CN104502948B - 辐射剂量空间分布测量用探测器矩阵相对响应关系的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种辐射剂量空间分布测量用探测器矩阵的相对响应关系检测方法,包括以下步骤：步骤(1)射束主轴沿线矩阵中心法线从正面穿过线矩阵中心，该位置作为初始位置，待出束条件稳定后，采集一组辐射场的测量数据，记录每个探测元件初始位置的测量数据；步骤(2)整体移动探测器矩阵，使得相邻两支探测器依次在辐射野的相同位置接受同样的辐射，并记录移动后每个探测元件的测量数据；步骤(3)经过步骤(1)和步骤(2)后，在每个探测元件对应的位置分别可以获得两个相邻探测元件的测量结果，采用递归算法，计算探测元件之间的相对响应关系。该方法简便易行，对于测量所用的辐射场无特殊要求，测量过程步骤少，评价数据可靠。

Description

辐射剂量空间分布测量用探测器矩阵相对响应关系的检测 方法
技术领域
本发明涉及一种辐射剂量空间分布测量用探测器矩阵相对响应关系的检测方法，放射治疗中辐射剂量的空间分布测量和剂量验证，以及其它测量辐射剂量空间分布的领域。
背景技术
探测器矩阵是一种用于测量辐射剂量空间分布的设备，该设备的探测单元由多个探测器按照一定规则排列，组成一维或二维探测器阵列。目前还没有有效评价组成探测器矩阵的探测器相对响应关系的方法，解决探测单元之间响应差异不确定对空间剂量分布测量结果的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种辐射剂量空间分布测量用探测器矩阵相对响应关系的检测方法，克服现有探测器矩阵中探测元件之间可能存在响应差异不确定导致对空间剂量分布测量结果影响的缺陷。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种辐射剂量空间分布测量用探测器矩阵相对响应关系的检测方法，包括以下步骤：
步骤(1)射束主轴沿线矩阵中心法线从正面穿过线矩阵中心，该位置作为初始位置，待出束条件稳定后，采集一组辐射场的测量数据，记录每个探测元件初始位置的测量数据；
步骤(2)整体移动探测器矩阵，使得相邻两支探测元件依次在辐射野的相同位置接受同样的辐射，并记录移动后每个探测元件的测量数据；
步骤(3)经过步骤(1)和步骤(2)后，除左边第1个或第一列探测元件对应的初始位置和平移后右边最后1个或1列探测元件对应的位置外，在每个或每列探测元件对应的位置分别可以获得两个相邻探测元件的测量结果，采用递归算法，计算探测元件之间的相对响应关系。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
本发明如上所述一种辐射剂量空间分布测量用探测器矩阵相对响应关系的检测方法，所述探测器矩阵为一维排列的探测元件，步骤(2)整体移动探测器矩阵是将一维排列的探测元件整体向一侧或另一侧移动相邻两个探测元件的中心距离。
本发明如上所述一种辐射剂量空间分布测量用探测器矩阵相对响应关系的检测方法，所述探测器矩阵为二维排列的探测元件，步骤(2)所述整体移动探测器矩阵是在初始位置的基础上，先将二维排列的探测元件整体向一侧或另一侧移动相邻两个探测元件的中心距离，记录移动后每个探测元件的测量数据；再在初始位置的基础上，将二维排列的探测元件整体向上或向下移动相邻两个探测元件的中心距离，记录移动后每个探测元件的测量数据。
本发明的有益效果是：本方法简便易行，对于测量所用的辐射场无特殊要求，测量过程步骤少，数据处理无需复杂计算，评价数据可靠，适用一维和二维探测器矩阵。
附图说明
图1为本发明一种辐射剂量空间分布测量用探测器矩阵相对响应关系的检测方法其中一种一维矩阵的实施方式的布置示意图；
图2为本发明一种辐射剂量空间分布测量用探测器矩阵相对响应关系的检测方法其中一种二维矩阵的实施方式的布置示意图；
图3为本发明一种辐射剂量空间分布测量用探测器矩阵相对响应关系的检测方法的一种一维矩阵的每一个探测器响应的相对关系的计算过程示意图；
图4为本发明一种辐射剂量空间分布测量用探测器矩阵相对响应关系的检测方法对德国IBA公司生产的MatriXX Evolution型探测器矩阵的相对响应关系在Co-60γ射线辐射场中进行了评价探测器矩阵一致性的评价结果示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、初始辐照位置，2、向右侧或X轴方向移动后的位置，3、射线束，4，y轴方向移动后的位置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示一维矩阵测量方法，一维矩阵响应相对响应关系的测量过程分为两步，其中方块代表一维矩阵初始位置，方块中的三角形代表一维矩阵平移后的位置；测量时具体的操作步骤是：第一步：将被测探测器矩阵放置于稳定的辐射场中，该位置作为初始位置1，待被测探测器矩阵充分预热稳定后，采集一组辐射场的测量数据，记录每个探测元件初始位置的测量数据；
第二步：以初始位置为起点，整体移动探测器矩阵，移动距离等于相邻探测器的间距，以向右移动为例，将左边第一个探测元件移至第一步中左边第二个探测元件的位置，如图1所示移动后的位置2，其它条件不变，再采集一组辐射场的测量数据。
