一种用于重离子束流横向剂量分布测量的探测器制造技术

本实用新型专利技术涉及重离子束（包括质子束）治疗肿瘤技术的领域，尤其涉及到重离子束流横向剂量分布测量探测器。一种用于重离子束流横向剂量分布测量的探测器，其主要特点是包括气体密封腔（１），其内设有电离室内芯（２），与电离室内芯（２）电连接的多路信号转接板（３）；所述的气体密封腔（１）由主体框架（１－１）和入射窗（１－２）、出射窗（１－３）组成；所述的电离室内芯（２）由两组电离室单元组成，每个单元电离室均由信号极（２－１）、绝缘垫板（２－２）和高压极（２－３）组成；所述的多路信号转接板（３）的一端设有接触端（３－３）插入气体密封腔（１）的密封口（１－５）与电离室内芯（２）的信号极（２－１）相连，另一端设有多芯连接器（３－２）为束流剖面监测探测器的信号输出端口。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及重离子束(包括质子束)在治疗肿瘤中对计量的检测领域，尤其 涉及到重离子束流横向剂量分布测量探测器的结构。技术背景重离子束治疗肿瘤技术是一种新的癌症治疗手段。其用于放射治疗既有生物学优 势，又有剂量分布优势Bragg峰(离子能量大部分沉积在射程的末端)，能实现在临床照射 治疗中高精度(毫米量级)，高疗效和高安全性。用于临床治疗的重离子束在照射前必须 经过扫描磁铁，将原先横向宽度小于IOmm的束流光斑扫描成横向面积大于肿瘤剖面的照 射野。通过改变扫描磁铁的磁场，可以改变束流光斑的照射位置，实际应用中通过扫描磁铁 磁场的快速改变，实现在一定时间内对一定横向照射面的均勻照射。实际重离子临床照射 过程中，要求扫描后的束流在肿瘤靶区的照射野范围内形成一个横向剂量分布均勻性好于 95%的照射面。因此在临床治疗中必需对束流横向均勻性进行实时监测，是保证重离子临 床治疗安全性和准确性的重要措施。目前用于束流剖面均勻性测量的有胶片法，半导体矩阵扫描法和电离室扫描法。 传统的胶片法存在耗时多，质控复杂等缺点。最重要的是由于等效厚度的限制，胶片法和半 导体矩阵扫描法一样，都不能用于束流均勻性的在束实时监测。电离室扫描方法是目前比 较广泛采用的测量手段，其结果符合IAEA标准。但目前广泛采用的电离室二维矩阵，如PTW 公司的SeVen29TM 二维电离室矩阵，同样无法实现在束监测，且位置分辨较差
技术实现思路
本技术针对现有的技术缺陷，提供一种用于重离子束流横向剂量分布测量的 探测器。该束流横向剂量分布测量探测器利用信号极上的位置分条得到该位置条上的入射 粒子信息，两个互相垂直的信号极分别得到X、Y方向上的束流剂量分布信息，通过相应的 计算，最终得到入射粒子的二维横向剂量分布。为实现上述目的，本技术采取的技术方案为一种用于重离子束流横向剂量 分布测量的探测器，其主要特点是包括气体密封腔(1)，其内设有电离室内芯(2)，与电离 室内芯(2)电连接的多路信号转接板(3)；所述的气体密封腔(1)由主体框架(1-1)和入射 窗(1-2)、出射窗(1-3)组成；所述的电离室内芯(2)由两组电离室单元组成，每个单元电 离室均由信号极(2-1)、绝缘垫板(2-2)和高压极(2-3)组成；所述的多路信号转接板(3) 的一端设有接触端(3-3)插入气体密封腔(1)的密封口(1-5)与电离室内芯(2)的信号极 (2-1)相连，另一端设有多芯连接器(3-2)为束流剖面监测探测器的信号输出端口，多芯连 接器(3-2)作为整个束流剖面监测探测器的信号输出端口和后续获取系统相连。所述的一种用于重离子束流横向剂量分布测量的探测器，所述的主体框架(1-1) 的一侧设有气体流入口(1-1-1)和流出口(1-1-3)，还设有高压口(1-1-2)与电离室内芯 (2)的高压极(2-3)电连接。该探测器通过相互垂直的信号条，实现对束流剖面剂量分布的测量，同时利用相关算法，实现对束流剖面分布的二维直观显示。所述的一种用于重离子束流横向剂量分布测量的探测器，所述的电离室内芯(2) 的信号极(2-1)由有效面积为50\50讓2-300\300111111、厚度为0. Imm-Imm的硬质PCB板上镀 20-100条宽度为0. 5-5mm的信号条(2+1)组成，其中信号条(2+1)的间距为0. I-Imm0所述的一种用于重离子束流横向剂量分布测量的探测器，所述的电离室内芯(2) 中的所述的两个单元电离室，两个信号极(2-1)上信号条(2-1-1)的方向互相垂直，分别监 测束流横向剂量分布的X和Y方向。