RU2334251C1 - Measuring device for spatial distribution of energy flux density in beam cross-section (pulsed and continuous) of high-intensity and photon energy directional radiation, and patient organs localisation - Google Patents

Measuring device for spatial distribution of energy flux density in beam cross-section (pulsed and continuous) of high-intensity and photon energy directional radiation, and patient organs localisation Download PDF

Info

Publication number
RU2334251C1
RU2334251C1 RU2007111887/28A RU2007111887A RU2334251C1 RU 2334251 C1 RU2334251 C1 RU 2334251C1 RU 2007111887/28 A RU2007111887/28 A RU 2007111887/28A RU 2007111887 A RU2007111887 A RU 2007111887A RU 2334251 C1 RU2334251 C1 RU 2334251C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
photon
radiation
strips
energy
anode
Prior art date
Application number
RU2007111887/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Григорий Петрович Тюрин (RU)
Григорий Петрович Тюрин
нцев Борис Васильевич Рум (RU)
Борис Васильевич Румянцев
Валерий Анатольевич Тренкин (RU)
Валерий Анатольевич Тренкин
Владимир Дмитриевич Дмитриев (RU)
Владимир Дмитриевич Дмитриев
Леонард В чеславович Драпчинский (RU)
Леонард Вячеславович Драпчинский
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "СимЛаб"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "СимЛаб" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "СимЛаб"
Priority to RU2007111887/28A priority Critical patent/RU2334251C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2334251C1 publication Critical patent/RU2334251C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: device contains common gas filled frame embedded radiant flux to secondary electron flow converter, secondary electron collimator and multiplate position-sensitive ionisation chamber. Output signals of the chamber travel to system of processing and visualisation of energy flux density distribution in beam of high intensity and photon energy directional radiation, having N inputs. At that secondary electron collimator is connected between photon radiation converter and multiplate position-sensitive ionisation chamber (MPSIC). The specified chamber is designed as number of sections; each section consists of common cathode and anode. Thus anode is stripped, and each strip is directed to photon incident beam, and output signals of strips are read out with control and reading circuit, having N inputs for processing and visualisation of energy flux density distribution in beam of high intensity and high photon energy directional radiation. The device is also characterised by the fact that anode strip width is not more than 1 mm, set of strips and cathodes of all sections within multiplate position-sensitive ionisation chamber shape two-dimensional array consisting of horizontal lines and vertical columns. Each array component is used to transfer position of analysed radiation field.
EFFECT: measurement of spatial distribution of energy flux density and patient organ localisation due to irregular photon absorptive ability of organs.
2 cl, 6 dwg

Description

Техническое решение относится к области ядерной физики (приборы для измерения ядерных излучений) и позволяет измерять пространственное распределение плотности потока энергии в поперечном сечении луча направленного излучения высокой интенсивности и высокой энергии фотонов.The technical solution relates to the field of nuclear physics (devices for measuring nuclear radiation) and allows you to measure the spatial distribution of the energy flux density in the cross section of a beam of directed radiation of high intensity and high photon energy.

Предназначено преимущественно для использования в медицине, при проведении радиотерапевтических процедур.Designed primarily for use in medicine, during radiotherapy procedures.

Заявляемое устройство позволяет осуществить измерение пространственного распределения плотности потока энергии в поперечном сечении луча направленного излучения высокой интенсивности фотонов высокой энергии, т.е. так называемую верификацию дозного поля, а также обеспечивает возможность, при пониженной интенсивности луча фотонов, видеть отдельные органы и ткани пациента вследствие неравномерного поглощения ими фотонов, т.е. осуществлять так называемую портальную визуализацию, что значительно облегчает планирование и проведение радиотерапевтических процедур.The inventive device makes it possible to measure the spatial distribution of the energy flux density in the cross section of a beam of directional radiation of high intensity high energy photons, i.e. the so-called verification of the dose field, and also provides the opportunity, with a reduced intensity of the photon beam, to see individual organs and tissues of the patient due to their uneven absorption of photons, i.e. carry out the so-called portal visualization, which greatly facilitates the planning and conduct of radiotherapy procedures.

