[发明专利]一种质子出束路径和射程在线验证方法、装置及系统

权利要求书

1.一种质子出束路径和射程在线验证方法，其特征在于，所述方法基于在介质表面设置四个声波探测器，所述四个声波探测器用于测量质子诱导声波信号，所述四个声波探测器的位置互不相同，且均放置于质子出束的布拉格峰前的侧面；

所述在线验证质子出束路径和射程方法包括：

建立三维坐标系，确定目标治疗区域以及所述四个声波探测器的坐标参数，所述确定目标治疗区域，具体包括：获取所述介质的病灶区域的多张电子计算机断层扫描图像；根据多张所述电子计算机断层扫描图像合成得到所述目标治疗区域；

获取所述四个声波探测器测量得到的声波信号；

提取每个所述声波信号中的α波和γ波的飞行时间；

利用所述α波的飞行时间和所述四个声波探测器的坐标参数，得到所述质子出束路径；

利用所述γ波的飞行时间和所述四个声波探测器的坐标参数，得到所述布拉格峰位置；

判断所述质子出束路径与预设质子出束路径之间的距离是否位于第一阈值范围内，且所述布拉格峰位置是否位于所述目标治疗区域；

若判断结果均为是，则返回所述获取所述四个声波探测器测量得到的声波信号；

若否，则调节质子参数，并返回所述获取所述四个声波探测器测量得到的声波信号；

其中，所述利用所述α波的飞行时间和所述四个声波探测器的坐标参数，得到所述质子出束路径具体包括：

根据四个声波探测器的坐标参数，依据点到直线计算公式，求解四个声波探测器到质子出束路径的距离方程组：

；

得到质子出束路径方程Ax+By+Cz+D=0中的A、B、C和D的值，得到所述质子出束路径；

其中，(x_i，y_i，z_i)为第i个声波探测器的坐标参数，t_αi是第i个声波探测器声波信号中的α波的飞行时间，v是声速；

所述利用所述γ波的飞行时间和所述四个声波探测器的坐标参数，得到所述布拉格峰位置，具体包括：

根据四个声波探测器的坐标参数，依据点到点的计算公式，求解四个声波探测器到布拉格峰的距离方程组：

；

得到所述布拉格峰的位置坐标(x_BP，y_BP，z_BP)；

其中，(x_BP，y_BP，z_BP)是布拉格峰的坐标参数，(x_i，y_i，z_i)是第i个声波探测器的坐标参数，t_γi是第i个声波探测器声波信号中的γ波的飞行时间，v是声速。

2.根据权利要求1所述的质子出束路径和射程在线验证方法，其特征在于，所述获取所述四个声波探测器测量得到的声波信号，具体包括：

利用数据采集卡获取所述四个声波探测器测量得到的声波信号，并传输至计算机中，以获取所述声波信号。

3.根据权利要求2所述的质子出束路径和射程在线验证方法，其特征在于，所述提取每个所述声波信号中的α波和γ波的飞行时间，具体包括：

采用质子照射所述目标治疗区域，并触发所述数据采集卡采集所述声波信号；

将所述质子出束的时刻与所述数据采集卡触发的时刻同步。