SE460019B - Maetanordning foer kontroll av straalfaelt fraan behandlingsmaskiner foer radioterapi - Google Patents

Description

460 019 För uppmätning av dessa parametrar används i dag kombinationer av flera olika typer av mätutrustning som t.ex. jonkammare med elektrometer, vattenfantom eller enkla detektorförflyttare med jonkammare eller halvledardetektorer samt röntgenfilm med filmutvärderingsutrustning. Mätproceduren är dock relativt tidskrävande med dessa tekniker och bàde mätning och tolkning av mätresultaten kräver god stràlningsfysikalisk kompetens.

Därför blir intervallen mellan kontrollerna ofta betydligt längre än önskvärt och tekniska fel pà behandlingsmaskinen kan påverka behandlingen av ett stort antal patienter innan de upptäcks.

Den föreliggande uppfinningen är en mätanordning för samtidig kontroll av alla de viktigaste stràlningsparametrarna i ett enda moment. Mätproceduren och tolkningen av mätdata blir med denna metod så enkel och standardiserad att det inte krävs någon omfattande utbildning för att utföra kontrollen och den blir också så snabb att kontroll av behandlingsmaskinerna kan ske dagligen eller ännu oftare om det behövs.

Uppfinningen består av ett mätblock av lämpligt material, företrädesvis plastmaterial, med ett flertal strálnings- detektorer, t.ex. jonkammare eller halvledardetektorer, som är utplacerade på bestämda platser i blocket.

Framför detektorerna finns material för dosuppbyggnad och elektronjämvikt samt för någon detektor också filtrering för energikontroll. Strálningsdetektorerna är anslutna via en kabel till en avläsningsenhet som är placerad utanför behandlingsrummet där bestrålningen sker. I avläsningsenheten bearbetas detektorsignalerna ooh mätresultaten presenteras.

Detektorplaceringen och mätvärdesbearbetningen är så vald att de intressanta stràlningsparametrarna direkt kan avläsas från avläsningsenheten.

Vid kontroll av en behandlingsmaskin placeras mätblocket pà ett bestämt avstånd från stràlens fokus och justeras i läge med hjälp av de befintliga inställningshjälpmedlen,t.ex. ljusfält med hàrkors eller laserlinjer i rummet.

Därefter bestràlas blocket med en förutbestämd inställning av energi, fältstorlek och stràldos. Efter bestrálningan avläses stràlparametrarna direkt på avläsningsenheten. De avlästa värdena jämförs med toleransgränserna för respektive parameter och ligger till grund för bedömningen av ifall maskinen fortfarande kan användas för patientbehandling.

De uppmätta värdena protokollförs vanligtvis också, endera manuellt eller genom automatisk registrering av mätsignalerna från avläsningsenheten. 460 01.9 En utföringsform av uppfinningen beskrivs nedan och illustreras i bifogade ritningar där figur 1 visar mätblocket med detektorer och figur 2 visar principschemat för utvärderingsenheten.

I ett mätblock ll av polystyren, med tillräcklig tjocklek för att ge jämn bakàtspridning, är tio stràlningsdetektorer l - 10 placerade i fördjupningar på blockets ovansida.

Ledningar från detektorerna gàr via kanaler i blocket till ett kontaktdon 12, där kabeln till utvärderingsenheten anslutes. En täckplatta av polystyren 13, som har tillräcklig tjocklek för att ge elektronjämvikt vid den aktuella strål~ kvalitén, täcker detektorerna och har fältmarkeringslinjer 14 för upplinjering mot behandlingsmaskinens ljusfält och hárkors.

Ett energifilter 16 är placerat i ett uttag l5 i plattan 13 för att filtrera den strålning som når detektorn 10.

Detektorn 1 är kopplad till en elektrometerförstärkare 31 där strömmen fràn detektorn integreras i en kondensator 21.

Spänningen ut från elektrometerförstärkaren 31 blir dà proportionell mot den integrerade laddningen i kondensatorn 21 och därmed också proportionell mot den integrerade dosen i detektorn 1. Denna spänning konverteras i en ana1og-digita1- omvandlare 41 till ett digitalt siffervärde som visas i ett sifferfönster 51. Som referensspänning till analog-digital- omvandlaren 41 används en konstant referensspänningskälla 20 och därför blir det visade värdet i sifferfönstret 51 proportionellt mot den absoluta integrerade dosen till detektor 1.

De återstående nio detektorerna 2-10 är kopplade till likadana integrerande elektrometerförstärkare 32-40, med efterföljande analog-digitalomvandlare 42-50 och sifferfönster 52-60 men med skillnaden att signalen från förstärkaren 31 används som referensspänning till analog-digitalomvandlarna 42-50, vilket gör att värdena i sifferfönstren 52-60 är proportionella mot kvoten mellan dosen till respektive detektor och dosen till detektorn 1, och alltså motsvarar relativa dosnivàer i dessa punkter.

