CN110292724B - 一种质子出束路径和射程在线验证方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种质子出束路径和射程在线验证方法、装置及系统，通过将声波探测器设置在布拉格峰前的侧面，从而能够同时探测得到声波信号中的α波和γ波的飞行时间，进而根据α波的飞行时间和至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述质子出束路径；根据γ波的飞行时间和至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述布拉格峰位置；获得质子出束路径和布拉格峰位置。将质子出束路径和布拉格峰位置同时作为参考，能够更加精确控制质子作用的问题，且本发明提供的质子出束路径和射程在线验证方法能够实时监测质子出束路径和射程，提高了质子治疗的精准度。为质子束照射病灶区域提供了双重参考，装置系统的成本低，有助于在临床上的推广。

Description

一种质子出束路径和射程在线验证方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及质子治疗和声波领域，尤其涉及一种通过质子诱导声波在线验证质子出束路径和射程的方法、装置及系统。

背景技术

质子治疗是一种精确治疗恶性肿瘤(癌症)的放疗手段，和传统的光子治疗或者电子治疗相比，质子治疗最大的优势在于质子有着一种特殊的物理特性——布拉格峰(Braggpeak)。质子束在介质内，例如人体内的照射剂量曲线先缓慢上升，随后逐渐变快，直到布拉格峰处产生最大的剂量沉积，之后曲线快速下降并趋于零。质子的布拉格峰特性能使肿瘤病灶区域接收到最大的照射剂量，使病灶后方正常器官免受辐射伤害，从而降低了治疗的副作用。

质子布拉格峰特性其实是质子治疗的一把“双刃剑”，因为质子出束路径或者射程的不确定性，很有可能会导致肿瘤组织的质子剂量不足或者正常器官的过度照射，从而很大程度上增加了肿瘤复发和正常器官并发症的风险。

因此如何使得质子精确对准肿瘤位置以治疗癌症，成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种通过质子诱导声波在线验证质子出束路径和射程的方法及装置，以解决现有技术中质子出束路径或者射程不准确造成质子治疗精准度较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种质子出束路径和射程在线验证方法，所述方法基于在介质表面设置至少四个声波探测器，所述至少四个声波探测器用于测量质子诱导声波信号，所述至少四个声波探测器的位置互不相同，且均放置于质子出束的布拉格峰前的侧面；

所述在线验证质子出束路径和射程方法包括：

建立三维坐标系，确定目标治疗区域以及所述至少四个声波探测器的坐标参数；

获取所述至少四个声波探测器测量得到的声波信号；

提取每个所述声波信号中的α波和γ波的飞行时间；

利用所述α波的飞行时间和所述至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述质子出束路径；

利用所述γ波的飞行时间和所述至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述布拉格峰位置；

判断所述质子出束路径与预设质子出束路径之间的距离是否位于第一阈值范围内，且所述布拉格峰位置是否位于所述目标区域；

若判断结果均为是，则返回所述获取所述至少四个声波探测器测量得到的声波信号；

若否，则调节所述质子参数，并返回所述获取所述至少四个声波探测器测量得到的声波信号。

优选地，所述获取所述至少四个声波探测器测量得到的声波信号，具体包括：

利用数据采集卡获取所述至少四个声波探测器测量得到的声波信号，并传输至计算机中，以获取所述声波信号。

优选地，所述提取每个所述声波信号中的α波和γ波的飞行时间，具体包括：

采用质子照射所述目标治疗区域，并触发所述数据采集卡采集所述声波信号；

将所述质子出束的时刻与所述数据采集卡触发的时刻同步。

优选地，所述确定目标治疗区域，具体包括：

获取所述介质的病灶区域的多张电子计算机断层扫描图像；

根据多张所述电子计算机断层扫描图像合成得到所述目标治疗区域。

优选地，所述声波探测器的个数为四个。

优选地，所述利用所述α波的飞行时间和所述至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述质子出束路径具体包括：

