[发明专利]一种基于位移偏离的离子束校准装置

说明书

本发明涉及一种基于位移偏离的离子束校准装置，至少包括控制单元、离子束偏转组件和深度调节单元，控制单元接收位移检测装置发送的肿瘤组织的位移信息，在深度调节单元的出光侧设置有离子聚焦组件，所述离子聚焦组件设置在离子束的发射路径上并将通过深度调节板的扩散的离子束聚焦在靶区，响应于所述位移检测装置发送的待照射位置的位移信息，所述控制单元控制深度调节板和至少一个能够使得离子束聚焦的离子聚焦组件来调节离子束的路径，直至离子束的照射点与待照射位置匹配。本发明调整离子束的路径并使得离子束聚焦，根据肿瘤位置的位移直接进行离子束的聚焦点的适应性调整，照射的精确度更高，对健康组织的损害更小。

本发明是申请日期为2021年5月11日，申请名称为一种基于荧光探针扫描的离子束控制装置，申请号为202110508180.4，申请类型为发明的发明专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及荧光探针扫描应用技术领域，尤其涉及一种基于位移偏离的离子束校准装置。

背景技术

离子束是指以近似一致的速度沿几乎同一方向运动的一群离子。离子源是用以获得离子束的装置。在各类离子源中，用得最多的是等离子体离子源，即用电场将离子从一团等离子体中引出来。这类离子源的主要参数由等离子体的密度、温度和引出系统的质量决定。

重离子束以其独特的物理学和生物学特点作为肿瘤放疗射线极具优势。重离子治疗在临床上取得了良好的疗效，有可能成为一种先进的肿瘤放疗技术。基础生物医学研究的深入有望为重离子治疗肿瘤的最佳束流品质的选择提供理论依据。

但是，当前的离子束在射出时需要经过透板以便进行深度调节，这就使得从透板发出的离子束经过了折射，离子束会出现分散，离子束射在照射靶区的范围较宽，使得损伤健康组织的面积较大。

例如，中国专利CN101285887B公开了一种重离子束治癌当中剂量监测探测器标定和校准的装置，其结构特征是在束流轴线上依次放置准直器、剂量监测探测器、迷你型脊形过滤器、水箱和标准电离室，标准电离室置于水箱中。通过标准电离室在水介质中不同深度处吸收剂量的测量得到照射束流微小展宽Bragg峰(mini-SOBP)在水中的深度位置。在该深度位置处，利用标准电离室对剂量监测探测器进行了标定和校准，得到剂量监测探测器对具有高斯型分布微小展宽Bragg峰治癌束流测量的标定和校准因子。但是，该剂量检测探测器只能对离子束的深度进行探测和每一次发射的调整，却无法实时地调整离子束的深度。

当前一般根据由荧光探针形成的影像对肿瘤位置的判断，但是还没有将荧光探针直接用于离子束照射的装置。原因在于，即使荧光探针能够将肿瘤位置与健康组织位置区分，扩散的离子束依然会对健康组织进行射伤，因此使用荧光探针无法明显提高离子束照射装置的靶向精度。

例如，中国专利CN 102288589B公开了一种超分辨荧光显微成像系统，所述系统包括：用于采集多幅荧光图像的图像采集器，以及与所述图像采集器相连接、用于获取超分辨荧光图像的图像处理器；所述图像处理器包括单个荧光探针的定位装置；以及输入端与所述图像采集器相连接、输出端与所述定位装置相连接的搜索装置，用于搜索每幅荧光图像的极大值点；与所述定位装置相连接的重构装置，用于根据所述定位装置输出的每个荧光探针的位置信息重构超分辨荧光图像。该荧光图像虽然能够实现准确的定位，但是，荧光探针得到的平面影像与实际肿瘤组织的三维轮廓存在差距和误差，使得离子束即使依据荧光的平面影像进行照射也会损伤大量的健康组织细胞。

如何根据荧光探针得到三维的肿瘤细胞影像并进行实时的位移反馈以使得离子束能够以超高精度进行肿瘤细胞的照射，是当前没有解决的技术问题。