CN113703028A - 医用加速器监测电离室 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种医用加速器监测电离室，包括成对的两个电离室，电离室具有相对的高压极和收集极，高压极和收集极之间具有电离气体，成对的两个电离室中，至少一个电离室的收集极具有相互绝缘的中心区及边缘区，中心区位于收集极的中心，多个边缘区围绕中心区布置。这种医用加速器监测电离室，成对的两个电离室独立工作，保证使用过程中的安全。中心区的输出电流代表整个辐射束剂量率，周围的边缘区测量吸收剂量分布，电离室读数与剂量率呈正比，可以保证响应的准确，电离室工作在饱和坪区，足以降低绝大部分的离子复合效应。
Description
技术领域
本发明涉及监测技术领域，特别是涉及一种医用加速器监测电离室。
背景技术
电子束监测器是一种给出与辐射束某些参数成比例信号的测量仪器，如空气中射束内某一位值的电子注量率或吸收剂量率，或被辐照物体内某点的吸收剂量率。而且，还能监测其他许多参数，例如射束的均匀性或电子能量。监测器的响应应尽可能直接与特定辐照中所研究的参数成正比，并且其比例常数与束的其他参数无关。然而监测器一般不能给出射束的任何参数的绝对值，除非监测器的响应与该参数的对应关系已经实验确定。监测器更重要的特性是能从束中得到必要的信息，而对射束没有明显的干扰。
由于透射电离室的灵敏度较高，并且辐射物理学家熟悉电离室技术，所以在早期的电子束监测中，它就已成为最普通的仪器了。由于在水中剂量最大处，监测器的读数与吸收剂量率之间的关系是射束能量、准直器类型以及射野大小的复杂函数。因此，监测器必须对所用的每种不同品质的射束单独进行刻度，并使监测器的响应尽可能与上述因素无关，现有电离室不能准确响应，并且当所用的束流很大时，电离室内存在离子复合效应。
发明内容
基于此，有必要针对现有电离室不能准确响应，且存在离子复合效应的问题，提供一种医用加速器监测电离室。
一种医用加速器监测电离室，包括成对的两个电离室，所述电离室具有相对的高压极和收集极，所述高压极和所述收集极之间具有电离气体，成对的两个所述电离室中，其中一个所述电离室的收集极具有相互绝缘的中心区及边缘区，所述中心区位于所述收集极的中心，多个所述边缘区围绕所述中心区布置。
上述医用加速器监测电离室，具有成对的两个电离室，成对的两个电离室独立工作，保证使用过程中的安全。至少一个电离室的收集极具有相互绝缘的中心区及边缘区，可以检测辐射束的吸收剂量分布，中心区的输出电流代表整个辐射束剂量率，给出剂量监测计数MU，实现剂量、剂量率控制功能。周围的边缘区测量吸收剂量分布，输出可以反馈给加速器的电子学射束分布控制系统，电离室读数与剂量率呈正比，可以保证响应的准确。当吸收剂量分布的畸变过大时，吸收剂量分布系统会终止辐照，并给出相应的出错显示。同时，电离室工作在饱和坪区，足以降低绝大部分的离子复合效应。
在其中一个实施例中，所述电离室包括第一承载板、第二承载板及连接环，所述第一承载板和所述第二承载板间隔平行设置，所述连接环连接所述第一承载板和所述第二承载板，所述高压极设于所述第一承载板上，所述收集极设于所述第二承载板上。
在其中一个实施例中，成对的两个所述电离室共用一个所述第二承载板，两个所述电离室的收集极分别设于所述第二承载板相对的两侧。
在其中一个实施例中，所述第一承载板和所述第二承载板均为聚苯乙烯板，所述连接环为聚苯乙烯环。
在其中一个实施例中，所述高压极由胶体石墨涂覆在所述第一承载板上形成，所述收集极由胶体石墨涂覆在所述第二承载板上形成。
在其中一个实施例中，所述高压极由镀铝膜贴合在所述第一承载板上形成，所述收集极由镀铝膜贴合在所述第二承载板上形成。
在其中一个实施例中，所述高压极的引线从所述第一承载板和所述连接环之间引出，所述收集极的引线从所述第二承载板和所述连接环之间引出。
在其中一个实施例中，所述电离室还包括固定环，所述固定环设置于所述第一承载板远离所述高压极的一侧，两个所述电离室的第一承载板上均设有所述固定环。
在其中一个实施例中，所述收集级分区的所述电离室还包括保护环，所述保护环设置于所述第二承载板上，且所述保护环围绕于所述边缘区的外侧。
在其中一个实施例中，所述中心区为圆形，所述边缘区为扇形，多个扇形的所述边缘区绕所述中心区的圆心均匀分布。
附图说明
图1为本发明医用加速器监测电离室一实施例的结构示意图；
图2为图1所示医用加速器监测电离室的侧视图；