根据至少四个声波探测器的坐标参数，依据点到直线计算公式，求解四个声波探测器到质子出束路径的距离方程组：

得到质子出束路径方程Ax+By+Cz+D＝0中的A、B、C和D的值，得到所述质子出束路径；

其中，(x_i，y_i，z_i)为第i个声波探测器的坐标参数，t_αi是第i个声波探测器声波信号中的α波的飞行时间，v是声速。

优选地，所述利用所述γ波的飞行时间和所述至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述布拉格峰位置，具体包括：

根据至少四个声波探测器的坐标参数，依据点到点的计算公式，求解四个声波探测器到布拉格峰的距离方程组：

得到所述布拉格峰的位置坐标(x_BP，y_BP，z_BP)；

其中，(x_BP，y_BP，z_BP)是布拉格峰的坐标参数，(x_i，y_i，z_i)是第i个声波探测器的坐标参数，t_γi是第i个声波探测器声波信号中的γ波的飞行时间，v是声速。

本发明还提供一种质子出束路径和射程在线验证装置，用于执行上面所述的质子出束路径和射程在线验证方法，所述质子出束路径和射程在线验证装置包括：

获取模块，用于获取至少四个声波探测器测量得到的声波信号；

提取模块，用于提取每个所述声波信号中的α波和γ波的飞行时间；

质子出束路径计算模块，用于利用所述α波的飞行时间和所述至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述质子出束路径；

布拉格峰位置计算模块，用于利用所述γ波的飞行时间和所述至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述布拉格峰位置；

判断模块，用于判断所述质子出束路径与预设质子出束路径之间的距离是否位于第一阈值范围内，且所述布拉格峰位置是否位于所述目标区域。

优选地，还包括调节模块，当判断结果至少一项为否时，所述调节模块用于调节质子参数。

另外，本发明还提供一种质子出束路径和射程在线验证系统，包括：

至少四个声波探测器和质子出束路径和射程在线验证装置；

所述质子出束路径和射程在线验证装置与每一个所述声波探测器相连；

其中，所述质子出束路径和射程在线验证装置为权利要求8或9所述的质子出束路径和射程在线验证装置。

经由上述的技术方案可知，本发明提供的质子出束路径和射程在线验证方法，通过将声波探测器设置在布拉格峰前的侧面，从而能够同时探测得到声波信号中的α波和γ波的飞行时间，进而根据α波的飞行时间和至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述质子出束路径；根据γ波的飞行时间和至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述布拉格峰位置；获得质子出束路径和布拉格峰位置。将质子出束路径和布拉格峰位置同时作为参考，能够更加精确控制质子作用的问题，且本发明提供的质子出束路径和射程在线验证方法能够实时监测质子出束路径和射程，提高了质子治疗的精准度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种质子出束路径和射程在线验证方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的质子出束路径和射程在线验证方法的原理示意图；

图3为一个声波探测器在布拉格峰前的侧面探测到的声波信号的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种质子出束路径和射程在线验证装置结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有技术中质子出束路径或者射程存在不确定性，造成质子治疗精准度较差。

发明人发现，出现上述现象的原因是，现有技术中通常为了提高质子治疗精准度，提供了多种布拉格峰定位方法，例如正电子发射断层扫描成像和瞬发伽马成像技术，但是正电子发射断层扫描成像方法，无实时性，而瞬发伽马成像技术对伽马相机的性能要求较高。为此，发明人研发得到一种利用声波定位布拉格峰的方法。但是该方法仅仅能够定位出布拉格峰位置，而质子束从治疗头出射后，是具有较大横截面积的类似圆柱状的能量束，该能量束中能量分布并不是均匀的，定义质子出束中能量最大的能量束的路径为质子出束路径。

质子出束路径应尽量避开人体重要器官，如果质子出束路径偏离预期的照射路径，同样会降低质子治疗的效果，也即同样使得质子治疗精准度较低。所以，在质子治疗过程中，实现对质子出束路径和射程的同时验证，为质子束照射病灶区域提供双重参考，对质子精准治疗癌症有着重要的意义。

