CN110361766A - 一种医用加速器剂量监测的方法、装置、系统及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加速器技术领域，尤其公开了一种医用加速器的剂量监测的方法、装置、设备、控制系统及计算机存储介质，其中，设备包括：粒子加速器，粒子加速器包括加速管、与加速管出口连接的束流管道；感应器，感应器设置在束流管道外围，通过电感或电容耦合实时生成反应粒子束电荷的信号；处理单元，处理单元根据电流脉冲信号的参数获取相应的剂量。由此可见，利用本发明方案，可以对加速器输出的束流脉冲的剂量进行实时监测，从而可以控制进入患者体内的剂量达到治疗效果的同时确保患者的安全。

Description

一种医用加速器剂量监测的方法、装置、系统及设备

技术领域

本发明涉及医用加速器技术领域，具体涉及一种医用加速器的剂量监测的方法、装置、医疗设备、控制系统及计算机存储介质。

背景技术

按照法规GB9706.5-2008中的要求，医用电子直线加速器中必须包含剂量监测系统。传统医用加速器使用的剂量监测系统由电离室探测器及其辅助电路组成。电离室位于辐射系统之内，安装在均整滤过器或散射箔与光子线的次级准直器之间，由若干片极片构成，其中有两对用于监测辐射野内相互垂直的两个方向的均整度，有一片用于监测辐射的能量变化，有两片用于检测辐射的吸收剂量。传统医用加速器的剂量监测系统多数使用平板电离室，其大小应覆盖整个治疗射野，少数使用指形电离室。剂量监测系统的功能是监测X射线、电子束的剂量率、积分剂量和射野的对称性、平坦度。

本发明的发明人在实现本发明的过程中，发现：现有的剂量监测系统在剂量监测过程中X射线或电子束需要直接穿过电离室，在此过程中会损失部分束线，造成剂量传输效率的降低；另一方面，对于新型的电子线后装设备，电子束离开加速管到达肿瘤的全程在一个不锈钢(或其它材料)管中传输，不能直接穿过电离室，因此电离室并不适用于这种设备。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明提供一种医疗设备，包括：

粒子加速器，粒子加速器包括加速管、与加速管出口连接的束流管道；

感应器，感应器设置在束流管道外围，通过电感或电容耦合实时生成反应粒子束电荷的信号；

处理单元，处理单元根据反应粒子束电荷的信号获取相应的剂量。

在一个实施例中，粒子加速器为医用电子直线加速器、医用质子加速器、医用重离子加速器中的一种。

在一个实施例中，感应器为电流互感器，感应器套在束流管道上，反应粒子束电荷的信号为电流脉冲信号。

在一个实施例中，医疗设备还包括脉冲收集电路，脉冲收集电路用于收集来自感应器的电流脉冲信号；处理单元根据剂量与电流脉冲信号的参数的对应关系，获取实时剂量。

在一个实施例中，感应器的数量为二个，分别为第一感应器和第二感应器，第一感应器套在束流管道上，第二感应器套在第一感应器上，处理单元根据剂量与第一感应器的反应粒子束电荷的信号的对应关系获得第一实时剂量，处理单元根据剂量与第二感应器的反应粒子束电荷的信号的对应关系，获取第二实时剂量。

在一个实施例中，处理单元根据预设的剂量与反应粒子束电荷的信号参数的对应关系，通过累加计算获取实时剂量。

在一个实施例中，医疗设备还包括剂量控制单元，当实时剂量大于或等于一预设阈值时，剂量控制单元停止输出粒子束。

在一个实施例中，医疗设备进一步包括粒子引出结构，粒子引出结构上设有束流针，粒子由直接插入患者体内或者通过套管伸入患者体内的束流针射出，对不良组织进行消融。

本发明还提供一种医用电子直线加速器剂量实时监测装置，电子直线加速器具有加速管，加速管的出口设置有束流管道，其特征在于，实时监测装置包括：

感应器，套设在束流管道上，通过电感或电容耦合实时生成反应电子束电荷的信号；

处理器，处理器根据反应电子束电荷的信号获取相应的剂量。

在一个实施例中，感应器为电流互感器，感应器套在束流管道上，反应电子束电荷的信号为电流脉冲信号。

在一个实施例中，感应器的数量为二个，分别为第一感应器和第二感应器，第一感应器套在束流管道上，第二感应器套在第一感应器上，处理单元根据剂量与第一感应器的反应电子束电荷的信号的对应关系获得第一实时剂量，处理单元根据剂量与第二感应器的反应电子束电荷的信号的对应关系获取第二实时剂量。