Подобные устройства необходимы, в частности, в онкологии при планировании и проведении радиотерапевтических процедур, а именно при облучении опухолей импульсными и непрерывными лучами высокой интенсивности фотонов высокой энергии, вырабатываемыми медицинскими радиотерапевтическими импульсными ускорителями (далее - ускорителями), а также естественными радиоактивными источниками фотонов.Such devices are necessary, in particular, in oncology when planning and conducting radiotherapeutic procedures, namely, when tumors are irradiated with pulsed and continuous high-intensity rays of high-energy photons produced by medical radiotherapeutic pulsed accelerators (hereinafter referred to as accelerators), as well as natural radioactive sources of photons.

Наличие такого устройства в составе радиотерапевтических комплексов - как существующих, так и вновь создаваемых - особенно актуальным становится в настоящее время, при переходе к усовершенствованным методикам доставки луча, таким как многолепестковые коллиматоры, импульсно модулированная радиационная терапия.The presence of such a device in the composition of radiotherapy complexes - both existing and newly created - is becoming especially relevant at the present time, when moving to advanced methods of beam delivery, such as multilobe collimators, pulse-modulated radiation therapy.

Без наличия и использования таких устройств в составе радиотерапевтических комплексов невозможно обеспечить гарантию качества облучения, сбережение здоровых тканей и органов от переоблучения.Without the presence and use of such devices as part of radiotherapeutic complexes, it is impossible to guarantee the quality of radiation, and the preservation of healthy tissues and organs from over-exposure.

Известны устройства, позволяющие тем или иным образом осуществить как верификацию дозного поля, так и портальную визуализацию.Known devices that allow one way or another to implement both verification of the dose field and portal visualization.

Так, известно устройство, в котором используется детектор на основе многопроволочного позиционно чувствительного лавинного счетчика (МПЧЛС), позволяющее с достаточно высокой точностью определить положение и профиль поперечного сечения луча (импульсного и непрерывного) направленного излучения высокой интенсивности фотонов высокой энергии (1). Основным недостатком данного устройства является невозможность видеть положение отдельных органов, что обусловлено сравнительно низкой контрастной чувствительностью детектора. Имеются также трудности калибровки дозного поля из-за сложного, многоступенчатого характера преобразования первичного фотонного излучения во вторичное, в данном случае - излучение осколков деления материала конвертера.Thus, a device is known that uses a detector based on a multiwire positionally sensitive avalanche counter (MPLCS), which allows one to determine with high accuracy the position and profile of the beam cross section (pulsed and continuous) of high-intensity directional radiation of high-energy photons (1). The main disadvantage of this device is the inability to see the position of individual organs, due to the relatively low contrast sensitivity of the detector. There are also difficulties in calibrating the dose field due to the complex, multi-stage nature of the conversion of the primary photon radiation to secondary, in this case, the radiation from the fission fragments of the converter material.

Время набора информации с достаточной статистической точностью относительно велико и может составлять, в зависимости от интенсивности луча фотонов, до единиц минут, что затрудняет использование данного устройства в системах с многолепестковым коллиматором.The time of information collection with sufficient statistical accuracy is relatively long and can be, depending on the intensity of the photon beam, up to several minutes, which complicates the use of this device in systems with a multi-lobe collimator.

Известны также устройства, позволяющие визуализировать положение отдельных органов.Also known devices that allow you to visualize the position of individual organs.

К ним, в частности, относятся системы на основе матриц, состоящих из миниатюрных ионизационных камер (ИК) или полупроводниковых детекторов на основе аморфного кремния (АК).These include, in particular, matrix-based systems consisting of miniature ionization chambers (IR) or semiconductor detectors based on amorphous silicon (AK).

При использовании матриц на основе ИК снимаются трудности калибровки дозного поля, однако пространственное разрешение таких устройств ограничено техническими трудностями изготовления малогабаритных ионизационных камер и весьма громоздкими схемами съема и обработки сигнала, разрешить которые удается путем разработки уникальных микросхем.When using IR-based matrices, the difficulties of calibrating the dose field are removed, however, the spatial resolution of such devices is limited by the technical difficulties of manufacturing small-sized ionization chambers and very cumbersome signal acquisition and processing schemes, which can be solved by developing unique microcircuits.

При использовании полупроводниковых детекторов из аморфного кремния возникают трудности калибровки вследствие того, что кремний не является тканеэквивалентным материалом.When using amorphous silicon semiconductor detectors, calibration difficulties arise because silicon is not a tissue-equivalent material.

