一种半球形可伸缩3D光纤加速器晨检仪的制作方法

本发明提供的是一种半球形可伸缩3d光纤加速器晨检仪，属于加速器检测领域。

技术背景

据研究数据显示，世界人口罹患肿瘤的患病率与死亡率正逐年上升，较十年前增长了近一倍。因此，高度重视肿瘤的治疗是非常必要的。对于治疗肿瘤，目前最有效的方法是放射疗法，即利用高能量的x射线照射肿瘤细胞。精确的放疗技术不仅能够给予肿瘤区域足够的、精确的照射剂量，有效控制肿瘤病发，还能够减少周围正常组织和器官的受照剂量，降低正常组织的放射并发症。在保证安全有效的条件下，为精确完成放射治疗，必须对整个治疗过程实施日常质量保证。每日检测加速器的剂量输出特性是质量保证的重要环节。

加速器的日常性能检测包括加速器的输出剂量稳定性、对称性以及平坦度，光野与照射野一致性等性能等，一般利用加速器晨检仪进行检测。目前常用的加速器晨检仪大多数是由平行板电离室探测器组成，部分晨检仪中包括半导体探测器。探测器均匀嵌入在晨检仪基板中。经x射线辐照后，探测器接收到的电离辐射信号通过电子线路进行分析处理，转换成剂量单位输出。以美国sunnuclear公司制造的dailyqa3晨检仪结构为例，基板内部镶嵌了25个探测器，包括13个电离室和12个半导体探测器。这种结构的晨检仪可以对x射线的输出剂量、对称性以及平坦度等性能进行很好的检测分析，但这种晨检仪也有不足之处：使用电离室、半导体等剂量探测器，无法在水下等特殊环境下使用；探测器固定且在分布在平面位置，无法对三维空间进行探测。

技术实现要素：

本发明提供了一种半球形可伸缩3d光纤加速器晨检仪，可以用于检测直线加速器日常工作性能。

本发明的目的是这样实现的：本发明提供的一种半球形可伸缩3d光纤加速器晨检仪分为两部分，一部分为接收装置，一部分为数据探测采集装置，通过光纤束进行连接。接收装置由圆弧形滑道、移动头、光纤探头、圆形基板四部分组成。圆形基板上均匀分布8个圆弧形滑道，滑道上装置移动头，光纤探头穿过移动头后可在圆弧形轨道上任意移动并固定。其中移动头可伸缩，将探头带离到圆弧形滑道外侧；圆形基板中心点处有1根光纤探头。所有光纤探头另一端通过基板上圆环形孔形成光纤束，与探测采集装置连接。探测采集装置由光强探测器、数据采集卡组成。

本发明提供的的光纤加速器晨检仪利用分布在基板上的光纤探头对各性能指标进行检测；利用圆弧形滑道对光纤进行移动，可对三维空间不同位置的辐照进行探测，同时减少探测器数目；利用移动头的的可伸缩性，使探头距球心的距离可变，位置可调，扩大测量范围；利用光纤防水防辐射等优点，可进行水下等环境的操作。晨检仪工作时，分布在圆形基板不同位置的光纤探头可以接收到加速器射野不同位置的x射线的照射，通过处理可以得到每一位置光纤探头处的辐照剂量。该晨检仪可以对加速器的输出剂量稳定性、对称性以及平坦度，光野与照射野一致性等性能进行检测。

本发明提供的晨检仪工作过程如下：将光纤加速器晨检仪的中心点与加速器射野的中心点重合，并将晨检仪水平放置于治疗床上。晨检仪上的光纤探头连接光强探测器。当光纤探头受到x射线、电子线等辐射照射时，光纤探头将辐射转换为荧光信号，并通过光纤传到光强探测器，数据采集卡收集光强探测器信号，并进行数据分析。