组成一维矩阵的探测元件从左至右可以标记为d1、d2、……、di(i＝1、2、…、n，n为探测元件数量)，则假设在初始位置每个探测元件的测量结果分别为do1、do2、……、doi，向右平移一个探测元件间距后，每个探测元件的测量结果为ds1、ds2、……、dsi，至此，除左边第1个探测元件对应的初始位置和平移后右边最后1个探测元件对应的位置外，在每个探测元件对应的位置分别可以获得两个相邻探测元件的测量结果，以测量过程中辐射条件没有变化为前提，两个探测元件接受的辐射相同，位置与探测元件测量结果的对应关系见表1。
表1：一维矩阵测量结果与位置对应关系
注：*位置是指线矩阵在辐射野中的初始位置，用探测元件排列顺序表示。
ds1和do2分别是探测元件d1和d2在同一位置的测量结果，两个测量结果相除就可以获得探测元件d1和d2的相对响应关系r1,2，同理，经过n-1次计算就可以获得相邻两个探测元件的相对响应关系，即探测元件d1和d2、探测元件d2和d3、探测元件d3和d4，直至探测元件di-1和di的相对响应关系r1,2、r2,3、r3,4、……、ri-1,i。
利用探测元件d1和d2相对响应关系和探测元件d2和d3的相对响应关系，采用乘法可以获得探测元件d1和d3的相对响应关系r1,3；利用探测元件d1和d3的相对响应关系和探测元件d3和d4的相对响应关系，可以获得探测元件d1和d4的相对响应关系r1,4，以此类推，经过n-2次运算，就可以获得探测元件d1和线矩阵中其余探测元件的相对响应关系r1,i，至此就可以获得组成线矩阵的每一个探测器响应的相对关系，计算过程见图3。
图2为二维矩阵检测m×n(m和n分别是探测元件的行数和列数)的面矩阵相对响应关系的思路与一维矩阵相对响应关系的思路相同，测量过程分为三步(测量过程中的位置见图2)：
第一步：将被测二维探测器矩阵放置于稳定的辐射场中，该位置作为初始位置1，待出射线束3条件稳定后，采集一组辐射场的测量数据；
第二步：将二维矩阵从初始位置向左或向右横向移动一个探测元件间距，以向右(x轴方向)移动为例，将左边第一列探测元件移至第一步中左边第二列探测元件的位置2，其它条件不变，再采集一组辐射场的测量数据；
第三步：将二维矩阵从初始位置向下或向上(y轴方向)移动一个探测元件间距，以向下移动为例，将上边第一行探测元件移至第一步中上边第二列探测元件的位置4，其它条件不变，再采集一组辐射场的测量数据。
二维矩阵的三个位置测量结束后，首先采用初始位置和按行方向平移一个探测元件间距的测量结果，将测量数据按行分解，可以获得两组m行一维的测量结果，根据一维矩阵的计算方法，可以获得每一行探测元件的响应一致性结果；再采用初始位置和按列方向平移一个探测元件间距的测量结果，将测量数据按列分解，可以获得两组n列一维的测量结果，同样根据线矩阵的计算方法，可以获得每一列探测元件的相对响应关系。由于已经获得每一行探测元件的响应一致性结果，实际只需要一列探测元件的响应一致性结果，就可以获得组成二维矩阵的所有探测元件的相对响应关系。
实施例1
方法对德国IBA公司生产的MatriXX Evolution型探测器矩阵的相对响应关系在Co-60γ射线辐射场中进行了评价，并用评价结果重新修正了测量数据，同时对测量位置的剂量分布采用另外的单支探测器逐点进行测量。结果如图4所示。
由图4可以看出，未经由本评价方法获得的数据修正的测量结果和采用单独探测器逐点测量的结果存在最大±5％的差异，而经本发明评价修正后的测量结果和采用单独探测器逐点测量的结果差异小于1％，由此证明本方法可靠，能有效解决探测器中探测元件之间响应差异对空间剂量分布测量结果的影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种辐射剂量空间分布测量用探测器矩阵的相对响应关系检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)射束主轴沿线矩阵中心法线从正面穿过线矩阵中心，该位置作为初始位置，待出束条件稳定后，采集一组辐射场的测量数据，记录每个探测元件初始位置的测量数据；
步骤(2)整体移动探测器矩阵，使得相邻两支探测元件依次在辐射野的相同位置接受同样的辐射，并记录移动后每个探测元件的测量数据；
步骤(3)，经过步骤(1)和步骤(2)后，除左边第1个或第一列探测元件对应的初始位置和平移后右边最后1个或1列探测元件对应的位置外，在每个或每列探测元件对应的位置分别可以获得两个相邻探测元件的测量结果，采用递归算法，计算探测元件之间的相对响应关系。
2.根据权利要求1所述一种辐射剂量空间分布测量用探测器矩阵的相对响应关系检测方法，其特征在于，所述探测器矩阵为一维排列的探测元件，步骤(2)整体移动探测器矩阵是将一维排列的探测元件整体向一侧或另一侧移动相邻两个探测元件的中心距离。
3.根据权利要求1所述一种辐射剂量空间分布测量用探测器矩阵的相对响应关系检测方法，其特征在于，所述探测器矩阵为二维排列的探测元件，步骤(2)所述整体移动探测器矩阵是在初始位置的基础上,先将二维排列的探测元件整体向一侧或另一侧移动相邻两个探测元件的中心距离，记录移动后每个探测元件的测量数据；再在初始位置的基础上将二维排列的探测元件整体向上或向下移动相邻两个探测元件的中心距离，记录移动后每个探测元件的测量数据。
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