Недостатком матриц на основе АК является также их недолговечность из-за сравнительно низкой радиационной стойкости, а также возможность локального выхода матриц из строя, что приводит к искажениям в измерениях поля (2).The disadvantage of AK-based matrices is also their fragility due to the relatively low radiation resistance, as well as the possibility of local failure of the matrices, which leads to distortions in the field measurements (2).

Наиболее близким по сущности к заявляемому устройству является устройство, выполненное на основе детектора, названного авторами «пиксельно-сегментированная ионизационная камера» (далее - ПСИК), выбранное в качестве прототипа.The closest in essence to the claimed device is a device made on the basis of a detector, called by the authors "pixel-segmented ionization chamber" (hereinafter - PSIK), selected as a prototype.

Устройство на основе ПСИК обеспечивает верификацию дозного поля в режиме реального времени, что необходимо при использовании методики облучения с помощью динамически управляемого многолепесткового коллиматора, изменяющего профиль сечения луча фотонов при непрерывном вращении излучателя луча фотонов вокруг пациента, в соответствии с профилем сечения облучаемой опухоли.The device based on the PSIC provides real-time verification of the dose field, which is necessary when using the irradiation technique using a dynamically controlled multilobe collimator that changes the profile of the photon beam cross section while the photon beam emitter is continuously rotating around the patient, in accordance with the cross-sectional profile of the irradiated tumor.

ПСИК состоит из сплошного пленочного катода и пленочного анода, который разделен на квадратные ячейки (сегменты) с размерами 7.5×7.5 мм, образующие совокупность 32×32=1024 плоскопараллельных ионизационных камер с общим катодом, которую можно рассматривать, как N×N (N - число ячеек в строке и столбце) матрицу из 1024 элементов, поскольку от каждого анода сделан токосъем к каналу предварительной обработки сигнала, размещенному в модуле, конструктивно объединенном с ПСИК. Таким образом, в данном случае для предварительной обработки сигнала необходимы N2 измерительных каналов.PSIK consists of a continuous film cathode and a film anode, which is divided into square cells (segments) with dimensions of 7.5 × 7.5 mm, forming a combination of 32 × 32 = 1024 plane-parallel ionization chambers with a common cathode, which can be considered as N × N (N - the number of cells in the row and column) is a matrix of 1024 elements, since current collection is made from each anode to the signal preprocessing channel located in the module structurally integrated with the PSIC. Thus, in this case, N 2 measuring channels are required for signal preprocessing.

Материал катода - медь, служит конвертером первичного фотонного излучения в излучение вторичных электронов. Разделителем катода и анода служит пластина из плексигласа с отверстиями, стенки которых образуют стенки камер, и служащая в то же время коллиматором для вторичных электронов, снижая их рассеяние.The cathode material - copper, serves as a converter of primary photon radiation into radiation of secondary electrons. The separator of the cathode and anode is a Plexiglas plate with holes, the walls of which form the walls of the chambers, and at the same time serving as a collimator for secondary electrons, reducing their scattering.

Геометрические размеры анодных сегментов определяют возможное позиционное разрешение ПСИК, которое не может быть лучше, чем 7.5 мм, что не позволяет с достаточной точностью видеть отдельные органы.The geometric dimensions of the anode segments determine the possible positional resolution of the PSIC, which cannot be better than 7.5 mm, which does not allow to see individual organs with sufficient accuracy.

При попытке улучшить пространственное разрешение ПСИК путем уменьшения размеров сегмента количество измерительных каналов возрастает квадратично, значительно усложняя и удорожая устройство (3).When trying to improve the spatial resolution of the PSIC by reducing the size of the segment, the number of measuring channels increases quadratically, significantly complicating and costing the device (3).

Задачей изобретения является создание устройства, свободного от недостатков прототипа, которое позволяет измерять пространственное распределение плотности потока энергии в поперечном сечении луча направленного излучения высокой интенсивности фотонов высокой энергии, а техническим результатом является не только измерение пространственного распределения плотности потока энергии в поперечном сечении луча направленного излучения высокой интенсивности фотонов высокой энергии, но также локализация отдельных органов пациента за счет неравномерной поглощающей способности органами фотонов.The objective of the invention is to provide a device that is free from the disadvantages of the prototype, which allows you to measure the spatial distribution of the energy flux density in the cross section of the beam of directed radiation of high intensity high energy photons, and the technical result is not only the measurement of the spatial distribution of the energy flux density in the cross section of the beam of high radiation high-energy photon intensities, but also localization of individual patient organs due to uneven absorption by photon organs.