基于此，本发明提供一种在线验证质子出束路径和射程的方法，所述方法基于在介质表面设置至少四个声波探测器，所述至少四个声波探测器用于测量质子诱导声波信号，所述至少四个声波探测器的位置互不相同，且均放置于质子出束的布拉格峰前的侧面；

所述在线验证质子出束路径和射程方法包括：

建立三维坐标系，确定目标治疗区域以及所述至少四个声波探测器的坐标参数；

获取所述至少四个声波探测器测量得到的声波信号；

提取每个所述声波信号中的α波和γ波的飞行时间；

利用所述α波的飞行时间和所述至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述质子出束路径；

利用所述γ波的飞行时间和所述至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述布拉格峰位置；

判断所述质子出束路径与预设质子出束路径之间的距离是否位于第一阈值范围内，且所述布拉格峰位置是否位于所述目标区域；

若判断结果均为是，则返回所述获取所述至少四个声波探测器测量得到的声波信号；

若否，则调节所述质子参数，并返回所述获取所述至少四个声波探测器测量得到的声波信号。

本发明提供的质子出束路径和射程在线验证方法，通过将声波探测器设置在布拉格峰前的侧面，从而能够同时探测得到声波信号中的α波和γ波的飞行时间，进而根据α波的飞行时间和至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述质子出束路径；根据γ波的飞行时间和至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述布拉格峰位置；获得质子出束路径和布拉格峰位置。将质子出束路径和布拉格峰位置同时作为参考，能够更加精确控制质子作用的问题，且本发明提供的质子出束路径和射程在线验证方法能够实时监测质子出束路径和射程，提高了质子治疗的精准度。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种质子出束路径和射程在线验证方法流程示意图。

需要说明的是，本发明提供的质子出束路径和射程在线验证方法的具体工作原理为：

质子束在人体或者其他介质中传播时，存在着能量的沉积，引起传播路径上的局部生热，由于热胀冷缩效应，导致介质体积膨胀，产生向四周辐射的压力，即声波压强。因此，利用质子诱导声波在线验证质子出束路径和射程。

请参见图2所示，至少四个声波探测器(D1、D2、D3和D4)有间隔地设置在布拉格峰A前的侧面，发明人经过研究发现，只有当声波探测器位于布拉格峰A前时，才能够在声波信号中提取出来α波。因此，本发明中在介质表面设置至少四个声波探测器，所述至少四个声波探测器用于测量质子诱导声波信号，所述至少四个声波探测器的位置互不相同，且均放置于质子出束的布拉格峰前的侧面。

所述在线验证方法包括：

S101：建立三维坐标系，确定目标治疗区域以及所述至少四个声波探测器的坐标参数；

本实施例中，所述确定目标治疗区域为肿瘤病灶所在的位置，相对于质子束以及布拉格峰而言，为一个较大的区域，因此所述目标治疗区域为一个坐标范围。本实施例中目标治疗区域可以通过多个CT(电子计算机断层扫描)图像进行确定，具体地：获取所述介质的病灶区域的多张电子计算机断层扫描图像；根据多张所述电子计算机断层扫描图像合成得到所述目标治疗区域。

当建立三维坐标系后，至少四个声波探测器的坐标参数即可得到。

本实施例中不限定建立的坐标系类型，可以是三维直角坐标系，也可以是球坐标系。直角坐标系相对而言比较直观，表述简单，且方便建立方程组，在本发明实施例中，所述三维坐标系为直角坐标系。本发明以下实施例中也以三维直角坐标系为例进行说明。

需要说明的是，本发明实施例中建立的方程时关于相对距离的关系，因此，可以以空间中的任意位置作为坐标系原点。

本实施例中不限定声波探测器的具体个数，由于根据本发明的利用α波和γ波的飞行时间参数反演出质子出束路径方程Ax+By+Cz+D＝0，具有A、B、C、D四个未知数，因此，至少需要4个声波探测器得到四组不同的数据，可选地，本实施例中限定声波探测器的个数为至少4个，本实施例中不限定声波探测器的具体个数，可以根据实际需求进行设置。根据实际经济考虑，本实施例中可以只设置4个声波探测器。

