一种粒子治疗装置旋转机架的剂量及位置监测系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于医用气体探测器技术领域，涉及一种粒子治疗装置旋转机架的剂量及位置监测系统和方法，包括：电离室、数据采集电子学和上位机；电离室，用于对入射的粒子进行电离后产生电流信号；数据采集电子学包括多通道微电流数字化电子学和电荷

【技术实现步骤摘要】
一种粒子治疗装置旋转机架的剂量及位置监测系统和方法


[0001]本专利技术涉及一种粒子治疗装置旋转机架的剂量及位置监测系统和方法，属于医用气体探测器
，特别涉及带有旋转机架的粒子治疗装置


技术介绍

[0002]粒子治疗装置是用于进行肿瘤及其它适应症的粒子束放射治疗装置。目前的粒子治疗装置采用固定线束放疗技术，该固定线束分别为垂直线束、水平线束和45
°
线束。在医学上为了达到更好的剂量分布，更好地保护入射通道上的重要器官，需要束流可以从多个角度进行入射。相对于常规的固定线束放疗终端，旋转机架终端能够提供更好和更可靠的治疗方案，最大程度地减少对健康敏感器官的辐射剂量。
[0003]旋转机架终端上的磁场通常依靠常规磁铁大铁芯得到，这导致了旋转机架体积庞大，重量一般在百吨量级，加上高精度的旋转控制要求，机械结构设计难度极大，不利于在医院进行推广。为了便于在医院的安装和使用，旋转机架的尺寸和重量需要尽可能地进行精简设计，这就要求安装在旋转机架上的束诊终端电离室必须进行集成化设计。
[0004]目前的粒子治疗装置的束诊终端电离室只适用于固定线束放疗终端。一方面，以重离子治疗装置为例，目前终端电离室总共包括两个终端分条电离室和三个剂量电离室，其中分条电离室的分条电极采用的是PCB+敷铜结构工艺，束流穿过的所有电离室电极材料的水等效厚度为2mm左右，具体材料厚度为聚酰亚胺膜：325μm、气隙：126mm、铝：2.5μm、铜：140μm、TU
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752：500μm，这使得束流能量损失增大；另一方面，终端电离室与数据采集设备各自分开放置，终端电离室安装在管道支架上，数据采集设备安装在束诊机柜内，这样使得两者之间需要大量的线缆相连接。因此，目前的终端电离室不适合在旋转机架上安装。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种粒子治疗装置旋转机架的剂量及位置监测系统和方法，其减低了束流穿过的有效电极厚度，减少了束流能量损失，可进行束流剂量和束流位置的同步采集。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提出了以下技术方案：一种粒子治疗装置旋转机架的剂量及位置监测系统，包括：电离室、数据采集电子学和上位机；电离室，用于对入射的粒子进行电离后产生电流信号；数据采集电子学包括多通道微电流数字化电子学和电荷
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频率转换电子学，多通道微电流数字化电子学，用于将电离粒子获得的多通道剂量脉冲计数信号采集后转换为束流位置信息；电荷
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频率转换电子学，用于将电离粒子获得的剂量电流信号转换为剂量脉冲计数信号；上位机，用于对多通道微电流数字化电子学上传的束流剂量信息和束流位置信息进行数据处理和显示。
[0007]进一步，电离室包括室体和电极，电极设置在室体内，室体内填充工作气体，室体上束流入射位置设置入射窗板，室体上束流出射位置设置出射窗板。
[0008]进一步，电极包括剂量信号极板、分条极板和垫板，剂量信号极板与电荷
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频率转
换电子学连接，分条极板与多通道微电流数字化电子学连接，分条极板和剂量信号极板之间设置若干垫板。
[0009]进一步，剂量信号极板包括双面镀铝聚酰亚胺膜和第一板材框架，双面镀铝聚酰亚胺膜粘合在第一板材框架上。
[0010]进一步，分条极板包括水平方向分条极板和垂直方向分条极板，水平方向分条极板和垂直方向分条极板之间设置若干垫板。
[0011]进一步，分条极板由厚单面镀铝Mylar膜、第二板材框架和镀铝信号条，厚单面镀铝Mylar膜粘合在第二板材框架上，镀铝信号条设置在Mylar膜上，镀铝信号条为若干条，各个镀铝信号条之间平行设置，水平方向分条极板的镀铝信号条的方向与水平方向平行，垂直方向分条极板的镀铝信号条的方向与水平方向垂直。
[0012]进一步，电极还包括至少两个高压极板，一个高压极板设置在剂量信号极板的前方，用于对高压极板加压；另一个高压极板设置在水平方向分条极板和垂直方向分条极板之间，用于对水平方向分条极板和垂直方向分条极板加压。
[0013]进一步，数据采集电子学还包括辅助功能电子学，辅助功能电子学分别与两个高压极板连接，为剂量信号极板和分条极板提供电压，辅助功能电子学读取电离室内的温湿度传感器和气压传感器的信号，将温湿度传感器和气压传感器的信号传输到多通道微电流数值电子学中。
[0014]进一步，上位机和多通道微电流数字化电子学之间通过以太网络进行数据通讯。
[0015]本专利技术一种粒子治疗装置旋转机架的剂量及位置监测方法，用于上述任一项粒子治疗装置旋转机架的剂量及位置监测系统，包括以下步骤：将电离室准直并安装在粒子治疗装置的旋转机架上，为电离室充入工作气体；将电离室接入以太网络，上位机远程连接电离室，进行数据采集；当束流入射电离室时，电离室的剂量信号板和分条极板分别产生束流的剂量信号和位置信号，并分别传输到电荷
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频率转换电子学和多通道微电流数字化电子学，电荷