Кроме того, при верификации дозного поля обеспечивается возможность, при пониженной интенсивности луча фотонов, видеть отдельные органы и ткани пациента, а при портальной визуализации значительно облегчается планирование и проведение радиотерапевтических процедур.In addition, when verifying the dose field, it is possible, with a reduced intensity of the photon beam, to see individual organs and tissues of the patient, and with portal visualization, the planning and conduct of radiotherapy procedures is greatly facilitated.

Это достигается тем, что устройство для измерения пространственного распределения плотности потока энергии в поперечном сечении луча (импульсного и непрерывного) направленного излучения высокой интенсивности и энергии фотонов и локализации отдельных органов пациента, содержащее размещенные в общем корпусе, заполненном газом, конвертер потока излучения в поток вторичных электронов, коллиматор вторичных электронов и многоэлектродную позиционно-чувствительную ионизационную камеру, выходные сигналы которой подаются в систему обработки и визуализации распределения плотности потока энергии в луче направленного излучения высокой интенсивности и энергии фотонов, имеющую N×M входов, характеризуется тем, что коллиматор вторичных электронов расположен между конвертером фотонного излучения и многоэлектродной позиционно-чувствительной ионизационной камерой (МПЧИК), указанная камера выполнена в виде секций, каждая секция состоит из общего катода и анода, при этом анод разделен на стрипы, которые ориентированы в направлении падающего луча фотонов, а выходные сигналы стрипов считываются с помощью схемы управления и считывания, имеющей N входов для обработки и визуализации распределения плотности потока энергии в луче направленного излучения высокой интенсивности фотонов высокой энергии.This is achieved by the fact that the device for measuring the spatial distribution of the energy flux density in the cross section of the beam (pulsed and continuous) directed radiation of high intensity and photon energy and localization of individual organs of the patient, containing placed in a common housing filled with gas, the converter of the radiation flux into a secondary stream electrons, a collimator of secondary electrons and a multi-electrode position-sensitive ionization chamber, the output signals of which are fed to the processing system ki and visualization of the distribution of the energy flux density in the beam of high-intensity directed radiation and photon energy having N × M inputs, characterized in that the secondary electron collimator is located between the photon radiation converter and the multi-electrode position-sensitive ionization chamber (MPSIC), this camera is made in sections, each section consists of a common cathode and anode, while the anode is divided into strips that are oriented in the direction of the incident photon beam, and the output signals are strip They are read in by the control circuit and a readout having N inputs for processing and visualization of the distribution of power density in the beam of a high intensity of high energy photons directed radiation.

Устройство характеризуется также тем, что анодные стрипы выполнены не более 1 мм шириной, совокупность стрипов и катодов всех секций многоэлектродной позиционно-чувствительной ионизационной камеры образует двумерную матрицу, состоящую из горизонтальных строк и вертикальных столбцов, каждый элемент матрицы служит для передачи позиции исследуемого поля излучения, а длина и ширина стрипов выбирается, исходя из требуемого пространственного разрешения и эффективности регистрации вторичных электронов.The device is also characterized in that the anode strips are made no more than 1 mm wide, the combination of strips and cathodes of all sections of the multi-electrode position-sensitive ionization chamber forms a two-dimensional matrix consisting of horizontal rows and vertical columns, each matrix element serves to transmit the position of the radiation field under study, and the length and width of the strips is selected based on the required spatial resolution and registration efficiency of secondary electrons.

Устройство показано на чертежах. Фиг.1 - функциональная схема заявляемого устройства. Фиг.2 - секция МПЧИК. Фиг.3 - канцелярская скрепка, стальная шайба. Фиг.4 - кость. Фиг.5 - медные полоски: ширина 1,4 и 2 мм, толщина 50 мкм. Фиг.6 - стальные шайбы: ⌀6 мм, ⌀7 мм, ⌀9 мм, ⌀10 мм.The device is shown in the drawings. Figure 1 - functional diagram of the inventive device. Figure 2 - section MPCHIK. Figure 3 - paper clip, steel washer. Figure 4 - bone. Figure 5 - copper strips: a width of 1.4 and 2 mm, a thickness of 50 microns. 6 - steel washers: ⌀6 mm, ⌀7 mm, ⌀9 mm, ⌀10 mm.

