ES2222792A1

ES2222792A1 - Radioactivity image indicator, has connector united to electrodes and collectors, and entrance connector united to door electrodes and varying electrical potential of each group of electrodes in independent way

Info

Publication number: ES2222792A1
Application number: ES200300322A
Authority: ES
Inventors: Faustino Gomez Rodriguez
Original assignee: Universidade de Santiago de Compostela
Current assignee: Universidade de Santiago de Compostela
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2005-02-01

Abstract

The indicator has a drift electrode, and a reading circuit formed by conductive tracks at two levels. Superior tracks are fixed to inferior electrodes and tracks electrodes. A frame located between the electrodes and the reading circuit. A connector is united to the electrodes and collectors. An entrance connector is united to door electrodes, and varies electrical potential of each group of electrodes in independent way.

Description

Detector de radiación de imagen por barrido mediante transferencia de carga.Scanning Image Radiation Detector by load transfer.

Una de las técnicas más antiguas para la monitorización de haces de radiación ionizante se basa en las cámaras de ionización gaseosas. Las técnicas de obtención de imagen o estudio del perfil de haz necesitan del uso de varias cámaras o bien implementan un ánodo segmentado, como las cámaras de angiografía coronaria (H.J. Besch, E.J. Bode, R.H. Menk, H.W. Schenk, U. Tafelmeier, A. H. Walenta y H.Z. Xu. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A310 (1991), 446-448). Estas técnicas permiten obtener imágenes, bien mediante un barrido de carácter mecánico o bien mediante una matriz de pixeles. Los métodos mecánicos no pueden cubrir grandes áreas sin un coste elevado en tiempo de adquisición. En el caso de detectores de pixeles, cuando la granularidad del detector es grande comparada con el área total a cubrir, es muy difícil llevar las pistas de conexión hasta el borde del área activa, además del elevado coste de implementar un canal de electrónica por cada pixel del detector. Estas dificultades han impuesto limitaciones a los dispositivos reales existentes, donde rara vez se superan los 1024 pixeles para superficies del orden de 24 x 24 cm^{2} (S. Belleti et al., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A461 (1-3) (2001), 420-421).One of the oldest techniques for monitoring ionizing radiation beams is based on gaseous ionization chambers. Imaging techniques or beam profile study require the use of several cameras or implement a segmented anode, such as coronary angiography cameras (HJ Besch, EJ Bode, RH Menk, HW Schenk, U. Tafelmeier, AH Walenta and HZ Xu. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A310 (1991), 446-448). These techniques allow to obtain images, either by means of a mechanical sweep or by a matrix of pixels. Mechanical methods cannot cover large areas without a high cost in acquisition time. In the case of pixel detectors, when the granularity of the detector is large compared to the total area to be covered, it is very difficult to bring the connection tracks to the edge of the active area, in addition to the high cost of implementing an electronic channel for each detector pixel These difficulties have imposed limitations on existing real devices, where 1024 pixels are rarely exceeded for surfaces of the order of 24 x 24 cm2 (S. Belleti et al ., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A461 (1 -3) (2001), 420-421).