在一个实施例中，处理器根据预设的剂量与电流脉冲信号的参数的对应关系，通过累加计算获取实时剂量。

在一个实施例中，处理器与剂量控制单元连接，当实时剂量大于或等于一预设阈值时，处理器向剂量控制单元发出停止输出电子束的指令。

在一个实施例中，装置进一步包括电子引出结构，电子引出结构上设有束流针，电子由直接插入患者体内或者通过套管伸入患者体内的束流针射出，对不良组织进行消融。

本发明还提供一种医用粒子加速器剂量实时监测装置，粒子加速器具有加速管，其特征在于，实时监测装置包括：

感应器，设置在加速管的出口处，根据加速管出口处的电子束产生对应的电流脉冲信号；

处理单元，用于根据电流脉冲信号的参数获取实时剂量。

在一个实施例中，处理单元根据预设的剂量与电流脉冲信号的参数的对应关系，通过累加计算获取实时剂量。

在一个实施例中，感应器的数量为二个，分别为第一感应器和第二感应器，第一感应器套在加速管的出口处的束流管道上，第二感应器套在第一感应器上，处理单元根据剂量与第一感应器的电流脉冲信号的参数获取第一实时剂量，处理单元根据剂量与第二感应器的电流脉冲信号的参数获取第二实时剂量。

在一个实施例中，处理单元与剂量控制单元连接，当实时剂量大于或等于一预设阈值时，处理单元向剂量控制单元发出停止输出粒子束的指令。

本发明还提供一种处理器，应用于实时监测医用粒子加速器出口处实时剂量，其特征在于，处理器包括：

接收单元，用于接收设置在加速器出口处的感应器通过电感或电容耦合实时生成的反应粒子束电荷的信号；

数据处理单元，根据反应粒子束电荷的信号的参数获取实时剂量。

本发明还提供一种医用电子直线加速器剂量控制系统，电子直线加速器包括加速管，系统包括：

剂量控制单元，用于控制电子直线加速器电子束的输出；

感应器，设置在加速管的出口处，通过电感或电容耦合实时生成的反应电子束电荷的信号；

处理单元，用于根据反应电子束电荷的信号的参数获取实时剂量；

当实时剂量大于或等于一预设阈值时，剂量控制单元控制电子直线加速器停止输出电子束。

在一个实施例中，感应器的数量为二个，分别为第一感应器和第二感应器，第一感应器套在加速管的出口处的束流管道上，第二感应器套在第一感应器上；处理单元根据剂量与第一感应器的反应电子束电荷的信号的对应关系获得第一实时剂量；处理单元根据剂量与第二感应器的反应电子束电荷的信号的对应关系获得第二实时剂量；当第一实时剂量或第二实时剂量大于或等于一预设阈值时，剂量控制单元控制电子直线加速器停止输出电子束。

在一个实施例中，感应器为电流互感器，感应器套在束流管道上，反应电子束电荷的信号为电流脉冲信号。

在一个实施例中，控制系统还包括脉冲收集电路，脉冲收集电路用于收集来自感应器的电流脉冲信号；处理单元根据剂量与反应电子束电荷的信号的参数的对应关系，获取实时剂量。

本发明提供一种对医用粒子加速器剂量进行实时监测的方法，步骤包括：

通过电感或电容耦合的方式实时生成反应加速管出口处粒子束电荷的信号；

收集反应粒子束电荷的信号；

根据反应粒子束电荷的信号的参数获取实时剂量。

在一个实施例中，步骤“根据反应粒子束电荷的信号的参数获取实时剂量”是根据剂量和反应粒子束电荷的信号的参数的关系，通过累计计算获得实时剂量。

在一个实施例中，方法还进一步包括：测量粒子束能量一定的情况下，通过在反应加速管出口处校准得到剂量和反应粒子束电荷的信号的参数之间的关系。

在一个实施例中，反应粒子束电荷的信号为电流脉冲信号，通过脉冲收集电路收集来自感应器的电流脉冲信号。

在一个实施例中，方法还包括步骤：当实时剂量大于或等于一预设阈值时，控制医用粒子加速器停止输出粒子束。

在一个实施例中，医用粒子加速器设有第一感应器和第二感应器，分别单独用于通过电感或电容耦合的方式实时生成反应加速管出口处粒子束电荷的信号；医用粒子加速器剂量进行实时监测的方法包括以下步骤：