На чертежах цифрами обозначено:In the drawings, the numbers indicate:

1. Направленный луч фотонов.1. Directional beam of photons.

2. Конвертер.2. The converter.

3. Вторичные электроны конвертера.3. Secondary electrons of the converter.

4. Коллиматор вторичных электронов конвертера.4. The collimator of the secondary electrons of the converter.

5. Сформированный коллиматором поток вторичных электронов.5. The flow of secondary electrons formed by the collimator.

6. Многоэлектродная позиционно-чувствительная ионизационная камера.6. Multi-electrode position-sensitive ionization chamber.

7. Анодный стрип.7. Anode strip.

8. Катод (металлизация).8. The cathode (metallization).

9. Выводы анодов.9. The findings of the anodes.

10. Выводы катодов.10. Conclusions of the cathodes.

11. Корпус МПЧИК.11. Housing MPCHIK.

12. Газ, наполняющий устройство.12. Gas filling device.

13. Схема управления-считывания.13. The control-reading circuit.

14. Компьютер.14. The computer.

МПЧИК состоит из ряда идентичных секций, установленных на общем основании. Каждая секция состоит из анода и катода, расположенных параллельно друг другу и вертикально относительно основания камеры. Анод разделен на отдельные полоски - стрипы, нанесенные с одинаковым шагом на пластину (показана, но не обозначена) из диэлектрика с высоким удельным сопротивлением с целью снижения утечек тока. Обратная сторона анодной пластины имеет металлизацию и является катодной пластиной следующей секции. Пластины вставляются в панель с общей магистралью, состоящей из параллельно расположенных проводников, выполненных печатным способом на пластине из диэлектрика с малыми утечками. Магистраль электрически соединяет одноименные стрипы анодных электродов всех секций и выходит на одну из сторон основания. Каждая линия магистрали подключена ко входу схемы управления-считывания. Выводы катодов выполнены на другую сторону основания, как показано на фиг.1.MCHIC consists of a number of identical sections installed on a common basis. Each section consists of an anode and a cathode located parallel to each other and vertically relative to the base of the chamber. The anode is divided into separate strips - strips, applied with the same pitch to the plate (shown, but not indicated) of a dielectric with a high resistivity in order to reduce current leakage. The reverse side of the anode plate has metallization and is the cathode plate of the next section. The plates are inserted into a panel with a common line consisting of parallel conductors made by printing on a dielectric plate with low leaks. The line electrically connects the same-name strips of the anode electrodes of all sections and goes to one of the sides of the base. Each line of the line is connected to the input of the control-read circuit. The conclusions of the cathodes are made on the other side of the base, as shown in Fig.1.

Совокупность анодных стрипов и катодов всех секций МПЧИК образует двумерную матрицу плоскопараллельных ионизационных камер, состоящую из горизонтальных строк и вертикальных столбцов. Каждый элемент матрицы передает позицию исследуемого поля излучения. Длина стрипов выбирается исходя из требуемой эффективности регистрации вторичных электронов.The totality of the anode strips and cathodes of all sections of the MPCIC forms a two-dimensional matrix of plane-parallel ionization chambers, consisting of horizontal rows and vertical columns. Each element of the matrix transmits the position of the investigated radiation field. The length of the strips is selected based on the required efficiency of registration of secondary electrons.

Матрица имеет размерность N×M, где N - число стрипов в секции, а М - число секций. Фотонное излучение направляется вдоль анодных стрипов МПЧИК. Для простоты рассмотрения можно принять N=M, так же, как в прототипе. Следует отметить, что такая камера достаточно проста в изготовлении и стоимость ее не очень высока, поскольку при необходимости увеличить размеры активной области устройства или уменьшить ширину стрипов для повышения пространственного разрешения число каналов считывания увеличится не квадратично, как в случае прототипа, а линейно.The matrix has the dimension N × M, where N is the number of strips in a section, and M is the number of sections. Photon radiation is directed along the anode strips of the MPCHIK. For ease of consideration, you can take N = M, the same as in the prototype. It should be noted that such a camera is quite simple to manufacture and its cost is not very high, because if necessary, increase the size of the active area of the device or reduce the width of the strips to increase spatial resolution, the number of reading channels will increase not squarely, as in the case of the prototype, but linearly.