所述的一种用于重离子束流横向剂量分布测量的探测器，所述的电离室内芯(2) 的高压极(2-3)，由有效面积为50X50mm2-300X300mm2的导电薄膜和带有导电极的PCB框 架组成，其中导电薄膜为厚度7-25 μ m的镀铝聚酰亚胺膜。所述的重离子束流横向剂量分布监测探测器，所述的电离室内芯(2)的高压极 (2-3)和信号极(2-1)之间距离为绝缘垫板(2-2)的厚度，为2-20mm;所述的绝缘垫板 (2-2)为电阻在大于1016Ω的聚四氟乙烯。聚四氟乙烯具有较好耐辐照性能和良好加工性。所述的一种用于重离子束流横向剂量分布测量的探测器，所述的多路信号转接 板(3)的接触端(3-3)，由20-100条导电条组成，导电条的一端与电离室内芯(2)信号极 (2-1)上的信号条(2-1-1) —一对应连接。这样与后续获取系统相连的多芯连接器(3-2) 可输出探测器各个信号条(2-1-1)上得到的束流横向相对剂量分布信息。所述的多路信号转接板(3)的接触端(3-3)到多芯连接器(3-2)的连接是由内层 走线的多层PCB板实现，具有很好的抗干扰功能。所述的一种用于重离子束流横向剂量分布测量的探测器，所述的气体密封腔(1) 的框架(1-1)与入射窗(1-2)、出射窗(1-3)之间设有橡胶圈，其密封口(1-5)与多路信号 转接板(3)之间通过真空胶密封。所述的一种用于重离子束流横向剂量分布测量的探测器，所述的入射窗(1-2)、出 射窗(1-3)由导电薄膜和金属框架组成，其中导电薄膜为镀铝聚酰亚胺膜，通过导电胶粘 连在金属框架上，使得入射出射窗(1-2)具有很好的电磁屏蔽效果。所述的一种用于重离子束流横向剂量分布测量的探测器，所述的工作气体为高纯 氮气或异丁烷或氮气与二氧化碳的混合气体或空气。所述的一种用于重离子束流横向剂量分布测量的探测器，还包括有通过气体流入 口(1-1-1)和流出口(1-1-3)连通工作气体。本技术的有益效果通过将探测器信号极分条实现对入射重离子束照射位置 的测量，同时由分条上的信号得到该位置照射点的剂量信息。由于探测器的后续数据采集 处理系统的采样时间大大小于束流的扫描时间，通过两个单维位置剂量信息和相关算法， 可以实现对扫描后的束流横向剂量分布的二维显示。附图说明图1是本技术束流横向剂量分布监测探测器的结构示意图；图2是本技术的电离室内芯(2)结构示意图；图3是本技术的多路信号转接板(3)。具体实施方式以下对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并 非用于限定本技术的范围。实施例1 见图1、2、3，一种用于重离子束流横向剂量分布测量的探测器，包括气 体密封腔1，其内设有电离室内芯2，与电离室内芯2电连接的多路信号转接板3;所述的气 体密封腔1由主体框架1-1和入射窗1-2、出射窗1-3组成；所述的电离室内芯2由两组电 离室单元组成，每个单元电离室均由信号极2-1、绝缘垫板2-2和高压极2-3组成；所述的 多路信号转接板3的一端设有接触端3-3插入气体密封腔1的密封口 1-5与电离室内芯2 的信号极2-1相连，另一端设有多芯连接器3-2为束流剖面监测探测器的信号输出端口，多 芯连接器3-2作为整个束流剖面监测探测器的信号输出端口和后续获取系统相连。所述的主体框架1-1的一侧设有气体流入口 1-1-1和流出口 1-1-3，还设有高压 口 1-1-2与电离室内芯2的高压极2-3电连接。该探测器通过相互垂直的信号条，实现对 束流剖面剂量分布的测量，同时利用相关算法，实现对束流剖面分布的二维直观显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于重离子束流横向剂量分布测量的探测器，其特征是包括气体密封腔（１），其内设有电离室内芯（２），与电离室内芯（２）电连接的多路信号转接板（３）；所述的气体密封腔（１）由主体框架（１－１）和入射窗（１－２）、出射窗（１－３）组成；所述的电离室内芯（２）由两组电离室单元组成，每个单元电离室均由信号极（２－１）、绝缘垫板（２－２）和高压极（２－３）组成；所述的多路信号转接板（３）的一端设有接触端（３－３）插入气体密封腔（１）的密封口（１－５）与电离室内芯（２）的信号极（２－１）相连，另一端设有多芯连接器（３－２）为束流剖面监测探测器的信号输出端口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐瑚珊，徐治国，唐彬，毛瑞士，胡正国，赵铁成，张宏斌，郭忠言，段利敏，孙志宇，王建松，苏弘，肖国青，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：实用新型
国别省市：62[中国|甘肃]