本发明专利技术放射性治疗装置技术领域，涉及一种用于粒子治疗装置的束流布拉格峰探测电极、系统和方法，包括：前电离室、降能器和后电离室；沿粒子束入射方向依次设置所述前电离室、降能器和后电离室；前电离室包括若干分条电离室，用于实时测量粒子束的二维位置分布情况；降能器，用于降低入射粒子束的能量；后电离子室包括若干单元电离室；用于实时获得粒子束的布拉格峰，并根据布拉格峰获得粒子束的射程。其能够实现全部治疗束流能量监测，射程测量精度高，并且不需要更换降能区域的探测器电极来解决上述问题。决上述问题。决上述问题。
【技术实现步骤摘要】
用于粒子治疗装置的束流布拉格峰探测电极、系统及方法
[0001]本专利技术涉及一种用于粒子治疗装置的束流布拉格峰探测电极、系统及方法，属于放射性治疗装置
，特别涉及质子和碳离子等粒子治疗装置的放射治疗质量保证。
技术介绍
[0002]用于质子和碳离子治疗装置终端束流射程质量保证的监测设备，主要有水箱电离室和布拉格峰探测器。水箱电离室在测量束流布拉格峰峰位方面具有精度高的特点，但是测量时间较长，并且不能监测45
°
方向的束流布拉格峰峰位，不利于进行日常的质量确认(Quality assurance，简写为QA)监测。布拉格峰探测器目前普遍是由平板电离室加降能片队列排布组成，具有可以快速监测束流布拉格峰峰位和任意方向束流布拉格峰峰位的特点，但是监测束流布拉格峰峰位精度低，并且探测器体积大重量重，不利于现场人员的日常操作。
[0003]目前质子治疗装置的束流治疗能量为50
‑
230MeV，重离子治疗装置的束流治疗能量120～400MeV，通过模拟计算(降能片采用PMMA有机玻璃材料)，如果用布拉格峰探测器在治疗装置上监测全部束流布拉格峰峰位，所需要的PMMA材料厚度分别是24mm
‑
340mm和26mm
‑
270mm。PMMA材料的密度是1.15
‑
1.19g/cm3，按常用的布拉格峰探测器的有效面积(100
×
100mm2)计算，探测器实际所需要的PMMA材料重量将分别达到4kg和3.2kg左右。另外，加上电离室材料和固件的重量，仅探测器电极的重量就达到了7kg和6.2kg左右。探测器电极长度需要至少达到700mm和540mm。因此，部分布拉格峰探测器设计时为了降低探测器重量，采用了前置降能区域的方案，不同的束流能量区域在探测器前放置了不同厚度的降能区域，这样可以有效降低了探测器通道数量和自身重量，但是需要在测试过程中频繁中断束流进入治疗室更换降能区域，延长QA监测时间。
技术实现思路
[0004]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种用于粒子治疗装置的束流布拉格峰探测电极、系统及方法，其能够实现全部治疗束流能量监测，射程测量精度高，并且不需要更换降能区域的探测器电极来解决上述问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出了以下技术方案：一种用于粒子治疗装置的束流布拉格峰探测电极，包括：前电离室、降能器和后电离室；粒子治疗装置的粒子束依次经过前电离室、降能器和后电离室；前电离室包括若干分条电离室，用于实时测量粒子束的二维位置分布情况；降能器，用于降低入射粒子束的能量；后电离子室包括若干单元电离室；用于实时获得粒子束的布拉格峰，并根据布拉格峰获得粒子束的射程。
[0006]进一步，分条电离室包括高压基板、垫板、垂直信号极板和水平信号极板，垂直信号极板的前后各设置一个垫板，水平信号极板的前后各设置一个垫板，在分条电离室的最前方、最后方以及两信号极板之间均设置一高压基板。
[0007]进一步，垫板为框型金属板；垂直信号极板为在框型金属板的基础上纵向设置若
干彼此平行的金属条；水平信号极板为在框型金属板的基础上横向设置若干彼此平行的金属条。
[0008]进一步，降能器分为若干不同的区域，每个区域的厚度不同。
[0009]进一步，降能器为阶梯型，最底层厚度最大，其上各层厚度逐层递减，最上层厚度最小。
[0010]进一步，降能器为PMMA。
[0011]进一步，单元电离室由一极板和一块有机玻璃板组成，极板包括框架和两层聚酰亚胺膜，框架前后各粘一层聚酰亚胺膜，为了保证框架前后的聚酰亚胺膜之间的空气流动，框架上设置流气槽，用于两层聚酰亚胺膜间气隙的空气流通。。
[0012]进一步，探测电极还包括支撑架，用于对前电离室、降能器和后电离室进行支撑固定，支撑架为至少四条互相平行设置的金属棒，金属棒表面包覆绝缘材料。
[0013]本专利技术还公开了一种用于粒子治疗装置的束流布拉格峰探测系统，包括上述任一项用于粒子治疗装置的束流布拉格峰探测电极。
[0014]本专利技术还公开了一种用于粒子治疗装置的束流布拉格峰探测方法，通过上述用于粒子治疗装置的束流布拉格峰探测系统实现，包括以下步骤：