Считывание информации с МПЧИК производится в параллельно-последовательном режиме таким образом, что сигналы возникают одновременно в анодных стрипах той секции, на катод которой в данный момент подано напряжение смещения. При этом сигналы с анодных стрипов секции считываются последовательно. Порядок считывания сигналов с секций МПЧИК задается схемой управления-считывания.Information is read out from the MPCHIK in parallel-serial mode so that the signals appear simultaneously in the anode strips of that section, to the cathode of which a bias voltage is currently applied. In this case, the signals from the anode strips of the section are read sequentially. The order of reading signals from the MCHIC sections is set by the control-reading circuit.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Луч фотонов 1, попадая в конвертер 2, выбивает из него поток вторичных электронов 3, который, пройдя через коллиматор 4, попадает в чувствительный объем МПЧИК 6, образуемый анодом, разделенным на стрипы 7, и катодом 8, вызывая ионизацию газа 12.The photon beam 1, falling into the converter 2, knocks out a stream of secondary electrons 3, which, passing through the collimator 4, enters the sensitive volume of the MPSIC 6, formed by the anode, divided into strips 7, and the cathode 8, causing gas 12 to ionize.

В процессе работы схемы управления-считывания 13 секции опрашиваются последовательно путем подачи напряжения смещения на выводы катодов 10, а с анодных стрипов 7 соответствующей секции поочередно снимается сигнал, величина которого пропорциональна потоку энергии фотонного излучения.In the process of operation, the control-readout circuits 13 of the section are interrogated sequentially by applying a bias voltage to the terminals of the cathodes 10, and a signal whose magnitude is proportional to the photon radiation energy flux is taken from the anode strips 7 of the corresponding section.

Информация после обработки в схеме управления-считывания поступает в компьютер 14, на дисплее которого формируется изображение пространственного распределения плотности потока энергии луча фотонов 1.Information after processing in the control-readout circuit enters the computer 14, on the display of which an image of the spatial distribution of the energy flux density of the photon beam 1 is formed.

Сформированный коллиматором поток вторичных электронов 5 попадает в чувствительный объем МПЧИК.Formed by the collimator, the stream of secondary electrons 5 falls into the sensitive volume of the MPSIC.

Выводы анодов 9 представляют собой магистрали, соединяющие одноименные анодные стрипы 7 всех секций.The conclusions of the anodes 9 are highways connecting the same-name anode strips 7 of all sections.

Испытания устройства показали возможность измерения с его помощью пространственного распределения плотности потока энергии в поперечном сечении луча направленного излучения высокой интенсивности фотонов высокой энергии, т.е. производить верификацию дозного поля, а также возможность видеть проекции объектов, имеющих разную поглощающую способность, т.е. осуществлять портальную визуализацию.Tests of the device showed the possibility of measuring with it the spatial distribution of the energy flux density in the cross section of the beam of directional radiation of high intensity high-energy photons, i.e. to verify the dose field, as well as the ability to see projections of objects with different absorbing capabilities, i.e. implement portal visualization.

Результаты испытаний устройства (визуализация осуществляется в цвете различных объектов при облучении) иллюстрируются на фиг.3 - канцелярская скрепка (стальная шайба), фиг.4 - кость, фиг.5 - медные полоски шириной 1,4 и 2 мм; фиг.6 - стальные шайбы ⌀6 мм, ⌀7 мм, ⌀9 мм, ⌀10 мм.The test results of the device (visualization is carried out in the color of various objects during irradiation) are illustrated in Fig. 3 - a paper clip (steel washer), Fig. 4 - bone, Fig. 5 - copper strips 1.4 and 2 mm wide; 6 - steel washers ⌀6 mm, ⌀7 mm, ⌀9 mm, ⌀10 mm.

При этом было получено пространственное разрешение порядка 1 мм при времени набора кадра не более 1 мс.In this case, a spatial resolution of the order of 1 mm was obtained with a frame acquisition time of not more than 1 ms.