图3为图2中A-A线的剖视图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
10、电离室；101、高压极；102、收集极；1021、中心区；1022、边缘区；110、第一承载板；120、第二承载板；130、连接环；140、保护环；150、固定环。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做清楚、完整的描述。显然，以下描述的具体细节只是本发明的一部分实施例，本发明还能够以很多不同于在此描述的其他实施例来实现。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请参阅图1，在一实施例中，一种医用加速器监测电离室，用于安装于所有固定和半固定的均整过滤器的下侧。监测电离室不考虑电子平衡问题，因为电子平衡需要一定质量厚度，满足电子平衡的电离室一定满足不了前一条要求。
请一并参阅图2，在一实施例中，医用加速器监测电离室包括成对的两个电离室10，其中至少有一个电离室10的中心位与射束中心重合。成对的两个电离室10相互独立工作，保证使用过程中的安全，对于治疗和安全都十分重要。两个电离室10可以连接一根输出信号线，也可以各单独连接一个输出信号线。
电离室10具有高压极101和收集极102，高压极101和收集极102相对设置，高压极101和收集极102之间具有电离气体。在一实施方式中，高压极101需与收集极102大小一致，高压极101和收集极102的间距很近，以满足收集效率的要求。具体地，高压极101和收集极102的距离与工作电压之间，应满足小于击穿电压，即小于3000V/mm。
在一实施方式中，电离室10包括第一承载板110、第二承载板120及连接环130，第一承载板110和第二承载板120间隔平行设置，连接环130连接第一承载板110和第二承载板120，第一承载板110、第二承载板120及连接环130围成电离空间，电离空间为密封空间，使电离室10的响应不随着空气的温度和压力而变化，电离气体位于电离空间内。高压极101设于第一承载板110上，收集极102设于第二承载板120上。
在一具体实施方式中，第一承载板110和第二承载板120均为聚苯乙烯板，连接环130为聚苯乙烯环，聚苯乙烯板和聚苯乙烯环之间采用胶粘接。电离室10是透射式，电离室10的材料质量对射线的吸收可以忽略。可以理解的是，在其他实施方式中，电离室10也可以采用其他尽量减小引起不必要散射材料，如原子序数较低的材料。
在一具体实施方式中，高压极101由胶体石墨涂覆在第一承载板110上形成，收集极102由胶体石墨涂覆在第二承载板120上形成。其中，胶体石墨涂覆在第一承载板110和第二承载板120上后，进行表面抛光，胶体石墨的厚度约为几个μm。
可以理解的是，在其他实施方式中，高压极101也可以由镀铝膜贴合在第一承载板110上形成，收集极102由镀铝膜贴合在第二承载板120上形成。具体地，镀铝膜可以为镀铝的Mylar膜。
一实施方式中，高压极101的引线从第一承载板110和连接环130之间引出，收集极102的引线从第二承载板120和连接环130之间引出。具体在本实施方式中，高压极101和收集极102的引线由胶体石墨勾画。
在一具体实施方式中，成对的两个电离室10共同一个第二承载板120，两个电离室10的收集极102分别设于第二承载板120相对的两侧。两个电离室10共用第二承载板120，可以简化医用加速器监测电离室的结构，减少医用加速器监测电离室的体积。可以理解的是，在其他实施方式中，两个电离室10也可以分别设于第二承载板120，两个第二承载板120之间通过连接环130连接。
请一并参阅图3，在一实施例中，成对的两个电离室10中，至少一个电离室10的收集极102具有相互绝缘的中心区1021及边缘区1022。中心区1021位于收集极102的中心，多个边缘区1022围绕中心区1021布置。中心区1021和多个边缘区1022分别采用引线引出，实现多级信号输出使用，以区分射出的射束是否为所需要的范围。
其中，以中心区1021的输出电流代表整个辐射束剂量率，给出剂量监测计数MU，实现剂量、剂量率控制功能。周围的边缘区1022测量吸收剂量分布，输出可以反馈给加速器的电子学射束分布控制系统。当吸收剂量分布的畸变过大时，吸收剂量分布系统会终止辐照，并给出相应的出错显示。