基于第一感应器和第二感应器，分别通过电感或电容耦合的方式实时生成二个反应加速管出口处粒子束电荷的信号；

收集二个反应粒子束电荷的信号；

根据二个反应粒子束电荷的信号的参数分别获取二个实时剂量。

本发明还提供一种医用粒子加速器剂量控制的方法，步骤包括：

收集设置在医用粒子加速器的加速管出口处的感应器的电流脉冲信号，其中电流脉冲信号是感应器感应粒子束的状态并产生对应的电流脉冲信号；

根据电流脉冲信号的参数获取实时剂量；

当实时剂量大于或等于一预设阈值时，控制粒子加速器停止输出粒子束。

在一个实施例中，医用粒子加速器的加速管出口处的设有二个感应器；医用粒子加速器剂量控制的方法包括以下步骤：

分别收集设置在医用粒子加速器的加速管出口处的二个感应器的二个电流脉冲信号，其中二个电流脉冲信号是二个感应器分别感应粒子束的状态并产生对应的电流脉冲信号；

根据二个电流脉冲信号的参数获取二个实时剂量；

当二个实时剂量中的任意一个大于或等于一预设阈值时，控制粒子加速器停止输出粒子束。

在一个实施例中，步骤“根据电流脉冲信号的参数获取实时剂量”是根据剂量和电流脉冲信号的参数的关系，通过累计获得实时剂量。

本发明还提供一种计算机存储介质，存储介质中存储有至少一可执行指令，可执行指令使处理器执行上述的医用粒子加速器剂量控制的方法对应的操作。

本发明通过在医用加速器的出口处设置感应器，采集电流脉冲信号，根据电流脉冲信号的参数与剂量的对应关系，获取实时的剂量，从而可以控制进入患者体内的剂量达到治疗效果的同时确保患者的安全。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例一种医疗设备的结构框图；

图2示出了根据本发明实施例一种医疗设备的结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例一种医疗设备的结构框图；

图4示出了根据本发明实施例一种医用电子直线加速器剂量实时监测装置的结构框图；

图5示出了根据本发明实施例一种医用电子直线加速器剂量实时监测装置的结构框图；

图6示出了根据本发明实施例一种医用粒子加速器剂量实时监测装置的结构框图；

图7示出了根据本发明实施例一种医用粒子加速器剂量实时监测装置的结构框图；

图8示出了根据本发明实施例一种处理器的结构框图；

图9示出了根据本发明实施例一种医用电子直线加速器剂量控制系统的结构框图；

图10示出了根据本发明实施例一种对医用粒子加速器剂量进行实时监测的方法的流程图；

图11示出了根据本发明实施例一种对医用粒子加速器剂量进行实时监测的方法的流程图；

图12示出了根据本发明实施例一种医用粒子加速器剂量控制的方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明实施例一种医疗设备的结构框图。如图1所示，该设备包括粒子加速器101、感应器102和处理单元103。

粒子加速器101包括加速管、与加速管出口连接的束流管道。

粒子加速器，或简称加速器，是一种用于加速带电粒子的装置，常用于原子核实验、放射性医学、放射性化学、放射性同位素制造、非破坏性探伤等。按加速方式，加速器包括直线加速器和回旋加速器。按加速的粒子类型，加速器包括电子加速器、质子加速器和重离子加速器。

医用电子直线加速器、医用质子加速器、以及医用重离子加速器常用于肿瘤治疗。医用电子直线加速器包括加速管、微波源和波导系统、控制系统、射线均整和防护系统等部件。

在本发明实施例中，粒子加速器101是医用电子直线加速器。在一些实施例中，粒子加速器101还可以是医用质子加速器或医用重离子加速器。

感应器102设置在束流管道外围，通过电感或电容耦合实时生成反应粒子束电荷的信号。优选地，感应器设在真空室内。

在本发明实施例中，感应器102是电流互感器，套在粒子加速器101加速管出口的束流管道上。感应器102可以是快速电子束电流互感器(FBCT)，其通过与静电拾音器、壁电流监视器(WCM)组合AC装置，通过集成电子束电流或电感或电容耦合到测量设备的壁图像电流来测量电荷。感应器102也可以是DC电流互感器(DCCT)，基于与光束建立的磁反馈提供电荷信息。

处理单元103根据反应粒子束电荷的信号的参数获取出相应的粒子剂量。在一个实施例中，处理单元根据预设的剂量与反应粒子束电荷的信号参数的对应关系，通过累加计算获取实时剂量。