Источники информацииInformation sources

1. Г.П.Тюрин. «Устройство для измерения положения и сечения луча направленного излучения высокой интенсивности, преимущественно фотонов и нейтронов», патент РФ № 2240578, 2004.1. G.P. Tyurin. "Device for measuring the position and cross section of a beam of directed radiation of high intensity, mainly photons and neutrons", RF patent No. 2240578, 2004.

2. M.Stasi, at al. D-IMRT verification with a 2D pixel ionization chamber: dosimetric and clinical results in head and neck cancer, Phys. Med. Biol., 50(2005)4681-4694.2. M. Stasi, at al. D-IMRT verification with a 2D pixel ionization chamber: dosimetric and clinical results in head and neck cancer, Phys. Med. Biol., 50 (2005) 4681-4694.

3. S.Amerio, at al. Dosimetric characterization of a large area pixel-segmented ionization chamber, Med. Phys. 31(2), February 2004, 414-420.3. S. Amerio, at al. Dosimetric characterization of a large area pixel-segmented ionization chamber, Med. Phys. 31 (2), February 2004, 414-420.

Claims (2)

1. Устройство для измерения пространственного распределения плотности потока энергии в поперечном сечении луча (импульсного и непрерывного) направленного излучения высокой интенсивности и энергии фотонов и локализации отдельных органов пациента, содержащее размещенные в общем корпусе, заполненном газом, конвертер потока излучения в поток вторичных электронов, коллиматор вторичных электронов и многоэлектродную позиционно-чувствительную ионизационную камеру, выходные сигналы которой подаются в систему обработки и визуализации распределения плотности потока энергии в луче направленного излучения высокой интенсивности и энергии фотонов, имеющую N входов, отличающееся тем, что коллиматор вторичных электронов расположен между конвертером фотонного излучения и многоэлектродной позиционно-чувствительной ионизационной камерой, указанная камера выполнена в виде М секций, каждая секция состоит из общего катода и анода, при этом анод разделен на стрипы, которые ориентированы в направлении падающего луча фотонов, а выходные сигналы стрипов считываются с помощью схемы управления и считывания, имеющей N входов для обработки и визуализации распределения плотности потока энергии в луче направленного излучения высокой интенсивности фотонов высокой энергии.1. A device for measuring the spatial distribution of the energy flux density in the cross section of a beam (pulsed and continuous) directed radiation of high intensity and photon energy and localization of individual organs of a patient, comprising a converter of the radiation flux into a stream of secondary electrons placed in a common body filled with gas, a collimator secondary electrons and a multi-electrode position-sensitive ionization chamber, the output signals of which are supplied to the processing and visualization system the density of the energy flux density in the beam of directional radiation of high intensity and photon energy having N inputs, characterized in that the secondary electron collimator is located between the photon radiation converter and the multi-electrode position-sensitive ionization chamber, this camera is made in the form of M sections, each section consists of the common cathode and anode, while the anode is divided into strips that are oriented in the direction of the incident photon beam, and the output signals of the strips are read using the circuit The pressure reading and having N inputs for processing and visualization of the distribution of power density in the beam of a high intensity of high energy photons directed radiation. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что анодные стрипы выполнены не более 1 мм шириной, совокупность стрипов и катодов всех секций многоэлектродной позиционно-чувствительной ионизационной камеры образует двумерную матрицу, состоящую из горизонтальных строк и вертикальных столбцов, каждый элемент матрицы служит для передачи позиции обследуемого поля излучения, длина и ширина стрипов выбирается исходя из требуемого пространственного разрешения и эффективности регистрации вторичных электронов.2. The device according to claim 1, characterized in that the anode strips are made no more than 1 mm wide, the combination of strips and cathodes of all sections of a multi-electrode position-sensitive ionization chamber forms a two-dimensional matrix consisting of horizontal rows and vertical columns, each matrix element serves to transmitting the position of the investigated radiation field, the length and width of the strips is selected based on the required spatial resolution and the efficiency of registration of secondary electrons.
RU2007111887/28A 2007-03-21 2007-03-21 Measuring device for spatial distribution of energy flux density in beam cross-section (pulsed and continuous) of high-intensity and photon energy directional radiation, and patient organs localisation RU2334251C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007111887/28A RU2334251C1 (en) 2007-03-21 2007-03-21 Measuring device for spatial distribution of energy flux density in beam cross-section (pulsed and continuous) of high-intensity and photon energy directional radiation, and patient organs localisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007111887/28A RU2334251C1 (en) 2007-03-21 2007-03-21 Measuring device for spatial distribution of energy flux density in beam cross-section (pulsed and continuous) of high-intensity and photon energy directional radiation, and patient organs localisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2334251C1 true RU2334251C1 (en) 2008-09-20

