[发明专利]用于检验放射治疗设备的剂量测定装置

说明书

技术领域

本发明涉及剂量测定装置及方法，允许用于确保标准和适形放射治疗中的放射线传递的质量的加速器工厂试验、试运行、验收和质量保证(QA)，以及IMRT(调强放射治疗)应用和断层放射治疗应用的局部QA。

背景技术

在利用放射线治疗病人时，放射肿瘤学家建议一种治疗方法，其目标是通过精确地将最佳放射剂量传递至肿瘤来治疗或控制疾病，并减少对健康的周围组织的副作用。总体上，已经公开的临床和实验结果表明肿瘤和正常组织对放射的反应变化很大。此外，对于某些肿瘤和正常组织而言，剂量反应曲线在治疗剂量范围内可以非常陡，即，剂量的小变化可以导致临床反应的大变化。此外，对肿瘤的建议放射剂量通常必然受到周围正常组织的容许剂量的限制。因此，由于最佳治疗的“窗口”可能非常窄，所以必须准确且一致地传递放射剂量。

实现以准确且一致的方式传递治疗绝非易事，因为放射治疗过程是用于设计和传递放射治疗的多个相关任务的复杂交织。

因此，已经建立了包括特定剂量测定试验的总体处方(prescription)，以具有所述治疗传递的控制和(联机)确认。

通常，这些试验首先在新放射治疗装置生产出厂时进行，然后在它安装在临床机构中时进行，以控制期望的剂量确实按照要求被传递。这些试验由加速器制造商在任何重要的维护介入之后生产出厂时进行，并且由验收和试运行装置的临床机构的医学技师进行，以证实装置符合监管机构设定的标准。

此外，还需由用户进行基于例行时间表的常规试验，以检查放射治疗装置的行为。同样，因此进行剂量测定试验。它们被定义为质量保证。其中，如下的文献详细描述了进行上述质量保证试验的建议：AAPM REPORT NO.46“Comprehensive QA for RadiationOncology”，由American Institute of Physics为American Associationof Physicists in Medicine出版，由MEDICAL PHYSICS再版，Volume21，Issue 4，1994。

需要能够测量场分布(field profile)的装置(以下称为光束分析仪)以进行某些所需的剂量测定试验。尤其是在IMRT应用中，利用多叶准直器(MLC)，能够确定MLC的叶的位置和半影(penumbrae)是重要的。

为测量场分布所用的最知名的仪器之一是“水膜体(waterphantom)”仪器。该剂量测定仪器为使用浸入水箱中的水而移动的单独检测器的水箱的形式，记录三维剂量分布。尽管由于其在记录剂量分布上的灵活性，该装置代表加速器试运行、验收和例行QA中的黄金标准，但是利用它进行所需的测量是一个麻烦和耗时长的任务：水箱是一个重且体积大的装置，安装它需要花费长时间；由于通常仅有一个检测器因此需要花费时间进行扫描，等等。

其它可能的剂量测定仪器包括包含进行所述测量的若干放射检测器的装置，放射检测器可能采用矩阵或阵列的形式。上述装置的两个主要系列可以描述为：使用二极管的装置和使用电离室的装置。

使用二极管的装置的一个实例在US-A-6125335中描述，其中光束分析仪为46个传感器二极管S1-S46以及4个离轴水平传感器二极管S48-S51的阵列。典型的光束分析仪的实例是由本发明的受让人，Sun Nuclear Corporation of Melbourne，Fla制造的名称为ProfilerModel 1170的成品的多传感器放射检测器。Sun Nuclear Profiler生成实时图形图像，其为间隔约5mm且每秒更新的各个数据点的轨迹。46个二极管S1-S46和离轴检测器S48-S51提供了发出的放射束的实时分布和离轴分析。但是，这些装置的主要问题在于：它们使用具有对剂量的非线性反应的二极管，因而需要复杂的校准方法，例如文献US-A-6125335中所描述的方法。

此外，与基于电离室的剂量测定仪器相比，使用二极管的装置的每单位(像素)成本价格高于使用电离室的装置。

另一系列是实现电离室(替代二极管)阵列的剂量测定仪器。