專利名稱：重離子束治癌當(dāng)中劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器標(biāo)定和校準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在實(shí)施重離子束三維適形照射治癌當(dāng)中對(duì)劑量監(jiān)測(cè) 探測(cè)器進(jìn)行標(biāo)定和校準(zhǔn)的裝置。
背景技術(shù)：
重離子束以其倒轉(zhuǎn)的深度劑量分布、側(cè)向散射小、較高的相對(duì)生物學(xué)效
應(yīng)(RBE)和低的氧增比(OER)等特點(diǎn)，使重離子束治癌成為當(dāng)今國(guó)際上先進(jìn)、 有效的放射治療方法。目前，只有少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家和我國(guó)正在開展腫瘤患者的 重離子束臨床治療試驗(yàn)研究，初步的臨床治療試驗(yàn)研究結(jié)果顯示重離子束治 癌具有非常顯著的療效，且沒有明顯的毒副作用。在目前束流橫向擴(kuò)展的被 動(dòng)型束流配送系統(tǒng)上，均實(shí)施著重離子束對(duì)腫瘤耙區(qū)的兩維適形照射治療， 即通過擺動(dòng)磁鐵與散射體配合橫向擴(kuò)展治癌束流形成大的照射場(chǎng)，橫向上通 過多葉準(zhǔn)直器截取該照射場(chǎng)，獲得照射野的形狀與腫瘤在束流方向上的最大 投影形狀一致，縱向上通過脊形過濾器展寬重離子束的Bragg峰，使得展寬 Bragg峰(spread-out Bragg peak, SOBP)的寬度與腫瘤靶區(qū)在束流方向上的厚 度一致，展寬Bragg峰(SOBP)高劑量區(qū)的后沿形狀由置于患者體表的組織補(bǔ) 償器來調(diào)整。
在實(shí)施重離亍束兩維適形照射治療前，對(duì)束流照射劑量的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和控 制是成功實(shí)施重離子束對(duì)腫瘤靶區(qū)適形照射治療的關(guān)鍵一環(huán)，即需要對(duì)束流 配送系統(tǒng)中的劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器，如穿透型電離室、閃爍體探測(cè)器等進(jìn)行標(biāo)定 和校準(zhǔn)，這樣才熊保證照射治療的劑量與處方劑量一致，達(dá)到重離子束放射 治療的目的。目前采用的標(biāo)定和校準(zhǔn)方法為在均勻照射野的照射下，通過 移動(dòng)置于水箱中的標(biāo)準(zhǔn)電離室，測(cè)量利用脊形過濾器將Bragg峰展寬為一定 寬度后的束流的 罙度劑量分布，并據(jù)此找到該束流展寬Bragg峰的中間位置 在水介質(zhì)中的深度，然后將標(biāo)準(zhǔn)電離室置于此深度處，利用標(biāo)準(zhǔn)電離室對(duì)束 流在SOBP中間位置深度處水中吸收劑量的絕對(duì)測(cè)量，標(biāo)定和校準(zhǔn)劑量監(jiān)測(cè)
探測(cè)器的讀數(shù)，得到束流在SOBP中間位置深度處水中吸收劑量值與劑量監(jiān) 測(cè)探測(cè)器的讀數(shù)之間的關(guān)系。
發(fā)明內(nèi)容
為充分發(fā)揮重離子束應(yīng)用于放射治療的優(yōu)勢(shì)，我們利用重離子束對(duì)腫瘤
靶區(qū)的三維適形照射裝置(申請(qǐng)?zhí)?00610105306.9)中的迷你型脊形過濾器將 重離子束的尖銳Bmgg峰略微擴(kuò)展為高斯型劑量分布的微小展寬峰 (mini-SOBP)，然后利用該微小展寬峰對(duì)沿束流方向上一定厚度的腫瘤耙區(qū)實(shí) 施由深層到淺層的逐層照射治療，從而提高了重離子束治療的適形程度。在 此基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型的目的在于提供一種重離子束治癌當(dāng)中劑量監(jiān)測(cè)探測(cè) 器的標(biāo)定和校準(zhǔn)的裝置。即在三維適形照射治療時(shí)對(duì)束流配送系統(tǒng)中劑量監(jiān) 測(cè)探測(cè)器進(jìn)行標(biāo)定和校準(zhǔn)，其目的是在實(shí)施重離子束對(duì)腫瘤靶區(qū)三維適形照 射治療時(shí)準(zhǔn)確控制照射劑量，使得腫瘤靶區(qū)的治療劑量與臨床醫(yī)師給出的處 方劑量相一致，達(dá)到重離子束治療的最佳效果。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種重離子束治癌當(dāng)中劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器的標(biāo)定和校準(zhǔn)裝置，是由準(zhǔn)直器、 劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器S迷你型脊形過濾器、標(biāo)準(zhǔn)電離室和水箱構(gòu)成。在束流線下 游依次放置準(zhǔn)直器、劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器、迷你型脊形過濾器、水箱和標(biāo)準(zhǔn)電離 室，采用準(zhǔn)直器截取由束流配送系統(tǒng)形成的束流照射野，照射野大小為 10cmxl0cm，標(biāo)fe電離室置于水箱中，標(biāo)準(zhǔn)電離室靈敏體積為0.1cm3 0.055 cm3，由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)可在水箱中移動(dòng)，移動(dòng)精度為0.1mm，迷你型脊形過濾 器距水箱的距離為65cm 100 cm，以滿足由迷你型脊形過濾器對(duì)束流微小展 寬Bragg峰后在測(cè)量位置處橫向上(即垂直束流方向上)的照射野均勻。