Family

ID=39868108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007111887/28A RU2334251C1 (en) 2007-03-21 2007-03-21 Measuring device for spatial distribution of energy flux density in beam cross-section (pulsed and continuous) of high-intensity and photon energy directional radiation, and patient organs localisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2334251C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9086306B2 (en) 2009-07-07 2015-07-21 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus and method for measuring multi-phase fluid flow
RU2567436C2 (en) * 2010-09-13 2015-11-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Radiation detector with guide electrodes
RU2671513C1 (en) * 2014-10-27 2018-11-01 Электа, Инк. Visual guidance for radiation therapy

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S.Amerio, at al. Dosimetric characterization of a large area pixel-segmented ionization chanber, Med. Phys. 31 (2), February 2004, 414-420. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9086306B2 (en) 2009-07-07 2015-07-21 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus and method for measuring multi-phase fluid flow
RU2567436C2 (en) * 2010-09-13 2015-11-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Radiation detector with guide electrodes
RU2671513C1 (en) * 2014-10-27 2018-11-01 Электа, Инк. Visual guidance for radiation therapy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Krimmer et al. Development of a Compton camera for medical applications based on silicon strip and scintillation detectors
Amaldi et al. Construction, test and operation of a proton range radiography system
Amerio et al. Dosimetric characterization of a large area pixel‐segmented ionization chamber
JP5580531B2 (en) Dosimetry equipment for measurement of radiotherapy equipment
US20110284757A1 (en) Apparatus, method and system for measuring prompt gamma and other beam-induced radiation during hadron therapy treatments for dose and range verification purposes using ionization radiation detection
US4055767A (en) Detection apparatus for X-ray tomography
EP1932018A2 (en) Dosimeter based on a gas electron multiplier for dose measurements of therapeutic radiation
Croce et al. Contact radiotherapy using a 50 kV X-ray system: Evaluation of relative dose distribution with the Monte Carlo code PENELOPE and comparison with measurements
Patera et al. Recent advances in detector technologies for particle therapy beam monitoring and dosimetry
Prieto-Pena et al. Microdosimetric spectra measurements on a clinical carbon beam at nominal therapeutic fluence rate with silicon cylindrical microdosimeters
Braccini et al. Segmented ionization chambers for beam monitoring in hadrontherapy
RU2334251C1 (en) Measuring device for spatial distribution of energy flux density in beam cross-section (pulsed and continuous) of high-intensity and photon energy directional radiation, and patient organs localisation
Bisello et al. Development of silicon monolithic arrays for dosimetry in external beam radiotherapy
Jakubek et al. Selective detection of secondary particles and neutrons produced in ion beam therapy with 3D sensitive voxel detector
Murtas The GEMPix detector
Seravalli et al. A scintillating gas detector for 2D dose measurements in clinical carbon beams
Koike et al. A new gamma-ray detector with gold-plated gas electron multiplier
RU64789U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE SPATIAL DISTRIBUTION OF DENSITY OF ENERGY FLOW IN THE CROSS-SECTION OF THE BEAM (PULSE AND CONTINUOUS) DIRECTED RADIATION OF HIGH INTENSITY AND ENERGY OF PHOTONS AND LOCALENESIS
Galli et al. Fragment charge identification technique with a plastic scintillator detector using clinical carbon beams
JPS61280592A (en) Image detector for high-energy photon beam
Nesteruk Beam monitor detectors for medical applications
KR102263487B1 (en) Radiation imaging device, radation imaging system and operating method thereof
US10702717B2 (en) One dimensional transmission detector for radiotherapy
Pugatch et al. Characterization of equipment for shaping and imaging hadron minibeams
Kanxheri et al. Intercalibration of a polycrystalline 3D diamond detector for small field dosimetry

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110322