[发明专利]模块化辐射束分析器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在目标处测量线性加速器或其它辐射产生设 备的辐射剂量的方法和设备，更具体地，涉及一种可移动的辐射探测 器(通常为电离室)的使用。

背景技术

用于恶性肿瘤治疗的各种已知的医学技术都涉及辐射的使用。辐 射源(例如，医学线性加速器)通常用于对病人身体的特定目标区域 产生辐射。使用适当的剂量测定能够确保将适当的辐射剂量应用到恶 性肿瘤区域，这是极度重要的。当应用辐射时，辐射在恶性肿瘤组织 上产生电离效应，从而消灭恶性肿瘤细胞。只要适当地监控所应用的 辐射的剂量测定，就可以治疗恶性肿瘤且不会损害周围的健康组织。 可利用具有不同特性和输出级别的加速器。最普通类型的加速器产生 脉冲辐射，其中，其输出为长方形形状的光束且其横截面积通常为16 至100平方厘米之间。常常利用模制或浇注的铅或史罗本德 (Cerrobend)合金材料，将长方形或正方形转变为任意期望的形状。 更先进的加速器使用多叶光栅。其它加速器是连续的或非脉冲的，例 如，钴辐射器；以及利用扫频电子束的加速器，其通过改变电磁场的 方法将非常窄的电子束扫过治疗区。

为了保证适当的剂量测量，用于治疗恶性肿瘤的线性加速器必须 被校准。电子和光子辐射都必须被适当地测量并与具体的设备相关。 专业人员必须确保辐射治疗的强度和持续时间都被仔细地计算和管 理，从而产生期望的治疗效果并维持病人的安全性。通常要确定例如 平面度、对称、辐射和光场对准的参数。实际上，使用过多的辐射可 能造成副作用并对周围组织产生破坏性作用。使用不足量的辐射将不 会释放足以根除恶性肿瘤的剂量。从而，能够确定由具体机器产生的 精确辐射量以及这些辐射量将以何种方式分布在病人体内是很重要 的。

为了在目标区域产生由病人接收的精确估计的辐射，必须产生在 病人体内的不同位置的某种类型的辐射图案或图形。这些分布与下列 各项相关：1)剂量随产生百分比深度剂量分布的水深的变化；2)穿 过与产生交叉束分布的辐射源垂直的平面的剂量变化。本发明特别关 注交叉束分布的具体测量。尽管其它分析也很重要，但是此设备的主 要目的是三维辐射场内的射束一致性的变化。

有一些公司为医院和治疗中心提供校准服务。这些技术员必须到 这些机构用其自己的设备对辐射源进行校准。这就需要轻型、易携带、 不笨重并能在现场快速装配和拆卸的辐射测量设备。实际的扫描还应 该在短期内迅速得到结果。这样的设备允许技术员更有效率并在更短 的时间内校准更多的辐射设备。

一种用于测量由医学线性加速器产生的辐射的现有系统利用装有 水的50×50×50cm的大水箱。一组计算机控制的电机通过一系列预 编程的步骤沿着水表面下方的单轴移动辐射探测器。由于人体密度与 水的密度非常接近，因此水箱提供了合适的介质用于创建可能发生在 病人体内的辐射的分布和强度的仿真。前述的水箱通常指水模体。由 线性加速器产生的辐射将直接射入模体箱内的水中，在该点处，利用 辐射探测器能够测量水中不同深度和位置处的辐射强度。当辐射穿透 水时，直接或主要的射束由水散射，这与辐射束碰撞到病人身体上时 非常相似。被散射的辐射和主要的辐射均由作为辐射探测器一部分的 电离室探测。

电离室基本上是开放的空气电容器，其产生对应于其容积内所产 生的离子数量的电流。将探测器降低到模体箱内的测量点，并在特定 的时间周期内进行测量。然后，将探测器移到另一测量点并进行第二 点的测量。在每个测量点进行统计上的大量抽样，同时保持探测器静 止。

背景技术

某些现有技术设备已知可用于帮助系统确定特定加速器的适当的 剂量测定及其使用方法。

Sofield的第5,621,214号和第5,627,367号美国专利是针对采用峰 值探测方法论的辐射束扫描仪系统。此设备包括安装在水模体内的单 轴。在使用中，水模体必须水平放置，参考探测器在射束内保持静止 在同一点，而信号探测器通过电子步进电机的使用沿单轴上下移动。

尽管这些设备采用了水模体，但其限于使信号探测器沿着单轴移 动并且仅提供射束的平面扫描。