上述束流的te量在治癌所用的能量范圍之內(nèi)，即80 430MeV/u之間。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和產(chǎn)生的有益效果 (1)在水模中利用標(biāo)準(zhǔn)電離室尋找迷你型脊形過濾器對(duì)加速器提供的重 離子束的高斯型.分布微小展寬Bragg峰的峰位可確認(rèn)加速器提供束流的能 量，即在對(duì)劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器進(jìn)行標(biāo)定和校準(zhǔn)的同時(shí)可確認(rèn)治癌束流的能量。 對(duì)重離子束能量的確認(rèn)是重離子束治癌質(zhì)量保證體系必須的環(huán)節(jié)，因而本發(fā)
明具有一舉兩得的功效；(2)由高斯型分布微小展寬Bmgg峰的峰位對(duì)劑量 監(jiān)測(cè)探測(cè)器的標(biāo)定和校準(zhǔn)，可以方便地控制腫瘤靶區(qū)內(nèi)物理吸收劑量均勻或 生物有效劑量均勻三維適形照射治療的整個(gè)過程，滿足實(shí)際臨床治療當(dāng)中不 同臨床病例治療的需要，提高了治療裝置的治療效率。


圖1為本實(shí)用新型進(jìn)行劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器標(biāo)定和校準(zhǔn)所采用裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例
利用中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所蘭州重離子研究裝置(HIRFL)提供的 100MeV/u的碳禽子束，我們?cè)贖IRFL淺層腫瘤治療終端對(duì)本裝置及方法進(jìn) 行了測(cè)試和驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，在束流1下游依次放置準(zhǔn)直器2、 劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器3、迷你型脊形過濾器4、水箱5和標(biāo)準(zhǔn)電離室6，標(biāo)準(zhǔn)電離 室6置于水箱5中。準(zhǔn)直器2截取由束流配送系統(tǒng)形成的10cmxlOcm均勻照 射野。
100MeV/u碳離子束經(jīng)真空隔離窗和空氣隙到達(dá)治療裝置等中心處的能 量經(jīng)測(cè)量為95.1'MeV/u，迷你型脊形過濾器對(duì)該能量束流形成的mini-SOBP 的半高寬為4mm，因此，三維適形照射時(shí)的分層厚度為2mm。水箱5的中心 置于治療裝置的等中心，采用準(zhǔn)直器截取由束流配送系統(tǒng)形成的束流照射野5 照射野大小為10cmxlOcm。實(shí)驗(yàn)時(shí)采用的劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器3為塑料閃爍體探 測(cè)器(BC-418，厚度50)im)，標(biāo)準(zhǔn)電離室6為一個(gè)Markus型平行板電離室(德 國(guó)PTW/Markus-23343，靈敏體積0.055cm3)，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)電離室移動(dòng) 的精度為O.lmm，迷你型脊形過濾器4距水箱5的距離為65cm。利用UNIDOS 劑量計(jì)(德國(guó)PTW/UNIDOS)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電離室的測(cè)量計(jì)數(shù)按照IAEA398號(hào)技術(shù)報(bào) 告中的實(shí)用準(zhǔn)則轉(zhuǎn)換為水中的吸收劑量。首先通過對(duì)具有mini-SOBP峰束流
的深度劑量分布進(jìn)行了測(cè)量，得到束流的mini-SOBP峰位在水中的深度為 21.3mm，將標(biāo)準(zhǔn)電離室移動(dòng)至該深度處，對(duì)塑料閃爍體探測(cè)器進(jìn)行了標(biāo)定和 校準(zhǔn)，得到劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器的標(biāo)定和校準(zhǔn)因子f為8.61xl07ions/Gy。