Vid mätning med denna anordning kommer alltså resultatet i sifferfönstret 51 att direkt motsvara den absoluta dosen till detektorn 1 i mätblockets centrum för en direkt kontroll av dosmonitorns kalibrering.

Detektorerna 2-5 ligger inom det inställda strålfältet men relativt långt från mätblockets centrum längs strálfältets huvudaxlar. Sifferfönstren 52-55 kommer därför att visa stràlfältets homogenitet i de olika axlarna i form av procentuell relativdos i respektive mätpunkt.

Den relativa dosnivàn bör ligga nära 100% i dessa punkter och toleransgränserna för homogenitetsvariationer är normalt i storleksordningen 12-5%. 460 019 Detektorerna 6-9 ligger precis i kanten av det ljusfält som används för inställning av strålfälten, utmärkt av fält- markeringslinjerna 14 på plattan 13, och därför blir den relativa dosen till dessa detektorer som avläses i siffer- fönstren 56-59 ett mycket känsligt mått på den geometriska överensstämmelsen mellan ljusfält och stràlfält. Den relativa dosniván bör här ligga på 50% men dosgradienten är typiskt 5-10% per mm i fältkanten och avvikelser på någon mm ger således mycket tydliga utslag. Detta innebär att tolerans- gränserna för dosavvikelse i fältkanten bör vara :l0~20%.

Den relativa dosen till detektorn 10 som avläses i siffer- fönstret 60 utgör ett matt på stràlenergin som i princip motsvarar den relativa djupdosen på ett bestämt djup.

Detta värde beror ju förutom på stràlningens energi också på material och tjocklek hos energifiltret 16. Utförandet av energifiltret bör vara anpassat till den aktuella stràlkvalitén sä att relativdosen till detektor 10 blir cza 50%, vilket ger optimal känslighet för energivariationer. Ett lämpligt val för 8 MV fotoner är till exempel stål med tjockleken 25 mm.

Ett flertal alternativa utföringsformer enligt samma grundidé är möjliga. Exempelvis kan detektorerna placeras i blocket på andra sätt utan att grundprinciperna förändras, t.ex. längs fältets diagonaler i stället för längs huvudaxlarna, flera eller färre detektorer kan användas och materialen i blocket ll, plattan 13 och filtret 16 kan varieras.

Utvärderingsenheten kan också utformas pà ett flertal sätt, t.ex. med mätning av doshastighet i stället för integrerad dos genom att använda resistanser i stället för kapacitanserna 2l-30. Kvotbildning kan också ske analogt i en divisionskrets före analog-digitalomvandlingen, alternativt kan digital- omvandling ske direkt efter elektrometerförstärkarna och mätvärdesbearbetningen helt skötas av en efterföljande datorenhet. Mätvärdespresentationen kan också ske med analoga instrument eller i form av signaler för godkänt eller inte godkänt med hjälp av komparatorer med förinställda gränsvärden direkt efter förstärkarna.

Claims (3)

460 M9 Patentkrav

1. l. Mätanordning för kontroll av stràlfält från behandlings- maskiner för radioterapi med ett mätblock (ll) innehållande flera stràlningsdetektorer (1-10) under en täckplatta (13) med fält- markeringslinjer (14) och kopplade till en utvärderingsenhet för signalbehandling och mätvärdespresentation, kännetecknad av att stràlningsdetektorerna (1-10) innefattar dels minst en absolutdetektor (1) centralt belägen i mätblocket (ll) för kontroll av dosmonitorkalibrering, dels homogenitetsdetektorer (2-5) belägna mellan absolutdosdetektorn (1) och mätblockets (ll) kanter för bestämning av fälthomogeniteten genom jämförelse med absolutdetektorn (1), dels kantdetektorer (6-9) för bestämning av stràlfältets geometriska överensstämmelse med ett för inställning- en därav använt ljusfält genom jämförelse med absolutdetektorn (1), och dels minst en under ett energifilter (16) anordnad energidetektor (10) för bestämning av stràlenergi genom jäm- förelse med absolutdetektorn (1), varvid signalbehandlingen i utvärderingsenheten är så utformad att behandlingsmaskinens dosmonitorkalibrering, stràlfältets homogenitet, den geometriska överensstämmelsen mellan strálfältet och ljusfältet samt stràlningens energi kan kontrolleras samtidigt med en enda bestràlning av mätblocket (ll) och påföljande avläsning av mätresultaten.

2. Mätanordning enligt patentkravet l, kännetecknad av att stràlningsdetektorerna (1-10) är jonkammare.

3. Mätanordning enligt patentkravet 1, kännetecknad av att stràlningsdetektorerna (l-10) är halvledar- detektorer.