En la presente invención la lectura de la ionización en el detector se realiza a través de un circuito a dos niveles. En el nivel inferior de este circuito se encuentran pistas metálicas paralelas que denominaremos electrodos colectores, inmediatamente sobre ellas y dispuestas de modo perpendicular se situarán las pistas metálicas que denominaremos electrodos de puerta. En los puntos donde se cruzan los electrodos colectores y los electrodos de puerta, las pistas están separadas por una capa de sustancia dieléctrica que proporciona también la rigidez mecánica necesaria. En el detector propuesto (a diferencia de los detectores antes mencionados), mediante la conmutación del electrodo de puerta, permite implementar un número efectivo de píxeles igual al producto del número de electrodos de puerta por el número de electrodos de colector. De esta forma, un detector que constase de 64 puertas y 64 colectores tendría un número final de 4096 pixeles efectivos. De esta manera se observa la facilidad en que se puede conseguir una elevada resolución espacial con un mínimo número de canales de electrónica. Cabe incluso señalar que de los citados 64 + 64 canales necesarios, aquellos 64 correspondientes a las puertas son tan sólo conmutadores de tensión analógica que deben cambiar de tensiones en el rango de la decena de Volts, de modo que pueden ser fácilmente implementados mediante transistores y su coste es muy reducido. Los 64 canales correspondientes a los colectores serán electrómetros y corresponden a la electrónica más sensible y costosa de la presente invención.In the present invention the reading of the Ionization in the detector is done through a two-way circuit levels. In the lower level of this circuit there are tracks parallel metal we will call collector electrodes, immediately on them and arranged perpendicularly they will place the metal tracks that we will call electrodes of door. At the points where the collector electrodes intersect and the door electrodes, the tracks are separated by a layer of dielectric substance that also provides stiffness necessary mechanics In the proposed detector (as opposed to detectors mentioned above), by switching the electrode door, allows to implement an effective number of pixels equal to the product of the number of door electrodes by the number of collector electrodes In this way, a detector consisting of 64 doors and 64 collectors would have a final number of 4096 pixels effective. In this way you can see the ease in which you can achieve a high spatial resolution with a minimum number of electronics channels It should even be noted that of those cited 64 + 64 channels needed, those 64 corresponding to the doors they are just analog voltage switches that must change from voltages in the range of the tens of Volts, so that they can be easily implemented by transistors and its cost is very reduced. The 64 channels corresponding to the collectors will be electrometers and correspond to the most sensitive and expensive electronics of the present invention.

Es habitual el uso de detectores de ionización líquidos en las técnicas de imagen portal para radioterapia (M. Van Herk y H. Meerteen's Radiotherapy and Oncology, 11 (1988) pp. 369-378; y también H. Meertens et al., Phys. Med. Biol., (1985) Vol. 30 No. 41 pp. 313-321), que se corresponden a la US Patent Number 4,810,893 (1989). Sin embargo, la técnica descrita en la mencionada patente se basa en el equilibrio existente entre la tasa de ionización producida por un haz y la tasa de recombinación volúmica en el seno del líquido. Este equilibrio se alcanza cuando la densidad de iones en el líquido es proporcional a la raíz cuadrada de la tasa de ionización. La lectura de la imagen latente en la cámara de H. Meerten's se basa en la conmutación del alto voltaje de unas pistas perpendiculares a las pistas equipadas con electrómetros. Esta forma de lectura es sustancialmente diferente a la propuesta en esta invención que puede usarse también con medios líquidos no polares. En nuestra invención el electrodo de deriva está permanentemente conectado a la alta tensión, de modo que el detector es una cámara de ionización de planos paralelos convencional.The use of liquid ionization detectors is common in portal imaging techniques for radiotherapy (M. Van Herk and H. Meerteen's Radiotherapy and Oncology, 11 (1988) pp. 369-378; and also H. Meertens et al ., Phys Med. Biol., (1985) Vol. 30 No. 41 pp. 313-321), which correspond to US Patent Number 4,810,893 (1989). However, the technique described in the mentioned patent is based on the balance between the ionization rate produced by a beam and the volume recombination rate within the liquid. This equilibrium is reached when the density of ions in the liquid is proportional to the square root of the ionization rate. The reading of the latent image in the H. Meerten's chamber is based on the high voltage switching of tracks perpendicular to the tracks equipped with electrometers. This form of reading is substantially different from that proposed in this invention, which can also be used with non-polar liquid media. In our invention the drift electrode is permanently connected to the high voltage, so that the detector is a conventional parallel plane ionization chamber.

En nuestra invención la tensión que controla los electrodos de puerta es mucho menor, pudiendo ser accionada mediante electrónica convencional (basada en transistores) rápida, y tiene como efecto muestrear la densidad de corriente en el área del detector. De esta forma se obtendrá una señal linealmente proporcional a la tasa de fluencia del haz que atraviesa el detector. Esto permite usar la presente invención como sistema dosimétrico para haces de terapia y se puede aplicar a la radioterapia con modulación de intensidad (IMRT: Intensity Modulated Radiotherapy).In our invention the tension that controls the Door electrodes is much smaller, being able to be operated by conventional electronics (based on transistors) fast, and it has the effect of sampling the current density in the area of the detector. In this way a signal will be obtained linearly proportional to the creep rate of the beam that crosses the detector. This allows the present invention to be used as a system dosimetric for therapy beams and can be applied to the radiotherapy with intensity modulation (IMRT: Intensity Modulated Radiotherapy).

