[发明专利]粒子治疗快速质量保证测量方法及剂量分布测量装置

说明书

本发明涉及粒子治疗领域，具体为粒子治疗快速质量保证测量方法及剂量分布测量装置，该装置包括发光材料单元，发光材料单元数量设置为若干，若干块发光材料单元沿着粒子束流入射方向依次设置；光信号采集单元，光信号采集单元与发光材料单元对应设置，用于对粒子与发光材料单元相互作用发出的光信号进行采集；信号获取及数据处理单元，用于获取光信号采集单元的光信号并进行处理获得剂量分布。本发明能够实现精准、快速、便捷、高效及实时的粒子治疗QA测量，为粒子放射治疗基础数据获取、定期的束流性能检测及校验、患者治疗计划的剂量验证等提供有力手段，提高粒子治疗的效率，可以广泛地应用于粒子辐射的其他领域。

技术领域

本发明是关于一种粒子治疗快速质量保证测量方法及剂量分布测量装置，涉及粒子治疗(包括质子治疗、重离子治疗、中子俘获治疗等)技术领域。

背景技术

粒子治疗是放射治疗当中先进有效的手段，为确保粒子治疗安全有效地实施，需要定期对粒子治疗加速器提供的粒子束流及照射野进行QA(质量保证)测量，从而确保粒子治疗加速器提供的束流能够满足疾病治疗的要求，保证粒子放射治疗计划能够被准确无误地执行。因此，需要开发QA测量手段来满足粒子临床治疗当中的需求。由于设备昂贵，粒子治疗加速器属于稀缺资源，若能够高效快速进行粒子治疗QA测量，对提高粒子治疗加速器的效率，增加每台粒子治疗加速器治疗患者数量的能力及造福更多的患者均具有非常重要的意义。同时，在粒子辐照技术的其他领域，例如粒子加速器束流诊断、粒子束辐射测量等方面，快速准确获得粒子束流的性能也是非常重要的。

当前，粒子治疗QA测量的项目主要为束流及照射野性能等的测量，包括内容为束流能量(在介质中对应的Bragg峰位)、束斑大小、照射野均匀性及对称性等，用于QA测量的方法主要有：电离室与三维水箱组合的测量、胶片测量、二维电离室矩阵测量、闪烁体探测器测量及深度剂量分布探测设备测量(如双电离室配合可变水柱和电离室堆等)等。其中，电离室与三维水箱组合测量方法通过控制电离室在三维水箱中位置，沿粒子束入射方向上(即纵向上)可测量深度剂量分布，从而根据Bragg峰位确定入射粒子束的能量；在垂直束流入射的方向上(即横向上)，可测量不同粒子束不同贯穿深度上的横向剂量分布，从而确定束流束斑大小、照射野的均匀性及对称性等。该方法精确度较高，但是每次测量只能测量水箱空间中一个位置的剂量，要得到完整的剂量分布需要的时间很长，效率低下，不具有实时性，测量耗时耗力。胶片测量方法可测量粒子束纵横上的剂量分布，通常为相对剂量测量，可确定束斑大小、照射野的均匀性及对称性等指标，缺点是胶片不能重复利用，代价高，而且通过胶片获得所需信息的后处理时间较长，同样不具备实时性。二维电离室矩阵通常用于粒子束横向上的剂量分布实时测量，测量速度快效率高，但是位置分辨率低，通常无法测量纵向上的剂量分布。闪烁体探测器利用粒子束在闪烁体材料中沉积能量而导致闪烁体材料发光的特性，利用相机探测光信号并将光强度转换为剂量分布，实现剂量分布的测量，测量速度快、分辨率高、使用较为方便，可测量束斑大小、照射野均匀性即对称性等指标，但该方法可测量的指标有限。深度剂量分布探测设备可用于纵向剂量分布的测量，可快速测量得到完整的纵向剂量分布，缺点是不能测量粒子束在横向上的剂量分布，仅能测量深度剂量分布确定束流能量。

综上所述，目前用于粒子治疗QA测量方法在测量精度、分辨率、效率、便捷性、实时性以及测量指标的全面性等方面都存在不同的缺点和不足。因此，在当前粒子治疗QA测量当中常采用多种测量手段，以达到对QA指标的全面测量，所以当前的粒子治疗QA测量耗时、效率低，使得粒子治疗的可及性差。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的之一是提供一种剂量分布测量装置；本发明的目的之二是提供一种粒子治疗快速质量保证测量的方法，能够实现精准、快速、便捷、高效及实时的粒子治疗QA测量。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

第一方面，本发明提供的一种剂量分布测量装置，该装置包括：

发光材料单元，所述发光材料单元数量设置为若干，若干块所述发光材料单元沿着粒子束流入射方向依次设置；