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频率转换电子学；多通道微电流数字化电子学将得到的剂量信息和位置信号与电离室内的位置排列相对应，得到束流在水平方向和垂直方向上的剂量分布和位置分布，计算出束流在相应点上的位置及半高宽，并将这些束流信息数据上传到以太网络中；上位机在以太网中获取到多通道微电流数字化电子学上传的束流信息数据后，进行相应的数据处理和结果显示。
[0016]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0017]1、本专利技术中分条电极减低了束流穿过的有效电极厚度，减少了束流能量损失，同时可进行束流剂量和束流位置的同步采集；
[0018]2、本专利技术采用了多通道微电流数字化电子学，减小电离室体积、减少设备和线缆数量，使得中断电离室安装在旋转机架上成为可能。
附图说明
[0019]图1是本专利技术一实施例中粒子治疗装置旋转机架的剂量及位置监测系统的结构图；
[0020]图2是本专利技术一实施例中剂量及位置监测系统的外壳的结构图；
[0021]图3是本专利技术一实施例中剂量及位置监测系统的电离室的结构图；
[0022]图4是本专利技术一实施例中电离室的电极排布示意图；
[0023]图5是本专利技术一实施例中剂量及位置监测系统在粒子治疗装置旋转机架上的安装示意图。
[0024]附图标记：
[0025]1‑
外壳；11
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前面板；12
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后面板；13
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侧板；131
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第一进气孔；132第一出气孔；133
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电源接口；134
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冷却风扇；135
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网络接口；2
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电离室；21
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室体；211
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入射窗板；212
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出射窗板；213
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室体框架；2131
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第二进气口；21本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粒子治疗装置旋转机架的剂量及位置监测系统，其特征在于，包括：电离室、数据采集电子学和上位机；所述电离室，用于对入射的粒子进行电离后产生电流信号；所述数据采集电子学包括多通道微电流数字化电子学和电荷
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频率转换电子学，所述多通道微电流数字化电子学，用于将电离粒子获得的多通道剂量脉冲计数信号采集后转换为束流位置信息；所述电荷
‑
频率转换电子学，用于将电离粒子获得的剂量电流信号转换为剂量脉冲计数信号；所述上位机，用于对所述多通道微电流数字化电子学上传的束流剂量信息和束流位置信息进行数据处理和显示。2.如权利要求1粒子治疗装置旋转机架的剂量及位置监测系统，其特征在于，所述电离室包括室体和电极，所述电极设置在所述室体内，所述室体内填充工作气体，所述室体上束流入射位置设置入射窗板，所述室体上束流出射位置设置出射窗板。3.如权利要求2粒子治疗装置旋转机架的剂量及位置监测系统，其特征在于，所述电极包括剂量信号极板、分条极板和垫板，所述剂量信号极板与所述电荷
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频率转换电子学连接，所述分条极板与所述多通道微电流数字化电子学连接，所述分条极板和所述剂量信号极板之间设置若干垫板。4.如权利要求3粒子治疗装置旋转机架的剂量及位置监测系统，其特征在于，所述剂量信号极板包括双面镀铝聚酰亚胺膜和第一板材框架，所述双面镀铝聚酰亚胺膜粘合在所述第一板材框架上。5.如权利要求3粒子治疗装置旋转机架的剂量及位置监测系统，其特征在于，所述分条极板包括水平方向分条极板和垂直方向分条极板，所述水平方向分条极板和所述垂直方向分条极板之间设置若干垫板。6.如权利要求5粒子治疗装置旋转机架的剂量及位置监测系统，其特征在于，所述分条极板由厚单面镀铝Mylar膜、第二板材框架和镀铝信号条，所述厚单面镀铝Mylar膜粘合在所述第二板材框架上，所述镀铝信号条设置在Mylar膜上，所述镀铝信号条为若干条，各个所述镀铝信号条之间平行设置，所述水平方向分条极板的所述镀铝信号条的方向与水...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵祖龙，陈玉聪，李娟，徐治国，胡正国，毛瑞士，康新才，刘晓涛，董金梅，
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：