Por otra parte, el circuito de lectura con los electrodos de puerta y colector puede ser fabricado con tecnología estándar de placa de circuito impreso. Para obtener un espesor pequeño, de 25 \mum a 50 \mum (micras), de aislante entre el colector y la puerta puede ser usado el kapton, que permite su atacado litográfico. El carácter inerte del diseño de este circuito a dos alturas permite garantizar su resistencia a la radiación hasta límites muy superiores a los alcanzados con materiales activos como el silicio.On the other hand, the reading circuit with the Door and collector electrodes can be manufactured with technology Standard printed circuit board. To obtain a thickness small, 25 µm to 50 µm (microns), of insulation between the collector and the door can be used the kapton, which allows its attacked lithograph. The inert nature of the design of this circuit at two heights it ensures its resistance to radiation to limits far exceeding those reached with materials assets such as silicon.

La eficiencia cuántica de detección inherente a la técnica de barrido es baja, teniendo en cuenta que sólo está activa una puerta en cada momento de la lectura (en un detector con 256 puertas será 1/256 de la eficiencia intrínseca). El tiempo de lectura dependerá, por tanto, del número de pistas a conmutar, y del tiempo de integración necesario para obtener una relación señal/ruido aceptable. Además, si el haz no es estático, la imagen aparecerá distorsionada por la variación de las condiciones de irradiación ocurridas en el intervalo de un ciclo de lectura. En este sentido, la conmutación de un voltaje reducido y la independencia del volumen de deriva frente al voltaje de conmutación permiten aumentar la velocidad de lectura frente a dispositivos anteriores.The quantum detection efficiency inherent in the scanning technique is low, considering that it is only activates a door at every moment of reading (in a detector with 256 doors will be 1/256 of intrinsic efficiency). The time of reading will therefore depend on the number of tracks to be switched, and the integration time needed to obtain a relationship Acceptable signal / noise Also, if the beam is not static, the image will be distorted by the variation of the conditions of irradiation occurred in the interval of a reading cycle. In in this sense, the switching of a reduced voltage and the independence of drift volume versus switching voltage allow to increase the reading speed in front of devices previous.

El detector propuesto permite la obtención de imágenes en dos dimensiones de la intensidad de radiación ionizante (rayos X, gamma, electrones, hadrones) que incide sobre él. El dispositivo consta de un volumen de sustancia, en forma de lámina, susceptible de ser ionizada por el haz (cuyo espesor puede variar según las aplicaciones) que se encuentra entre un plano conductor a alta tensión (potencial negativo), que llamaremos plano de deriva, y un circuito de lectura. El medio ionizable podrá ser un gas, bien un gas noble puro o su mezcla con un gas orgánico, o bien un líquido no polar, un alcano.The proposed detector allows obtaining two-dimensional images of ionizing radiation intensity (X-rays, gamma, electrons, hadrons) that affects it. He device consists of a volume of substance, in the form of a sheet, liable to be ionized by the beam (whose thickness may vary according to the applications) that is between a conductive plane high voltage (negative potential), which we will call drift plane, and a reading circuit. The ionizable medium may be a gas, either a pure noble gas or its mixture with an organic gas, or a non-polar liquid, an alkane.

Las especies iónicas o electrones se moverán hacia el plano de deriva y hacia el circuito de lectura según su respectiva carga eléctrica. La novedad de la invención radica en el circuito de lectura y la forma de hacer un barrido de la imagen. Con este objetivo el circuito de lectura constará de dos niveles de pistas metálicas cruzadas. Las pistas del nivel superior serán denominadas electrodos de puerta y las pistas del nivel inferior serán denominadas electrodos colectores, normalmente conectados a tensión nula. Estas pistas estarán separadas por un espesor de material aislante pequeño (decenas de micras).Ionic species or electrons will move towards the drift plane and towards the reading circuit according to its respective electric charge. The novelty of the invention lies in the Reading circuit and how to sweep the image. With this objective the reading circuit will consist of two levels of crossed metal tracks. The upper level tracks will be called door electrodes and lower level tracks they will be called collector electrodes, normally connected to zero tension These tracks will be separated by a thickness of small insulating material (tens of microns).