为了安全起见，避免感应器失灵，在一个实施例中，感应器的数量为二个，分别为第一感应器和第二感应器，第一感应器套在束流管道上，第二感应器套在第一感应器上。处理单元根据剂量与第一感应器的反应粒子束电荷的信号的对应关系获得第一实时剂量。处理单元根据剂量与第二感应器的反应粒子束电荷的信号的对应关系，获取第二实时剂量。

在一个实施例中，反应粒子束电荷的信号为电流脉冲信号，医疗设备还包括脉冲收集电路，脉冲收集电路用于收集来自感应器的电流脉冲信号；处理单元根据剂量与电流脉冲信号的参数的对应关系，获取实时剂量。

当电子束脉冲从束流管道中穿过时，电流互感器中感应产生电流脉冲信号。

电流脉冲信号的参数包括但不限于：脉冲幅度Um、脉冲重复周期T、脉冲宽度tw。

剂量可以是积分剂量，例如，从粒子加速器101开始输出的时刻起累计的剂量。

在本发明实施例中，电子束在能量一定的情况下，剂量率即单位时间内的剂量与其流强成正比。如前述，电流互感器中感生的电流脉冲信号的幅度大小与电子束脉冲的流强成正比，而电子束脉冲的流强可以根据电流脉冲信号的参数获得。因此，电子束的剂量率与感生的反应粒子束电荷的信号的参数的对应关系可以通过校准刻度得到。

法拉第杯提供直流测量并作为绝对校准标准，可用于交叉校准其他测量设备。将由导电材料制成的杯子插入光束路径中。当束流时，所有收集的电荷都由电流-电压转换器放电。检测到的信号由积分器处理以估计束电荷。

也可以通过如下方式进行校准刻度：固定电子束的能量；使输出的电子束射入水箱，水箱中放置有探头，用于测量剂量；同时读取电流互感器中感生的电流脉冲信号的参数；获取单个电子束脉冲的剂量与对应的电流脉冲信号的参数的关系。

根据校准刻度得到的对应关系，从每个电子束脉冲对应的电流脉冲信号的参数可以得到该电子束脉冲的剂量。作累加计算就可以得到总剂量。在本发明实施例中，电流脉冲信号通过脉冲信号引出端口引出到一个脉冲收集电路，脉冲收集电路内有FPGA根据电流脉冲信号获取剂量。

在一些实施例中，感应器102还可以是积分电流互感器(ICT)。医用加速器的电子束脉冲由许多微脉冲组成。例如，若加速管工作频率为3GHz，微波脉宽为4μs，则一个微波脉冲内有12000个微脉冲。使用积分电流互感器时，测量到的读数是每个微脉冲的电荷量。通过校准刻度可以得到每个电子束脉冲的剂量与对应的电荷量的比例系数。通过脉冲收集电路收集电流脉冲信号，对电荷量作累加计算，并根据比例系数换算，就可以得出总剂量。

电流脉冲信号参数包括电流脉冲信号的幅度、脉宽、以及电流脉冲信号的重复频率。

图2示出了医疗设备的结构示意图。如图2所示，该医疗设备包括电子枪201、加速管202、束流管道203、电子引出结构204、电流互感器206、脉冲收集电路207。其中，电子引出结构204上设有束流针205，束流针205可以直接插到患者的不良组织上，与不良组织直接接触；束流针205也可以通过插到患者身上的套管伸入患者体内，而不与患者的组织直接接触。电子由束流针205射出，对不良组织进行消融。

如图3所示，该医疗设备还可以进一步包括剂量控制单元104。当实时剂量大于或等于一预设阈值时，剂量控制单元104停止输出粒子束。在一些实施例中，有多路感应器及处理单元，当其中任一路的实时剂量大于或等于一预设阈值时，剂量控制单元104即停止输出粒子束。

为了安全起见，避免电流互感器206失灵，在一个实施例中，电流互感器206的数量为二个，分别为第一电流互感器和第二电流互感器，第一电流互感器套在束流管道上，第二电流互感器套在第一电流互感器上。处理单元根据剂量与第一电流互感器的电流脉冲信号的参数获得第一实时剂量。处理单元根据剂量与第二电流互感器的电流脉冲信号的参数获取第二实时剂量。当第一实时剂量或第二实时剂量大于或等于一预设阈值时，剂量控制单元控制电子直线加速器停止输出电子束，从而可避免因一个电流互感器失灵不能及时获取累计剂量，对患者造成伤害。

在本发明实施例中，电流互感器套在束流管道外，并不影响束流的通过，不会造成束流的损失，因此相较于传统方式有助于提高剂量传输效率。电子束离开加速管到达肿瘤的全程在管道中传输，不需要穿过电离室，因此适用于新型的电子线后装设备，可以实现出束过程中的实时剂量监测。