利用至少4个声波探测器获得的声波信号可以联立4个所需的方程，从而判断质子出束路径。需要说明的是，声波探测器的位置均需要位于布拉格峰的侧面。本发明中不限定至少四个声波探测器的具体放置位置，只要能够放置在病人体表，且放置在布拉格峰前的侧面即可。且具有间隔的放置，以便获得不同位置的信号，保证后续联立方程时，使用的数据有效。

S102：获取所述至少四个声波探测器测量得到的声波信号；

本实施例中，获取声波信号可以利用数据采集卡获取所述至少四个声波探测器测量得到的声波信号，并传输至计算机中，以获取所述声波信号。

其中，数据采集卡获取声波信号，采用质子照射所述目标治疗区域，并触发所述数据采集卡采集所述声波信号。

S103：提取每个所述声波信号中的α波和γ波的飞行时间；

其中，请参见图2，α波的飞行时间代表声波从探测器到质子出束路径(图2中的点虚线)的最短飞行时间，飞行路径如图2中的点划线所示；γ波的飞行时间代表声波从探测器到布拉格峰的飞行时间，飞行路径如图2中的虚线所示。

需要说明的是，从质子出束到质子沉积能量，再到形成初始声波信号，整个过程的时间尺度和声波传播过程相比，很短暂，因此质子出束时刻可以看成是声波传播的初始时刻，即采集诱导声波的初始时刻。也即将质子出束的时刻定义为采集诱导声波的初始时刻。将所述质子出束的时刻与所述数据采集卡触发的时刻同步。

这样，定义了初始时刻t＝0后，探测器采集到声波信号的时间就是声波飞行时间，乘以速度之后就得到距离。

S104：利用所述α波的飞行时间和所述至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述质子出束路径；

本实施例中，如图3所示，为一个声波探测器在布拉格峰前的侧面探测到的声波信号，α波源自布拉格峰前的圆柱区域，一般取其峰值所在的时刻代表α波的飞行时间；β波源自质子开始进入人体区域(体表附近)，γ波源自布拉格峰区域，一般取其峰值或者过零点所在的时刻代表γ波的飞行时间。

通过四个探测器到质子出束路径的距离公式计算得到质子出束路径方程。

具体地，根据至少四个声波探测器的坐标参数，依据点到直线计算公式，求解四个声波探测器到质子出束路径的距离方程组：

得到质子出束路径方程Ax+By+Cz+D＝0中的A、B、C和D的值，得到所述质子出束路径；

其中，(x_i，y_i，z_i)为第i个声波探测器的坐标参数，t_αi是第i个声波探测器声波信号中的α波的飞行时间，v是声速。

S105：利用所述γ波的飞行时间和所述至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述布拉格峰位置；

通过四个探测器到布拉格峰的距离公式计算得到布拉格峰的位置坐标。

具体地，根据至少四个声波探测器的坐标参数，依据点到点的计算公式，求解四个声波探测器到布拉格峰的距离方程组：

得到所述布拉格峰的位置坐标(x_BP，y_BP，z_BP)；

其中，(x_BP，y_BP，z_BP)是布拉格峰的坐标参数，(x_i，y_i，z_i)是第i个声波探测器的坐标参数，t_γi是第i个声波探测器声波信号中的γ波的飞行时间，v是声速。

需要说明的是，本发明实施例中，并不限定质子出束路径和布拉格峰位置的计算顺序，在本发明的其他实施例中，S104和S105可以交换顺序，本发明实施例中对此不作详细赘述。

S106：判断所述质子出束路径与预设质子出束路径之间的距离是否位于第一阈值范围内，且所述布拉格峰位置是否位于所述目标区域；

本实施例中不限定第一阈值范围的具体数值，第一阈值范围越小，质子治疗的精度越高，可选的，在实际技术可以达到的情况下，可以将第一阈值范围设置为0，也即判断质子出束路径与预设的质子出束路径是否共线。