De esta forma, mediante la aplicación de un pequeño potencial eléctrico se modifica la forma de las líneas de campo eléctrico y la trayectoria de las especies cargadas que llegan a la proximidad del circuito de lectura. Al aplicar una pequeña tensión positiva a los electrodos de puerta (del orden de Volts) las especies cargadas no llegarán a los electrodos colectores, mientras que al aplicar una tensión negativa adecuada, una gran fracción de estas especies podrán llegar a los electrodos colectores. Así, todos los grupos de electrodos de puerta estarán conectados a una tensión positiva, excepto aquel correspondiente a la franja del haz que deseamos estudiar, que estará conectado a una tensión negativa, permitiendo la llegada de una corriente eléctrica a los colectores. Variando alternativamente la tensión de los electrodos de puerta y midiendo en cada conmutación la corriente en los electrodos colectores se realiza un barrido que permite obtener la imagen.In this way, by applying a small electrical potential modifies the shape of the lines of electric field and the trajectory of the charged species that They reach the proximity of the reading circuit. When applying a small positive voltage to the door electrodes (of the order of Volts) charged species will not reach the electrodes collectors, while applying adequate negative voltage, a large fraction of these species may reach the electrodes collectors Thus, all groups of door electrodes will be connected to a positive voltage, except that corresponding to the beam strip we want to study, which will be connected to a negative voltage, allowing the arrival of an electric current to the collectors. Alternately varying the voltage of the door electrodes and measuring the current in each switching the collector electrodes are carried out a scan that allows to obtain the picture.

Tal como se muestra en la Figura 1, el detector consta de un volumen (3) donde se encuentra la sustancia ionizable. Este volumen esta cerrado por un plano de deriva (2), realizado en un material aislante metalizado en su cara inferior y, en la cara opuesta al plano de deriva, el circuito de lectura (4) constituido por los electrodos de puerta y de colector, separados por un marco (5) que garantice la estanqueidad del dispositivo. Los electrodos del circuito de lectura estarán conectados a las tarjetas de electrónica mediante conectores (1). En la Figura 2 se puede apreciar el aspecto global del detector ensamblado donde (1) y (2) son los respectivos conectores de los electrodos de puerta y colectores, así como (3) representa el volumen sensible a la radiación.As shown in Figure 1, the detector It consists of a volume (3) where the ionizable substance is found. This volume is closed by a drift plane (2), made in a metallic insulating material on its lower face and, on the face opposite the drift plane, the reading circuit (4) constituted by the door and collector electrodes, separated by a frame (5) that guarantees the tightness of the device. Electrodes of the reading circuit will be connected to the cards electronics through connectors (1). In Figure 2 you can appreciate the overall appearance of the assembled detector where (1) and (2) are the respective connectors of the door electrodes and collectors, as well as (3) represents the volume sensitive to the radiation.

Dependiendo de la configuración de voltajes aplicados, la transparencia a las especies cargadas que se mueven desde la región de deriva hacia el colector puede ser variada a voluntad. En la Figura 3 se observan las líneas de campo eléctrico en el detector para dos voltajes diferentes de la puerta. El electrodo de la puerta (1) está situado sobre un material aislante que lo separa del electrodo colector (2). En esta gráfica, mediante la variación de decenas de Volts en la tensión de la puerta, se consigue que las especies móviles en el volumen sensible (3) lleguen al colector o a la puerta. Normalmente, situando las puertas en la parte superior del dispositivo, se conseguirá hacer que la transparencia sea nula a un voltaje muy pequeño, mientras que habrá de aplicar un voltaje negativo proporcionalmente mucho mayor para obtener una transparencia cercana al 100%. Además de ser más fácil de instrumentar electrónicamente, en esta invención, si el voltaje del electrodo de deriva escogido frente a la tasa de ionización hace funcionar al detector de ionización en una región de respuesta lineal de la tasa de dosis frente a la corriente eléctrica, entonces la señal obtenida en la imagen será igualmente lineal con la tasa de dosis. Esto representa un avance importante respecto a la citada US 4,810,893, ya que dicho dispositivo es, por la naturaleza de su construcción, necesariamente no lineal.Depending on the voltage settings applied, transparency to the charged species that move from the drift region to the collector it can be varied to Will. Figure 3 shows the electric field lines in the detector for two different door voltages. He Door electrode (1) is located on an insulating material which separates it from the collector electrode (2). In this graph, by the variation of tens of Volts in the door tension, is get mobile species in sensitive volume (3) reach the collector or the door. Normally, placing the doors on the top of the device, you will get to do that the transparency is zero at a very small voltage, while that will have to apply a proportionally negative voltage greater to obtain a transparency close to 100%. In addition to being easier to instrument electronically, in this invention, if the voltage of the drift electrode chosen versus the rate of ionization operates the ionization detector in a region of linear response of dose rate versus current electrical, then the signal obtained in the image will also be linear with the dose rate. This represents an important advance with respect to the aforementioned US 4,810,893, since said device is, by the nature of its construction, not necessarily linear.