图4示出了根据本发明实施例一种医用电子直线加速器剂量实时监测装置的结构框图。如图4所示，该医用电子直线加速器剂量实时监测装置包括感应器402和处理器403。

医用电子直线加速器401具有加速管，加速管的出口设置有束流管道。

感应器402，套设在束流管道上，通过电感或电容耦合实时生成反应电子束电荷的信号。

处理器403，根据反应电子束电荷的信号获取相应的剂量。

为了安全起见，避免感应器402失灵，在一个实施例中，感应器402的数量为二个，分别为第一感应器和第二感应器，第一感应器套在束流管道上，第二感应器套在第一感应器上，处理单元根据剂量与第一感应器的反应电子束电荷的信号的对应关系获得第一实时剂量，处理单元根据剂量与第二感应器的反应电子束电荷的信号的对应关系获取第二实时剂量。

在一个实施例中，感应器为电流互感器，反应电子束电荷的信号为电流脉冲信号，处理器根据预设的剂量与电流脉冲信号的参数的对应关系，通过累加计算获取实时剂量。

处理器与剂量控制单元连接，当实时剂量大于或等于一预设阈值时，处理器向剂量控制单元发出停止输出电子束的指令。

如图5所示，该医用电子直线加速器剂量实时监测装置还可以进一步包括剂量控制单元404。当实时剂量大于或等于一预设阈值时，处理器403向剂量控制单元404发出停止输出粒子束的指令。

该医用电子直线加速器剂量实时监测装置还可以进一步包括电子引出结构，电子引出结构上设有束流针，束流针可以直接插到患者的不良组织上，与不良组织直接接触；束流针也可以通过插到患者身上的套管伸入患者体内，而不与患者的组织直接接触。电子由束流针射出，对不良组织进行消融。。

图6示出了根据本发明实施例一种医用粒子加速器剂量实时监测装置的结构框图。如图6所示，该医用粒子加速器剂量实时监测装置包括感应器602和处理单元603。

医用粒子加速器601具有加速管。

感应器602设置在加速管的出口处，根据加速管出口处的粒子束产生对应的电流脉冲信号。

处理单元603用于根据电流脉冲信号的参数获取实时剂量。

在一个实施例中，处理单元603根据预设的剂量与电流脉冲信号的参数的对应关系，通过累加计算获取实时剂量。如图7所示，该医用粒子加速器剂量实时监测装置还可以进一步包括剂量控制单元604。当实时剂量大于或等于一预设阈值时，处理单元603向剂量控制单元604发出停止输出粒子束的指令。

为了安全起见，避免感应器602失灵，在一个实施例中，感应器602的数量为二个，分别为第一感应器和第二感应器，第一感应器套在束流管道上，第二感应器套在第一感应器上。处理单元根据剂量与第一感应器的电流脉冲信号的参数获得第一实时剂量。处理单元根据剂量与第二感应器的电流脉冲信号的参数获取第二实时剂量。当第一实时剂量或第二实时剂量大于或等于一预设阈值时，剂量控制单元控制医用粒子加速器停止输出电子束，从而可避免因一个感应器失灵不能及时获取累计剂量，对患者造成伤害。

图8示出了根据本发明实施例一种处理器的结构框图。该处理器应用于实时监测医用粒子加速器801出口处实时剂量。如图8所示，该处理器包括接收单元803和数据处理单元804。

接收单元803用于接收设置在医用粒子加速器801出口处的感应器802通过电感或电容耦合实时生成的反应电子束电荷的信号。

数据处理单元804根据反应电子束电荷的参数获取实时剂量。

图9示出了根据本发明实施例一种医用电子直线加速器剂量控制系统的结构框图。医用电子直线加速器901包括加速管。如图9所示，该医用电子直线加速器剂量控制系统包括剂量控制单元904、感应器902和处理单元903。

剂量控制单元904用于控制医用电子直线加速器901电子束的输出。

感应器902设置在加速管的出口处，通过电感或电容耦合实时生成的反应电子束电荷的信号。

感应器902可以是电流互感器或积分电流互感器，套在加速管出口束流管道上。

处理单元903用于根据反应电子束电荷的信号的参数获取实时剂量。

在一个实施例中，反应电子束电荷的信号为电流脉冲信号。医用电子直线加速器剂量控制系统可以包括脉冲收集电路，用于收集来自感应器902的电流脉冲信号，并根据电流脉冲信号计算实时剂量。