在上述实施例的基础上，进一步地，中心区1021为圆形，边缘区1022为扇形，多个扇形的边缘区1022绕中心区1021的圆心均匀分布，可以保证吸收剂量分布测量的准确。具体在本实施方式中，边缘区1022的数量为四个，四个边缘和中心区1021形成五个测量区。可以理解的是，在其他实施方式中，中心区1021和边缘区1022的形状可以根据需要具体设置，边缘区1022的数量也可以根据需要具体设置。
在一具体实施方式中，中心区1021和边缘区1022，以及多个边缘区1022相互之间，通过不涂覆胶体石墨形成绝缘，或者在镀铝膜上去除材料形成绝缘。
在一实施方式中，收集极102分区的电离室10还包括保护环140，保护环140设置于第二承载板120上，且保护环140围绕于边缘区1022的外侧，以增加绝缘。具体地，保护环140也采用聚苯乙烯制成。
请再次参阅图1，在一实施方式中，电离室10还包括固定环150，固定环150设置于第一承载板110远离高压极101的一侧，两个电离室10的第一承载板110上均设有固定环150。固定环150可以起到支撑和固定作用，避免第一承载板110受到外界的影响。具体在本实施方式中，固定环150为聚苯乙烯环。
上述医用加速器监测电离室，具有成对的两个电离室10，成对的两个电离室10独立工作，保证使用过程中的安全。至少一个电离室10的收集极102具有相互绝缘的中心区1021及边缘区1022，可以检测辐射束的吸收剂量分布，中心区1021的输出电流代表整个辐射束剂量率，给出剂量监测计数MU，实现剂量、剂量率控制功能。周围的边缘区1022测量吸收剂量分布，输出可以反馈给加速器的电子学射束分布控制系统，电离室10读数与剂量率呈正比，可以保证响应的准确。当吸收剂量分布的畸变过大时，吸收剂量分布系统会终止辐照，并给出相应的出错显示。同时，电离室10工作在饱和坪区，足以降低绝大部分的离子复合效应。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、替换及改进，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应以权利要求为准。
Claims (10)
1.一种医用加速器监测电离室，其特征在于，包括成对的两个电离室，所述电离室具有相对的高压极和收集极，所述高压极和所述收集极之间具有电离气体，成对的两个所述电离室中，至少一个所述电离室的收集极具有相互绝缘的中心区及边缘区，所述中心区位于所述收集极的中心，多个所述边缘区围绕所述中心区布置。
2.根据权利要求1所述的医用加速器监测电离室，其特征在于，所述电离室包括第一承载板、第二承载板及连接环，所述第一承载板和所述第二承载板间隔平行设置，所述连接环连接所述第一承载板和所述第二承载板，所述高压极设于所述第一承载板上，所述收集极设于所述第二承载板上。
3.根据权利要求2所述的医用加速器监测电离室，其特征在于，成对的两个所述电离室共用一个所述第二承载板，两个所述电离室的收集极分别设于所述第二承载板相对的两侧。
4.根据权利要求2所述的医用加速器监测电离室，其特征在于，所述第一承载板和所述第二承载板均为聚苯乙烯板，所述连接环为聚苯乙烯环。
5.根据权利要求2所述的医用加速器监测电离室，其特征在于，所述高压极由胶体石墨涂覆在所述第一承载板上形成，所述收集极由胶体石墨涂覆在所述第二承载板上形成。
6.根据权利要求2所述的医用加速器监测电离室，其特征在于，所述高压极由镀铝膜贴合在所述第一承载板上形成，所述收集极由镀铝膜贴合在所述第二承载板上形成。
7.根据权利要求2所述的医用加速器监测电离室，其特征在于，所述高压极的引线从所述第一承载板和所述连接环之间引出，所述收集极的引线从所述第二承载板和所述连接环之间引出。
8.根据权利要求2所述的医用加速器监测电离室，其特征在于，所述电离室还包括固定环，所述固定环设置于所述第一承载板远离所述高压极的一侧，两个所述电离室的第一承载板上均设有所述固定环。
9.根据权利要求2所述的医用加速器监测电离室，其特征在于，所述收集级分区的所述电离室还包括保护环，所述保护环设置于所述第二承载板上，且所述保护环围绕于所述边缘区的外侧。
10.根据权利要求1所述的医用加速器监测电离室，其特征在于，所述中心区为圆形，所述边缘区为扇形，多个扇形的所述边缘区绕所述中心区的圆心均匀分布。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |