第一部分（５６）的能量；以及一组第二射束测量电极（６８、７０、７２和７４），它们位于所述的次射束小室内，所述第二射束测量电极的输出对应于所述辐射束的第二 部分（７６、７８、８０和８２）的能量。

【技术特征摘要】
US 1996-10-24 7400841.一种用来监测辐射束的电离室，包括一个室体(36)，具有一个主射束通路(86)穿过所述的室体，并且有一组次射束小室(88和90)与所述的主射束通路相邻；一组第一射束测量电极(54、60、62、64和66)，它们位于所述的室体内，并沿着所述的主射束通路设置，所述的第一射束测量电极的输出对应于通过主射束通路的所述辐射束第一部分(56)的能量；以及一组第二射束测量电极(68、70、72和74)，它们位于所述的次射束小室内，所述第二射束测量电极的输出对应于所述辐射束的第二部分(76、78、80和82)的能量。2.根据权利要求1所述的电离室，还包括一组高压电极(102、104、106和108)，它们平行于所述的第一和第二射束测量电极。3.根据权利要求1或2所述的电离室，其中，所述的一组第一射束测量电极包括导体材料层的扇形(60、62、64和66)，所述的扇形直接地围绕通过所述室体(36)的所述主射束通路(86)的轴对称设置。4.根据权利要求3所述的电离室，还包括一个大面积射束测量电极(54)，其面积大于所述扇形(60、62、64和66)的面积之和。5.根据权利要求1、2、3或4所述的电离室，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森Y亚奥，
申请(专利权)人：西门子医疗系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]