若判断结果均为是，则返回所述获取所述至少四个声波探测器测量得到的声波信号；

也就是说，当实际测量得到的质子出束路径与预设质子出束路径相差较小，同时布拉格峰位置在目标区域内的情况下，无需调节质子参数，维持即可。同时继续监测。

若否，则调节所述质子参数，并返回所述获取所述至少四个声波探测器测量得到的声波信号。

也即，当质子出束路径与预设质子出束路径相差较多，或者布拉格峰位置部在目标区域内的情况下，需要对质子参数进行调节，然后继续监测，直到质子出束路径与预设质子出束路径相差较小，且布拉格峰在目标区域内，但此时并不结束监测，还实时继续进行监测。

本实施例中所述质子参数包括治疗头的位置和角度，以及质子出束能量等参数。本实施例中可以通过控制装置控制治疗头(Nozzle)进行参数调节。

通过以上步骤，实现质子治疗过程中对质子出束路径和射程的在线监测。

本发明提供的质子出束路径和射程在线验证方法，通过将声波探测器设置在布拉格峰前的侧面，从而能够同时探测得到声波信号中的α波和γ波的飞行时间，进而根据α波的飞行时间和至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述质子出束路径；根据γ波的飞行时间和至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述布拉格峰位置；获得质子出束路径和布拉格峰位置。将质子出束路径和布拉格峰位置同时作为参考，能够更加精确控制质子作用的问题，且本发明提供的质子出束路径和射程在线验证方法能够实时监测质子出束路径和射程，提高了质子治疗的精准度。

基于相同的发明构思，本发明还提供一种质子出束路径和射程在线验证装置，用于执行上面实施例中所述的质子出束路径和射程在线验证方法，请参见图4所示，所述质子出束路径和射程在线验证装置包括：

获取模块41，用于获取至少四个声波探测器测量得到的声波信号；

提取模块42，用于提取每个所述声波信号中的α波和γ波的飞行时间；

质子出束路径计算模块43，用于利用所述α波的飞行时间和所述至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述质子出束路径；

布拉格峰位置计算模块44，用于利用所述γ波的飞行时间和所述至少四个声波探测器的坐标参数，得到所述布拉格峰位置；

判断模块45，用于判断所述质子出束路径与预设质子出束路径之间的距离是否位于第一阈值范围内，且所述布拉格峰位置是否位于所述目标区域。

当判断结果至少一项为否时，所述调节模块用于调节质子参数。因此，本发明实施例中，所述质子出束路径和射程在线验证装置还可以包括调节模块，调节模块与获取模块相连，当调节完成后，继续获取声波信号进行监测，从而保证质子治疗的精确度。

本发明另外的实施例还提供一种质子出束路径和射程在线验证系统，包括：

至少四个声波探测器和质子出束路径和射程在线验证装置；

所述质子出束路径和射程在线验证装置与每一个所述声波探测器相连；

其中，所述质子出束路径和射程在线验证装置为上面实施例中所述的质子出束路径和射程在线验证装置。

本实施例中所述质子出束路径和射程在线验证装置可以是具有信号采集和数据处理功能的计算机。计算机在获取了声波信号之后，提取出每组声波信号中α波和γ波的飞行时间，计算反演出质子出束路径方程和布拉格峰的位置坐标。

可选的，当计算机不具备信号采集功能时，所述在线验证系统还可以包括数据采集卡，所述数据采集卡的输入端连接每个声波探测器，数据采集卡的输出端连接计算机，从而将声波探测器探测得到的声波信号采集后，发送至计算机进行α波和γ波的提取和比较判断等数据处理，从而得到质子出束路径和布拉格峰位置。

本发明实施例提供的质子出束路径和射程在线验证系统可以参见图2中所示，本实施例中对此不作限定。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种质子出束路径和射程在线验证方法，其特征在于，所述方法基于在介质表面设置四个声波探测器，所述四个声波探测器用于测量质子诱导声波信号，所述四个声波探测器的位置互不相同，且均放置于质子出束的布拉格峰前的侧面；