当实时剂量大于或等于一预设阈值时，剂量控制单元904控制医用电子直线加速器901停止输出电子束。

为了安全起见，避免感应器902失灵，在一个实施例中，感应器902的数量为二个，分别为第一感应器和第二感应器，第一感应器套在加速管的出口处的束流管道上，第二感应器套在第一感应器上；处理单元根据剂量与第一感应器的反应电子束电荷的信号的对应关系获得第一实时剂量；处理单元根据剂量与第二感应器的反应电子束电荷的信号的对应关系获得第二实时剂量；当第一实时剂量或第二实时剂量大于或等于一预设阈值时，剂量控制单元控制电子直线加速器停止输出电子束，从而可避免因一个感应器失灵不能及时获取累计剂量，对患者造成伤害。。

图10示出了根据本发明实施例一种对医用粒子加速器剂量进行实时监测的方法的流程图。如图10所示，该方法包括以下步骤：

步骤1001：通过电感或电容耦合的方式实时生成反应加速管出口处粒子束电荷的信号。

步骤1002：收集反应加速管出口处粒子束电荷的信号。

步骤1003：根据反应加速管出口处粒子束电荷的信号的参数获取实时剂量。具体地，根据剂量和反应粒子束电荷的信号的参数的关系，通过累计计算获得实时剂量。

为了安全起见，在一个实施例中，医用粒子加速器设有第一感应器和第二感应器，分别单独用于通过电感或电容耦合的方式实时生成反应加速管出口处粒子束电荷的信号，对医用粒子加速器剂量进行实时监测的方法包括以下步骤：

基于第一感应器和第二感应器，分别通过电感或电容耦合的方式实时生成二个反应加速管出口处粒子束电荷的信号；

收集上述二个反应粒子束电荷的信号；

根据上述二个反应粒子束电荷的信号的参数分别获取二个实时剂量。

剂量和反应粒子束电荷的信号的参数的关系可以通过以下方式获取：测量粒子束能量一定的情况下，通过在反应加速管出口处校准得到剂量和反应粒子束电荷的信号的参数之间的关系。

在一个实施例中，反应加速管出口处粒子束电荷的信号为电流脉冲信号，通过感应器感应加速管出口处的粒子束的状态并产生对应的电流脉冲信号。可以通过脉冲收集电路收集来自感应器的电流脉冲信号并计算实时剂量。

医用粒子加速器可以是医用电子直线加速器，通过感应器感应加速管出口处的电子束的状态并产生对应的电流脉冲信号。

图12示出了根据本发明实施例一种医用粒子加速器剂量控制的方法的流程图。如图12所示，该方法包括以下步骤：

步骤1201：收集设置在医用粒子加速器的加速管出口处的感应器的电流脉冲信号，其中电流脉冲信号是感应器感应粒子束的状态并产生对应的电流脉冲信号。

感应器套设在医用粒子加速器的加速管出口的束流管道上。

步骤1202：根据电流脉冲信号的参数获取实时剂量。

步骤1203：当实时剂量大于或等于一预设阈值时，控制粒子加速器停止输出粒子束。

为了安全起见，在一个实施例中，医用粒子加速器的加速管出口处的设有二个感应器，分别单独用于通过电感或电容耦合的方式实时生成反应加速管出口处粒子束电荷的信号，医用粒子加速器剂量控制的方法包括以下步骤：

分别收集设置在医用粒子加速器的加速管出口处的二个感应器的二个电流脉冲信号，其中二个电流脉冲信号是二个感应器感应粒子束的状态并产生对应的电流脉冲信号；

根据二个电流脉冲信号的参数获取二个实时剂量；

当二个实时剂量中的任意一个大于或等于一预设阈值时，控制粒子加速器停止输出粒子束。

可以理解，医疗设备实施例中，“感应器设在真空室内”、感应器的类型和工作方式、剂量与反应粒子束电荷的信号的参数的对应关系的校准方式同样适合其它的实施例，在此不再重复表述。

Claims (33)

1.一种医疗设备，包括：

粒子加速器，所述粒子加速器包括加速管、与所述加速管出口连接的束流管道；

感应器，所述感应器设置在所述束流管道外围，通过电感或电容耦合实时生成反应粒子束电荷的信号；

处理单元，所述处理单元根据所述反应粒子束电荷的信号获取相应的剂量。

2.根据权利要求1所述的医疗设备，其特征在于，所述粒子加速器为医用电子直线加速器、医用质子加速器、医用重离子加速器中的一种。

3.根据权利要求2所述的医疗设备，其特征在于，所述感应器为电流互感器，所述感应器套在所述束流管道上，所述反应粒子束电荷的信号为电流脉冲信号。

4.根据权利要求3所述的医疗设备，其特征在于，所述医疗设备还包括脉冲收集电路，所述脉冲收集电路用于收集来自所述感应器的电流脉冲信号；所述处理单元根据剂量与电流脉冲信号的参数的对应关系，获取实时剂量。