Las pistas del circuito de lectura del detector tendrán una estructura como la indicada en la Figura 4, donde (1) representa la capa conductora de los electrodos de la puerta situada sobre los electrodos colectores (2) sobre un material dieléctrico litografiable (3) (tal como kapton). Con el objetivo de hacer funcionar la puerta como un electrodo de, control que varíe a voluntad la transparencia de las especies cargadas que migran hacia los colectores (ver Figura 3), las dimensiones reflejadas en la Figura 4 deberán de ser ajustadas, al campo de deriva utilizado. Denominaremos V_{d} al voltaje aplicado al electrodo de deriva y V_{g} al voltaje aplicado a los electrodos de puerta. Las dimensiones del ancho de la puerta, que llamaremos w, (5 en la Figura 4) frente a la distancia entre las puertas, que llamaremos c, (6 en la Figura 4) establecen la transparencia en el límite de un campo de deriva alto. Si h es la distancia vertical entre el electrodo de deriva y el circuito de lectura y g es la altura del aislante entre la puerta y el colector ((4) en la Figura 4), entonces cuando V_{d} / h = V_{g} / g la fracción de especies cargadas que llegan al colector respecto al total producido en la zona de deriva, que denominaremos transparencia eléctrica t, tomará el valor t = c / (c + w). A un valor fijo de V_{d}, la transparencia t > c / (c + w) cuando V_{g} / V_{d} > g / h, y análogamente t < c / (c + w) cuando V_{g} / V_{d} < g / h. Normalmente, con el objetivo de que los voltajes de control V_{g} sean pequeños y no haya una distorsión importante de la señal debido a la ionización en la región entre el colector y la puerta, el valor de la dimensión g debe ser pequeño (25 a 50 micras para dimensiones de h del orden de mm). A su vez las dimensiones reflejadas en la Figura 4, esto es (6) y (5), estarán de acuerdo a este espesor. Este tipo de microcircuitos son actualmente fabricables usando las técnicas de microlitografía convencional existentes en electrónica. Las pistas del colector podrán ser agrupadas para proporcionar franjas de lectura acordes con la resolución espacial deseada.The tracks of the detector reading circuit they will have a structure like the one indicated in Figure 4, where (1) represents the conductive layer of the door electrodes located on the collector electrodes (2) on a material lithographic dielectric (3) (such as kapton). With the objective of operate the door as an electrode, control that varies to will the transparency of the charged species that migrate towards the collectors (see Figure 3), the dimensions reflected in the Figure 4 must be adjusted to the drift field used. We will name V_ {d} at the voltage applied to the drift electrode and V_ {g} at the voltage applied to the door electrodes. The dimensions of the width of the door, which we will call w, (5 in the Figure 4) in front of the distance between the doors, which we will call c, (6 in Figure 4) establish transparency in the limit of a high drift field. If h is the vertical distance between the drift electrode and the reading circuit and g is the height of the insulation between the door and the manifold ((4) in Figure 4), then when V_ {d} / h = V_ {g} / g the species fraction loads that reach the collector with respect to the total produced in the drift zone, which we will call electric transparency t, will take the value t = c / (c + w). At a fixed value of V_ {d}, the transparency t> c / (c + w) when V_ {g} / V_ {d}> g / h, and similarly t <c / (c + w) when V_ {g} / V_ {d} <g / h. Normally, with the objective that the control voltages V_ {g} are small and there is no significant distortion of the signal due to ionization in the region between the collector and the door, the value of dimension g must be small (25 to 50 microns for dimensions of h of the order of mm). Turn the dimensions reflected in Figure 4, that is (6) and (5), they will agree to this thickness These types of microcircuits are currently manufactured using conventional microlithography techniques existing in electronics. The tracks of the collector may be grouped to provide reading stripes in line with the desired spatial resolution.

