[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

摘要

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。一种快速获得免冲洗验证胶片剂量响应曲线的装置，其主要特点在于在束流线上分别依次设有X向扫描磁铁、Y向扫描磁铁、准直器、参考监测电离室、位置灵敏探测器；笔形束在束流线上依次通过X向扫描磁铁、Y向扫描磁铁、准直器的准直孔、参考监测电离室，在等中心处获得正高斯分布的笔形束流。本发明的优点是(1)采用本发明提供的免冲洗验证胶片剂量刻度方法，可以减少操作人员的测量准备工作、减少束流使用时间及后续胶片数据处理时间。(2)理论上在高斯笔形束横向剂量分布及免冲洗验证胶片光密度分布上可以获得无穷多个数据点，因此可以选取更多的数据进行数据拟合获得更准确的胶片剂量响应曲线。

主权项

一种快速获得免冲洗验证胶片剂量响应曲线的方法，其特征在于步骤：(1)获取参考电离室计数与离子数关系，即离子束主动式点扫描束流配送系统剂量标定因子K(E)值：在离子束主动式点扫描束流配送系统下，剂量标定需测量获得MU与离子数的关系，即，K(E)＝N/MU，                                                (1)其中，K(E)为每参考电离室计数对应的离子数；N为照射单个扫描点的离子数；MU为照射单个扫描点的参考电离室计数；由于剂量值D与离子数N有如下关系：D[Gy]＝1.6×10‑8×S[MeV/g·cm‑2]×N/A[mm‑2]，                  (2)其中，D为剂量值；N为照射单个扫描点的离子数；S为离子在介质中的质量阻止本领；A为单个扫描点的面积；在点扫描剂量标定中，使用笔形束流在等中心位置形成均匀的足够大的照射野，即每个扫描点照射相同的参考电离室计数(MU)；因此，有：K(E)=N/MU=Dmeas1.6×10-8·SE(z)·MUΔxΔy,---(3)]]>其中，Dmeas为绝对剂量电离室在照射野中心测量的剂量值；SE(z)为标定深度z处的离子质量阻止本领，利用Bethe‑Bloch公式计算获得；Δx，Δy为扫描点在X及Y方向上的间距；(2)通过准直孔或调节加速器将笔形束流规则化，束流经过空气中的多重散射作用在等中心处获得正高斯分布的笔形束流；(3)利用位置灵敏探测器获得高斯笔形束斑的X，Y方向上的相对剂量分布，再利用高斯函数拟合，获得其相对剂量分布参数σx、σy；(4)获得束斑绝对物理剂量分布：由步骤(1)及步骤(3)测量获得K(E)值及束斑高斯分布参数σx、σy，推导出在等中心位置照射特定参考电离室计数MU时的束斑物理剂量分布D(x,y)，即：D(x,y;x0,y0)=1.6×10-8·sinU·K(E)·exp[-(x-x0)22σx2-(y-x0)22σy2]2πσxσy,---(4)]]>其中，x0，y0为束斑中心位置；S为质量阻止本领；(5)利用胶片扫描仪扫描已标记方向及裁剪好的免冲洗验证胶片，获得胶片红光通道平均像素值(6)将免冲洗验证胶片垂直束流方向放置在等中心位置，设置适当的参考电离室计数(MU)，利用步骤(2)获得的高斯型束斑照射；待胶片充分曝光24h后，再次利用扫描仪获得胶片红光通道像素值分布PVirr(x,y)；利用公式(5)获得照射后胶片净光密度分布；netOD(x,y)=ODirr(x,y)-ODunirr(x,y)=log10(PV‾unirr-PVbckgPVirr(x,y)-PVbckg),---(5)]]>其中，netOD，ODirr及ODunirr分别为净光密度，胶片照射后光密度及照射前光密度；PVbckg为不透明黑色塑料板红光通道像素值；利用二维高斯函数对二维净光密度分布进行拟合，获得胶片净光密度分布的中心点(x0,y0)，从而获得netOD(x,y,x0,y0)分布函数；(7)根据公式(4)与照射该胶片时所设置的MU值获得相应的物理剂量D(x,y,x0,y0)分布函数，最后通过数据处理工具比较netOD(x,y,x0,y0)和D(x,y,x0,y0)分布函数获得免冲洗验证胶片的剂量响应曲线；还包括快速获得免冲洗验证胶片剂量响应曲线方法的装置，包括在束流线上分别依次设有X向扫描磁铁、Y向扫描磁铁、准直器、参考监测电离室、位置灵敏探测器；笔形束在束流线上依次通过X向扫描磁铁、Y向扫描磁铁、准直器的准直孔、参考监测电离室，在等中心处获得正高斯分布的笔形束流；所述的位置灵敏探测器为高分辨的多丝正比室、分条电离室或二维电离室矩阵。