5.根据权利要求1所述的医疗设备，其特征在于，所述感应器的数量为二个，分别为第一感应器和第二感应器，所述第一感应器套在所述束流管道上，所述第二感应器套在所述第一感应器上，所述处理单元根据剂量与所述第一感应器的所述反应粒子束电荷的信号的对应关系获得第一实时剂量，所述处理单元根据剂量与所述第二感应器的所述反应粒子束电荷的信号的对应关系，获取第二实时剂量。

6.根据权利要求1至5任一项所述的医疗设备，其特征在于，所述处理单元根据预设的剂量与所述反应粒子束电荷的信号参数的对应关系，通过累加计算获取实时剂量。

7.根据权利要求1所述的医疗设备，其特征在于，所述医疗设备还包括剂量控制单元，当所述实时剂量大于或等于一预设阈值时，所述剂量控制单元停止输出粒子束。

8.根据权利要求1所述的医疗设备，其特征在于，所述医疗设备进一步包括粒子引出结构，所述粒子引出结构上设有束流针，粒子由直接插入患者体内或者通过套管伸入患者体内的所述束流针射出，对不良组织进行消融。

9.一种医用电子直线加速器剂量实时监测装置，所述电子直线加速器具有加速管，所述加速管的出口设置有束流管道，其特征在于，所述实时监测装置包括：

感应器，套设在所述束流管道上，通过电感或电容耦合实时生成反应电子束电荷的信号；

处理器，所述处理器根据所述反应电子束电荷的信号获取相应的剂量。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述感应器为电流互感器，所述感应器套在所述束流管道上，所述反应电子束电荷的信号为电流脉冲信号。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述感应器的数量为二个，分别为第一感应器和第二感应器，所述第一感应器套在所述束流管道上，所述第二感应器套在所述第一感应器上，所述处理单元根据剂量与所述第一感应器的所述反应电子束电荷的信号的对应关系获得第一实时剂量，所述处理单元根据剂量与所述第二感应器的所述反应电子束电荷的信号的对应关系获取第二实时剂量。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理器根据预设的剂量与所述电流脉冲信号的参数的对应关系，通过累加计算获取实时剂量。

13.根据权利要求9至12任一项所述的装置，其特征在于，所述处理器与剂量控制单元连接，当所述实时剂量大于或等于一预设阈值时，所述处理器向所述剂量控制单元发出停止输出电子束的指令。

14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括电子引出结构，所述电子引出结构上设有束流针，电子由直接插入患者体内或者通过套管伸入患者体内的所述束流针射出，对不良组织进行消融。

15.一种医用粒子加速器剂量实时监测装置，所述粒子加速器具有加速管，其特征在于，所述实时监测装置包括：

感应器，设置在所述加速管的出口处，根据加速管出口处的电子束产生对应的电流脉冲信号；

处理单元，用于根据所述电流脉冲信号的参数获取实时剂量。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述处理单元根据预设的剂量与所述电流脉冲信号的参数的对应关系，通过累加计算获取实时剂量。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述感应器的数量为二个，分别为第一感应器和第二感应器，所述第一感应器套在所述加速管的出口处的束流管道上，所述第二感应器套在所述第一感应器上，所述处理单元根据剂量与所述第一感应器的电流脉冲信号的参数获取第一实时剂量，所述处理单元根据剂量与所述第二感应器的电流脉冲信号的参数获取第二实时剂量。

18.根据权利要求14至15任一项所述的装置，其特征在于，所述处理单元与剂量控制单元连接，当所述实时剂量大于或等于一预设阈值时，所述处理单元向所述剂量控制单元发出停止输出粒子束的指令。