權(quán)利要求1、一種重離子束治癌當(dāng)中劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器的標(biāo)定和校準(zhǔn)裝置，是由準(zhǔn)直器(2)、劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器(3)、迷你型脊形過濾器(4)、標(biāo)準(zhǔn)電離室(6)和水箱(5)構(gòu)成，其特征是在束流(1)下游依次放置準(zhǔn)直器(2)、劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器(3)、迷你型脊形過濾器(4)、水箱(5)和標(biāo)準(zhǔn)電離室(6)，標(biāo)準(zhǔn)電離室(6)置于水箱(5)中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重離子束治癌當(dāng)中劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器的標(biāo)定 和校準(zhǔn)裝置，其特征是束流(1)的能量為80 430MeV/u。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重離子束治癌當(dāng)中劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器的標(biāo)定 和校準(zhǔn)裝置，其特征是上述的劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器(3)為穿透型電離室或塑料閃 爍體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重離子束治癌當(dāng)中劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器的標(biāo)定 和校準(zhǔn)裝置，其特征是采用準(zhǔn)直器(2)截取由束流配送系統(tǒng)形成的10cmxlOcm 均勻照射野。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重離子束治癌當(dāng)中劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器的標(biāo)定 和校準(zhǔn)裝置，其特征是標(biāo)準(zhǔn)電離室(6)的靈敏體積為0.1cm3 0。05cm3。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重離子束治癌當(dāng)中劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器的標(biāo)定 和校準(zhǔn)裝置，其特征是標(biāo)準(zhǔn)電離室(5)由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)可在水箱(6)中移 動(dòng)，移動(dòng)精度為0.1mm。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重離子束治癌當(dāng)中劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器的標(biāo)定 和校準(zhǔn)裝置，其特征是迷你型脊形過濾器(4)距水箱(5)的距離為65cm 100 cm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種重離子束治癌當(dāng)中劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器標(biāo)定和校準(zhǔn)的裝置。其結(jié)構(gòu)特征是在束流軸線上依次放置準(zhǔn)直器、劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器、迷你型脊形過濾器、水箱和標(biāo)準(zhǔn)電離室，標(biāo)準(zhǔn)電離室置于水箱中。通過標(biāo)準(zhǔn)電離室在水介質(zhì)中不同深度處吸收劑量的測(cè)量得到照射束流微小展寬Bragg峰(mini-SOBP)在水中的深度位置。在該深度位置處，利用標(biāo)準(zhǔn)電離室對(duì)劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器進(jìn)行了標(biāo)定和校準(zhǔn)，得到劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器對(duì)具有高斯型分布微小展寬Bragg峰治癌束流測(cè)量的標(biāo)定和校準(zhǔn)因子。由該標(biāo)定和校準(zhǔn)因子，可以方便地控制腫瘤靶區(qū)內(nèi)物理吸收劑量均勻或生物有效劑量均勻三維適形照射治療的整個(gè)過程，滿足實(shí)際臨床治療當(dāng)中不同臨床病例治療的需要，提高了治療裝置的治療效率。
文檔編號(hào)G01T1/02GK201207085SQ20082002924
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2008年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月24日
發(fā)明者劉新國(guó), 吳慶豐, 戴中穎, 強(qiáng) 李, 金曉東, 陶家軍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所