所述在线验证质子出束路径和射程方法包括：

建立三维坐标系，确定目标治疗区域以及所述四个声波探测器的坐标参数，所述确定目标治疗区域，具体包括：获取所述介质的病灶区域的多张电子计算机断层扫描图像；根据多张所述电子计算机断层扫描图像合成得到所述目标治疗区域；

获取所述四个声波探测器测量得到的声波信号；

提取每个所述声波信号中的α波和γ波的飞行时间；

利用所述α波的飞行时间和所述四个声波探测器的坐标参数，得到所述质子出束路径；

利用所述γ波的飞行时间和所述四个声波探测器的坐标参数，得到所述布拉格峰位置；

判断所述质子出束路径与预设质子出束路径之间的距离是否位于第一阈值范围内，且所述布拉格峰位置是否位于所述目标治疗区域；

若判断结果均为是，则返回所述获取所述四个声波探测器测量得到的声波信号；

若否，则调节质子参数，并返回所述获取所述四个声波探测器测量得到的声波信号；

其中，所述利用所述α波的飞行时间和所述四个声波探测器的坐标参数，得到所述质子出束路径具体包括：

根据四个声波探测器的坐标参数，依据点到直线计算公式，求解四个声波探测器到质子出束路径的距离方程组：

；

得到质子出束路径方程Ax+By+Cz+D=0中的A、B、C和D的值，得到所述质子出束路径；

其中，(x _i，y _i，z _i)为第i个声波探测器的坐标参数，t _αi是第i个声波探测器声波信号中的α波的飞行时间，v是声速；

所述利用所述γ波的飞行时间和所述四个声波探测器的坐标参数，得到所述布拉格峰位置，具体包括：

根据四个声波探测器的坐标参数，依据点到点的计算公式，求解四个声波探测器到布拉格峰的距离方程组：

；

得到所述布拉格峰的位置坐标(x _BP，y _BP，z _BP)；

其中，(x _BP，y _BP，z _BP)是布拉格峰的坐标参数，(x _i，y _i，z _i)是第i个声波探测器的坐标参数，t _γi是第i个声波探测器声波信号中的γ波的飞行时间，v是声速。

2.根据权利要求1所述的质子出束路径和射程在线验证方法，其特征在于，所述获取所述四个声波探测器测量得到的声波信号，具体包括：

利用数据采集卡获取所述四个声波探测器测量得到的声波信号，并传输至计算机中，以获取所述声波信号。

3.根据权利要求2所述的质子出束路径和射程在线验证方法，其特征在于，所述提取每个所述声波信号中的α波和γ波的飞行时间，具体包括：

采用质子照射所述目标治疗区域，并触发所述数据采集卡采集所述声波信号；

将所述质子出束的时刻与所述数据采集卡触发的时刻同步。

4.一种质子出束路径和射程在线验证装置，其特征在于，用于执行权利要求1-3任意一项所述的质子出束路径和射程在线验证方法，所述质子出束路径和射程在线验证装置包括：

获取模块，用于获取四个声波探测器测量得到的声波信号；

提取模块，用于提取每个所述声波信号中的α波和γ波的飞行时间；

质子出束路径计算模块，用于利用所述α波的飞行时间和所述四个声波探测器的坐标参数，得到所述质子出束路径；

布拉格峰位置计算模块，用于利用所述γ波的飞行时间和所述四个声波探测器的坐标参数，得到所述布拉格峰位置；

判断模块，用于判断所述质子出束路径与预设质子出束路径之间的距离是否位于第一阈值范围内，且所述布拉格峰位置是否位于目标治疗区域。

5.根据权利要求4所述的质子出束路径和射程在线验证装置，其特征在于，还包括调节模块，当判断结果至少一项为否时，所述调节模块用于调节质子参数。

6.一种质子出束路径和射程在线验证系统，其特征在于，包括：

四个声波探测器和质子出束路径和射程在线验证装置；

所述质子出束路径和射程在线验证装置与每一个所述声波探测器相连；

其中，所述质子出束路径和射程在线验证装置为权利要求4或5所述的质子出束路径和射程在线验证装置。

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