[0015]将探测系统放置在治疗床上，通过激光准直器调节治疗床的位置，将探测系统的入射窗调整到等中心位置处；
[0016]调整束流，使其依次扫过降能器的各个区域，在前电离室上监测束流位置，在后电离室上监测束流通过不同厚度的降能器后获得的布拉格峰峰位；
[0017]根据布拉格峰峰位获得各个不同厚度对应的射程值，经过数据插值后，得到精确的布拉格峰峰位值。
[0018]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本专利技术中方案可以满足质子和重离子治疗装置上现有全部治疗能量范围的束流布拉格峰峰位验证要求，在使用期间不用更换降能区域；用点阵束流主动扫描电极的有效面积区域，配合不同厚度降能区域可以获得几个不同的射流射程，拟合后可以得到更为精确的束流布拉格峰峰位值；电极和降能器的特殊结构设计，可以大大减少电离室队列数量和降能区域重量，从而减少了探测器整体的长度和重量。
附图说明
[0019]图1是本专利技术一实施例中用于粒子治疗装置的束流布拉格峰探测电极的结构示意图；
[0020]图2是本专利技术一实施例中降能器的结构示意图；
[0021]图3是本专利技术一实施例中支撑架的结构示意图；
[0022]图4是本专利技术一实施例中束流矩阵点阵路线的示意图；
[0023]图5是本专利技术一实施例中探测系统获取采集数据的原理图。
[0024]附图标记：
[0025]1‑
前电离室；101
‑
高压基板；102
‑
垫板；103
‑
垂直信号极板；104
‑
水平信号极板；2
‑
降能器；3
‑
后电离室；301
‑
极板；302
‑
有机玻璃板；4
‑
支撑架；401
‑
金属棒；402
‑
聚酰亚胺膜。
具体实施方式
[0026]为了使本领域技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，通过具体实施例对本专利技术进行详细的描绘。然而应当理解，具体实施方式的提供仅为了更好地理解本专利技术，它们不应该理解成对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，所用到的术语仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0027]为了解决现有技术中电离室材料和固件的重量重和QA监测时间长的问题，本专利技术提供了一种用于粒子治疗装置的束流布拉格峰探测电极、系统及方法，其将降能器设置成阶梯状，每一区域的厚度不同，通过点阵束流主动扫描电极的有效面积区域，结合不同厚度降能区域可以获得几个不同的射流射程，拟合后可以得到更为精确的束流布拉格峰峰位值；可以大大减少电离本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于粒子治疗装置的束流布拉格峰探测电极，其特征在于，包括：前电离室、降能器和后电离室；沿粒子束入射方向依次设置所述前电离室、降能器和后电离室；所述前电离室包括若干分条电离室，用于实时测量所述粒子束的二维位置分布情况；所述降能器，用于降低入射粒子束的能量；所述后电离子室包括若干单元电离室；用于实时获得所述粒子束的布拉格峰，并根据所述布拉格峰获得粒子束的射程。2.如权利要求1所述的用于粒子治疗装置的束流布拉格峰探测电极，其特征在于，所述分条电离室包括高压基板、垫板、垂直信号极板和水平信号极板，所述垂直信号极板的前后各设置一个垫板，所述水平信号极板的前后各设置一个垫板，在所述分条电离室的最前方、最后方以及两信号极板之间均设置一高压基板。3.如权利要求2所述的用于粒子治疗装置的束流布拉格峰探测电极，其特征在于，所述垫板为框型金属板；所述垂直信号极板为在框型金属板的基础上纵向设置若干彼此平行的金属条；所述水平信号极板为在框型金属板的基础上横向设置若干彼此平行的金属条。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的用于粒子治疗装置的束流布拉格峰探测电极，其特征在于，所述降能器分为若干不同的区域，每个所述区域的厚度不同。5.如权利要求4所述的用于粒子治疗装置的束流布拉格峰探测电极，其特征在于，所述降能器为阶梯型，最底层厚度最大，其上各层厚度逐层递减，最上层厚度最小。6.如权利要求5所述的用于粒子治疗装置的...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵祖龙，徐治国，毛瑞士，胡正国，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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