19.一种处理器，应用于实时监测医用粒子加速器出口处实时剂量，其特征在于，所述处理器包括：

接收单元，用于接收设置在所述加速器出口处的感应器通过电感或电容耦合实时生成的反应粒子束电荷的信号；

数据处理单元，根据所述反应粒子束电荷的信号的参数获取实时剂量。

20.一种医用电子直线加速器剂量控制系统，所述电子直线加速器包括加速管，所述系统包括：

剂量控制单元，用于控制所述电子直线加速器电子束的输出；

感应器，设置在所述加速管的出口处，通过电感或电容耦合实时生成的反应电子束电荷的信号；

处理单元，用于根据所述反应电子束电荷的信号的参数获取实时剂量；

当所述实时剂量大于或等于一预设阈值时，所述剂量控制单元控制所述电子直线加速器停止输出电子束。

21.根据权利要求20所述的控制系统，其特征在于，所述感应器的数量为二个，分别为第一感应器和第二感应器，所述第一感应器套在所述加速管的出口处的束流管道上，所述第二感应器套在所述第一感应器上；所述处理单元根据剂量与所述第一感应器的所述反应电子束电荷的信号的对应关系获得第一实时剂量；所述处理单元根据剂量与所述第二感应器的所述反应电子束电荷的信号的对应关系获得第二实时剂量；当所述第一实时剂量或所述第二实时剂量大于或等于一预设阈值时，所述剂量控制单元控制所述电子直线加速器停止输出电子束。

22.根据权利要求20所述的控制系统，其特征在于，所述感应器为电流互感器，所述感应器套在所述束流管道上，所述反应电子束电荷的信号为电流脉冲信号。

23.根据权利要求22所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括脉冲收集电路，所述脉冲收集电路用于收集来自所述感应器的电流脉冲信号；所述处理单元根据剂量与所述反应电子束电荷的信号的参数的对应关系，获取实时剂量。

24.一种对医用粒子加速器剂量进行实时监测的方法，步骤包括：

通过电感或电容耦合的方式实时生成反应加速管出口处粒子束电荷的信号；

收集所述反应粒子束电荷的信号；

根据所述反应粒子束电荷的信号的参数获取实时剂量。

25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述步骤“根据所述反应粒子束电荷的信号的参数获取实时剂量”是根据剂量和所述反应粒子束电荷的信号的参数的关系，通过累计计算获得实时剂量。

26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括：测量粒子束能量一定的情况下，通过在反应加速管出口处校准得到剂量和所述反应粒子束电荷的信号的参数之间的关系。

27.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述反应粒子束电荷的信号为电流脉冲信号，通过脉冲收集电路收集来自所述感应器的电流脉冲信号。

28.根据权利要求24至27任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：当所述实时剂量大于或等于一预设阈值时，控制所述医用粒子加速器停止输出粒子束。

29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述医用粒子加速器设有第一感应器和第二感应器，分别单独用于通过电感或电容耦合的方式实时生成反应加速管出口处粒子束电荷的信号；

步骤“通过电感或电容耦合的方式实时生成反应加速管出口处粒子束电荷的信号”为基于第一感应器和第二感应器，分别通过电感或电容耦合的方式实时生成二个反应加速管出口处粒子束电荷的信号；

步骤“收集所述反应粒子束电荷的信号”为收集所述二个反应粒子束电荷的信号；

步骤“根据所述反应粒子束电荷的信号的参数获取实时剂量”为根据所述二个反应粒子束电荷的信号的参数分别获取二个实时剂量。

30.一种医用粒子加速器剂量控制的方法，步骤包括：

收集设置在所述医用粒子加速器的加速管出口处的感应器的电流脉冲信号，其中所述电流脉冲信号是所述感应器感应粒子束的状态并产生对应的电流脉冲信号；

根据所述电流脉冲信号的参数获取实时剂量；

当所述实时剂量大于或等于一预设阈值时，控制所述粒子加速器停止输出粒子束。

31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述医用粒子加速器的加速管出口处的设有二个感应器；

所述步骤“收集设置在所述医用粒子加速器的加速管出口处的感应器的电流脉冲信号，其中所述电流脉冲信号是所述感应器感应粒子束的状态并产生对应的电流脉冲信号”为分别收集设置在所述医用粒子加速器的加速管出口处的二个感应器的二个电流脉冲信号，其中所述二个电流脉冲信号是所述二个感应器分别感应粒子束的状态并产生对应的电流脉冲信号；

所述步骤“根据所述电流脉冲信号的参数获取实时剂量”为根据所述二个电流脉冲信号的参数获取二个实时剂量；

所述步骤“当所述实时剂量大于或等于一预设阈值时，控制所述粒子加速器停止输出粒子束”为当所述二个实时剂量中的任意一个大于或等于一预设阈值时，控制所述粒子加速器停止输出粒子束。

32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述步骤“根据所述电流脉冲信号的参数获取实时剂量”是根据剂量和所述电流脉冲信号的参数的关系，通过累计获得实时剂量。

33.一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如权利要求30至32任一项所述的医用粒子加速器剂量控制的方法对应的操作。