[发明专利]快速获得免冲洗验证胶片剂量响应曲线的装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于离子束点扫描照射技术中一种快速获得放射显影免冲洗验证胶片剂量响应曲线的方法。

背景技术

在离子束应用(如辐射生物学实验、材料物理、放射治疗等)中，常常涉及到对离子束辐射场特性的测量，如辐射场剂量均匀性或剂量分布测量。利用电离室矩阵可以对这些特性进行直接测量，但是电离室矩阵空间分辨率低，难以满足测量离子束束斑或剂量梯度较大的照射野剂量分布的要求。放射显影胶片测量照射野的剂量分布具有空间分辨率高的优点，特别是免冲洗验证胶片的出现，使得利用胶片测量的方法变得更加简便。与传统显影胶片相比，免冲洗验证胶片不需要使用化学试剂进行显影和定影，可以在可见光下操作，减少了人为干预过程，减小了测量误差。并且，免冲洗验证胶片可切割成若干小块分别进行照射显影，提高了胶片的有效利用率。此外，免冲洗验证胶片具有防水性，可放置在水箱中，同时测量不同深度处的照射野特性。鉴于上述众多优点，免冲洗验证胶片在辐射剂量测量方面的应用越来越广泛。然而，利用免冲洗验证胶片测量辐射场特性，首先需要对胶片进行剂量刻度实验，获得胶片光密度(或灰度)变化与辐照剂量的关系，即剂量响应曲线。

在常规X射线调强放射治疗中，一般需要对治疗计划系统计算获得的剂量分布进行实验验证，以评估治疗计划的可行性。在离子束点扫描束流配送中，同样需要对各照射野的剂量分布进行测量。为保证测量剂量分布的空间分辨率，目前在验证测量中通常利用放射显影免冲洗验证胶片法测量各照射野的剂量分布。通过专门的软件将免冲洗验证胶片的灰度变化转换成剂量分布测量值，并与计划系统计算得到的剂量分布进行比较计算γ通过率，以评估治疗计划的可行性。采用免冲洗验证胶片测量剂量分布前，通常需要预先测量获得相应批次的胶片剂量响应曲线。目前，此预实验的常规方法简要操作步骤如下：

1)利用专业扫描仪(如，EPSON10000XL)扫描一整张免冲洗验证胶片，获得红光通道像素值分布并计算像素平均值

2)将整张免冲洗验证胶片切割成若干个小块，利用均匀辐照场对每小块免冲洗验证胶片分别照射不同的剂量D；

3)再次利用扫描仪获得照射后的各个小块免冲洗验证胶片红光通道平均像素值

4)利用公式(A1)计算各个小块免冲洗验证胶片的净光密度值，

其中，netOD，OD_irr及OD_unirr分别为净光密度，胶片照射后光密度及照射前光密度；PV_bckg为不透明黑色塑料板红光通道像素值；

5)根据每个小块免冲洗验证胶片照射的剂量D与净光密度值netOD，利用数据分析处理软件获得免冲洗验证胶片的剂量响应曲线。

离子束主动式点扫描束流配送系统中，束流监测参考电离室的剂量标定因子随离子束能量、笔形束束斑大小及扫描点间距的不同而不同。若在主动式点扫描束流配送系统下，利用常规方法刻度胶片的剂量响应曲线，首先，需要编制点扫描照射参数控制文件，对成百上千个扫描点逐点照射形成一个均匀的照射野进行束流监测参考电离室的剂量刻度，获得剂量标定因子，如图2所示。然后，编制一系列控制文件分别照射一系列小块胶片，从而获得不同剂量照射后的胶片。可见主动式点扫描束流配送系统获得均匀的辐照场并不像离子束被动式束流配送系统及医用直线加速器获得均匀X射线辐照场那么方便，需要更长的时间。要想获取更多的数据点以得到更精细的胶片剂量响应曲线，需要将胶片切割得更小或使用更多的胶片，这样照射时间会延长，并且胶片照射后需要更多时间用在胶片扫描上。显然这种胶片刻度技术过程繁琐，耗时长，并且胶片的利用率低。

发明内容

本发明的目的在于，为避免现有技术的不足，提供一种快速获得免冲洗验证胶片剂量响应曲线的装置。

本发明的又一目的是提供一种快速获得免冲洗验证胶片剂量响应曲线的方法。

针对在离子束主动式束流配送系统下刻度放射显影胶片过程繁琐，耗时长，且胶片有效利用率低等问题，本发明利用主动式点扫描束流配送技术特点及离子束传输特性，提出一种快速刻度免冲洗验证胶片剂量响应曲线的方法。该方法利用离子束束斑直接刻度免冲洗验证胶片，获得其剂量响应曲线，减少了在主动式点扫描束流配送系统下形成均匀辐射野的次数，减少整个刻度过程所需的总离子数，从而大大减少照射时间及胶片后续处理时间，且可将整张免冲洗验证胶片切割为较小面积的胶片同时用于刻度及测量，提高了胶片的有效利用率。