[发明专利]一种质子治疗装置束流诊断系统

说明书

本发明公开了一种质子治疗装置束流诊断系统，包括束流轮廓监测器、束流位置监测器、准直器和束流流强监测器，沿质子传输方向，依次放置。相对于现有技术中，单独对质子束流的流强、截面尺寸和形状、质心轨迹位置、发射度进行测量，每进行一项测量均需要对测量设备进行摆放、安装、校准的技术方案而言，本发明的束流诊断系统是一体化的，可同时读取三种束流监测器的返回信号，实时对质子束流的流强、截面尺寸和形状、质心轨迹位置、发射度进行测量，具有测量过程简单、操作方便、实时性高等特点。此外，该系统可检测束晕信息，提供包含束晕在内的整个束流尺寸，避免粒子对真空管壁碰撞，减小束流损失。

技术领域

本发明涉及一种束流诊断系统，具体为一种质子治疗装置束流诊断系统，属于质子治疗装置束流诊断系统应用技术领域。

背景技术

质子放疗是当前国际公认最尖端的放射治疗技术。质子经由同步回旋加速器加速至约70％的光速时，质子射线被引出射入人体过程中，表层阶段剂量释放很少，到达肿瘤靶区时能量全部释放，实现对肿瘤进行“立体定向爆破”。

束流强度、束斑形状及束流质心轨迹位置是影响治疗端需求束流品质的关键因素，精确检测束流性能参数具有重要意义。束流诊断系统作为质子治疗装置的重要组成部分，可为加速器提供束流的流强、质心轨迹位置、横向截面尺寸、发射度、束晕等参数的实测值，并将检测结果反馈至束流控制系统，从而实现对质子束流的参数进行调整，保证治疗端束流品质。

现有的束流检测系统只能单独对质子束流的流强、截面尺寸和形状、质心轨迹位置、发射度进行测量，每进行一项测量均需要对测量设备进行摆放、安装、校准，不仅测量过程非常繁琐、复杂，还导致实时性很低，便捷性很差。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决现有的束流检测系统只能单独对质子束流的流强、截面尺寸和形状、质心轨迹位置、发射度进行测量，每进行一项测量均需要对测量设备进行摆放、安装、校准，不仅测量过程非常繁琐、复杂，还导致实时性很低，便捷性很差的问题，而提出一种质子治疗装置束流诊断系统，本发明的束流诊断系统是一体化的，可同时读取三种束流监测器的返回信号，实时对质子束流的流强、截面尺寸和形状、质心轨迹位置、发射度进行测量，具有测量过程简单、操作方便、实时性高等特点。此外，该系统可检测束晕信息，提供包含束晕在内的整个束流尺寸，避免粒子对真空管壁碰撞，减小束流损失。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种质子治疗装置束流诊断系统，包括束流轮廓监测器、束流位置监测器、束流流强监测器和准直器，所述束流轮廓监测器、束流位置监测器、准直器和束流流强监测器沿质子传输方向，依次放置；

所述束流轮廓监测器用于对束流截面尺寸和形状、束流发射度进行检测；

所述束流位置监测器用于对束流横截面位置(水平和竖直两个方向)进行检测，得到束流质心轨迹位置，判断束流轨道畸变情况，同时检测束晕信息；

所述准直器控制束流发射度，限制束斑最大直径；

所述束流流强监测器：对束流流强进行精确检测；

所述束流轮廓监测器包括多丝电离室，多丝电离室内充有空气，多丝电离室内部两侧分别设置有金属化陶瓷板一和金属化陶瓷板二，金属化陶瓷板一和金属化陶瓷板二均连接600V高电压产生电场，中央处设置有金属化陶瓷板三，且金属化陶瓷板三两侧刻有水平和垂直的条形电极，敏感区域为直径42mm的圆形区域，用于读取束流轮廓信息，金属化陶瓷板一、金属化陶瓷板二和金属化陶瓷板三等间距排列，间距为4mm；

所述束流位置监测器为一种空气电离室，电离室内部两侧边缘处分别设置有环形电极一和电极二，电极一和电极二连接2000V高电压产生电场，中央设置有环形电极五，电极五读取束流位置信号，电极一和电极二与电极五之间分别设置有环形的电极三和电极四，电极三和电极四用于指示束晕强度，束流位置监测器属于接触式测量，一直置于束流中；