El funcionamiento de esta invención se basa en la alteración del voltaje de cada electrodo (o grupo de electrodos) de puerta de modo alternativo, como se muestra en la Figura 5. Para ello, los electrodos de puerta se conectarán alternativamente a una tensión que produzca una elevada transparencia eléctrica ("abiertos"), (suministrada a través de la línea 1), mientras que el resto de los electrodos de puerta estarán conectados a un voltaje que suponga una transparencia eléctrica prácticamente nula ("cerrados"), (suministrada a través de la línea 2). En cada período de tiempo en que un grupo de electrodos de puerta se conecta a la línea 1, se leen las corrientes eléctricas en cada uno de los colectores (3, 4 y 5).The operation of this invention is based on the voltage alteration of each electrode (or group of electrodes) of alternatively, as shown in Figure 5. To the door electrodes will alternately connect to a voltage that produces high electrical transparency ("open"), (supplied via line 1), while that the rest of the door electrodes will be connected to a voltage that implies a virtually zero electrical transparency ("closed"), (supplied through line 2). In each period of time when a group of door electrodes is connect to line 1, the electric currents are read in each of the collectors (3, 4 and 5).

En la Figura 6 se muestra un esquema temporal de las señales eléctricas aplicadas. Normalmente, el voltaje de un grupo de electrodos (3) y el de su grupo adyacente (4) seguirán un patrón de pulsos cuadrados que no se solapen en el tiempo. Los electrodos inferiores (colectores) recogerán carga eléctrica en la zona donde el voltaje de las puertas permita la llegada de la corriente de ionización debida a las cargas producidas en la zona de deriva. Cada electrodo colector estará conectado a un integrador de carga en el que se pueda descargar su capacidad de realimentación (2 en la Figura 6) y que permita mantener la señal integrada para su digitalización (1 en la Figura 6). El patrón temporal de las señales de control (Figura 6) de los integradores (1 y 2) será síncrono con la conmutación de los voltajes de los grupos de puertas (3 y 4). El tiempo necesario de integración vendrá normalmente estipulado según la relación señal sobre ruido en la salida de los integradores 5 y dependerá tanto del ruido electrónico como de la densidad de corriente (por pixel efectivo) que produzca el campo de radiación en nuestro detector.A temporary scheme of the electrical signals applied. Normally, the voltage of a electrode group (3) and that of its adjacent group (4) will follow a pattern of square pulses that do not overlap in time. The lower electrodes (collectors) will collect electric charge in the area where the voltage of the doors allows the arrival of the ionization current due to the charges produced in the area of drift. Each collector electrode will be connected to an integrator load in which you can download your ability to feedback (2 in Figure 6) and allowing the signal to be maintained integrated for scanning (1 in Figure 6). The boss timing of control signals (Figure 6) of integrators (1 and 2) will be synchronous with the switching of the voltages of the groups of doors (3 and 4). The necessary integration time it will normally be stipulated according to the signal to noise ratio at the output of the integrators 5 and will depend so much on the noise electronic as current density (per effective pixel) that produces the radiation field in our detector.

En las aplicaciones de haces de terapia es deseable alcanzar dimensiones de 30 x 30 cm^{2} para el campo cubierto por el detector, con tamaños de pixel del orden de 1 mm^{2}. Esto se puede conseguir mediante un detector de 256 puertas x 256 colectores, cuyo número total de pixeles es 65536.In therapy beam applications it is desirable to achieve dimensions of 30 x 30 cm2 for the field covered by the detector, with pixel sizes of the order of 1 mm2. This can be achieved through a 256 detector doors x 256 collectors, whose total number of pixels is 65536.