本发明的优势在于：(1)本发明提供的这种新型光纤加速器晨检仪结构简单，体积轻巧，可以在工作中实时显示测量结果；(2)和当今市面销售晨检仪相比，传统晨检仪探测器数量过多且不能移动，只能检测固定射野内剂量输出值，无法应用在水下等特殊环境中，而本发明由于采用光纤作为接收元件，所以可以应用在如水下等不同特殊领域，利用可伸缩的移动头改变探头位置，减少了探测器数量，能够扩大测量范围，检测三维空间的剂量输出；(3)本发明将接受装置与探测采集装置分开放置，利用光纤束连接，对环境要求较低。

附图说明

图1为新式光纤加速器晨检仪测试加速器性能工作流程图；

图2为新式光纤加速器晨检仪接收装置光纤探头位置图；

图3为新式光纤加速器晨检仪接收装置立体图；

图4为新式光纤加速器晨检仪探测采集装置内部结构图。

具体实施方法

下面结合附图，对本发明提供的一种半球形可伸缩3d光纤加速器晨检仪做进一步的说明，附图只是用于解释本发明，但本发明不局限于附图内容。

(1)选择一定数量(如9根)参数相同的光纤1；

(2)选取光纤的探头一端加工成对辐射敏感的探头(专利名称“肿瘤x射线放射治疗嵌入式辐射剂量检测光纤探头”-中国专利申请号为2015101663730)；

(3)将各光纤的另一端分别连接至光强探测器7，再将探测器与数据采集卡8相连，作为探测采集装置；

(4)将1根光纤探头放置于圆形基板2中心位置，其它光纤探头沿圆形基板半径均匀放置；

(6)中心位置处的光纤探头负责中心位置辐射剂量测量。沿圆形基板半径放置的其余光纤探头，其放置位置沿半球形到达顶点的轨迹有一移动头4，光纤探头穿过移动头，可沿圆弧形滑道3移动到任意位置；

(7)移动头可伸缩，调节光纤长度，扩大射野范围；

(5)接收装置与探测采集装置分开放置，利用光纤束9连接；

(8)当进行加速器稳定性检测时，所有探头位于基板平面，在初始状态记录探头接收点的剂量输出值，之后每隔一定时间记录一次，通过对比圆形基板中心点处光纤探头在不同时间的输出剂量大小，可对输出剂量的稳定性进行评估。当进行加速器平坦度检测时，将所有探头置于半球形同一高度处，通过计算所有探头在同一时间输出剂量的最大值与最小值的差与和的比值(即对比度)，可对其平坦度进行评估。当进行加速器对称性检测时，将探头移到不同高度，通过对比半球形对称位置处的光纤探头在同一时间的输出剂量大小，可对其对称性进行评估。当进行加速器光野射野一致性检测时，将光纤置于半球形底部，利用移动头对光纤探头位置(半径)进行一定的伸缩，通过对比同一根探头光野内外输出剂量的改变，可对其光野与照射野的一致性进行评估。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种半球形可伸缩3D光纤加速器晨检仪，可以对直线加速器的性能指标进行检测，属于加速器检测领域。本发明提供的一种半球形可伸缩3D光纤加速器晨检仪分为两部分，一部分为接收装置，一部分为数据探测采集装置，通过光纤束进行连接。接收装置的圆形基板上均匀分布8个圆弧形滑道，滑道上装置移动头，光纤探头穿过移动头后可在圆弧形轨道上任意移动并固定。所有光纤探头另一端通过基板上圆环形孔形成光纤束，与探测采集装置连接。探测采集装置由光强探测器、数据采集卡组成。本发明提供的这种新型光纤加速器晨检仪结构简单，体积轻巧，检测三维空间的剂量输出，可以在工作中实时显示测量结果，并且可以应用在如水下等不同特殊领域。

技术研发人员：姜春桐;谢天赐;胡耀升;孙伟民;秦壮;马羽;耿涛
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2017.08.22
技术公布日：2017.12.12