El detector admite su adaptación para la reconstrucción de imagen mediante la técnica de contaje de pulsos en lugar de la técnica de integración de la corriente de ionización. En el supuesto de que cada cuanto de radiación produzca una cantidad de carga definida en el medio ionizable, si aplicamos la conmutación de la puerta, las señales de los pulsos de cada cuanto de radiación incidente en el área correspondiente a los electrodos de puerta "cerrados" producirá una altura de pulso mucho menor (o despreciable) respecto a aquellos que incidan sobre el área cuyos electrodos de puerta estén "abiertos". Si el valor máximo de la altura de pulso del área no activa es inferior al valor de discriminación, sólo contribuirán al contaje aquellos pulsos del área activa donde los electrodos de puerta tienen un voltaje que permite la llegada a los colectores de una fracción elevada de la carga producida en la región de deriva. De este modo a través de la lectura secuencial de las tasas de contaje pulsando alternativamente los electrodos de puerta puede reconstruirse una imagen del campo de radiación.The detector supports its adaptation for image reconstruction using the pulse counting technique instead of the current integration technique of ionization In the event that each quantum of radiation produces a defined amount of charge in the ionizable medium, if we apply the switching of the door, the pulse signals of each how much of radiation incident in the area corresponding to the "closed" door electrodes will produce a pulse height much less (or negligible) compared to those who influence the area whose door electrodes are "open". If he maximum pulse height value of the non-active area is less than discrimination value, only those counting will contribute pulses of the active area where the door electrodes have a voltage that allows the arrival to the collectors of a fraction high load produced in the drift region. In this way through sequential reading of the counting rates by pressing alternatively the door electrodes can be rebuilt a Image of the radiation field.

El detector tiene aplicaciones en radioterapia, radiografía y monitorización de haces de partículas.The detector has applications in radiotherapy, X-ray and particle beam monitoring.

Claims

1. Scanning image radiation detector by load transfer comprising the following elements:

a)to): Un electrodo de deriva.An electrode of drift.

b)b): Un circuito de lectura formado por pistas conductoras paralelas entre sí, situadas a dos niveles, con direcciones perpendiculares entre sí, y separadas por un medio dieléctrico; las pistas superiores se denominarán electrodos de puerta y las pistas inferiores electrodos colectores.A circuit of reading formed by conductive tracks parallel to each other, located at two levels, with directions perpendicular to each other, and separated by a dielectric medium; the upper tracks will be called Door electrodes and lower electrode tracks collectors

c)C): Un marco situado entre el electrodo de deriva y el circuito de lectura que encierra el volumen donde se encuentra el medio ionizable, medio gas o líquido.A frame located between the drift electrode and the reading circuit it encloses the volume where the ionizable medium, gas medium or liquid.

d)d): Un conector de salida al que estará unido el conjunto de los electrodos colectores, y que conectará éstos con la electrónica necesaria para el registro de la carga eléctrica proveniente del detector.A connector output to which the electrode assembly will be attached collectors, and that will connect these with the electronics needed to the registration of the electric charge from the detector.

e)and): Un conector de entrada al que estará unido el conjunto de electrodos de puerta, y que permitirá variar el potencial eléctrico de cada grupo de electrodos de puerta de modo independiente.A connector input to which the door electrode assembly will be attached, and which will vary the electrical potential of each group of door electrodes independently.

2. Detector according to claim 1, characterized in that the drift electrode is connected to an electrical potential causing the migration of the charge carriers in a detection volume where said ionizable medium is located; and this potential may be established so that the ionization current is linearly proportional to the creep of the ionizing radiation.

3. Detector according to claim 1, characterized in that the tracks of the upper level of the reading circuit, called gate electrodes, will have the appropriate dimensions according to the electric potential of the drift electrode, in order to vary the electrical transparency of the current ionization that reaches the lower tracks of the circuit, which we will call collector electrodes, by varying the electrical potential of the door electrodes.

4. Detector according to claim 3, characterized in that the sequential variation of the voltages of the gate electrodes and the recording of the electric currents in the collector electrodes will implement a map of the creep of the radiation field in the detector area.

5. Detector according to claim 3, characterized in that the load pulses from each radiation quantum will be counted to form the fluence profile of the radiation field.