TWI610698B - 用於放射治療中掃描式離子束量測的偵測器 - Google Patents

Description

用於放射治療中掃描式離子束量測的偵測器

本發明為有關一種偵測器，尤指一種用於放射治療中掃描式離子束量測的偵測器。

癌症又名為惡性腫瘤，其為細胞不正常的增生，且增生的細胞會侵犯身體的其他部分，目前已經成為人類的主要死因之一，癌症可以經手術切除、化療、放射線治療、免疫治療、單株抗體治療或其他方法治療。其中，放射治療最常作為直接或輔助治療癌症的方式，其是使用輻射線殺死癌細胞、縮小腫瘤，藉由輻射線破壞細胞的遺傳物質，可阻止細胞生長或分裂，進而控制癌細胞的生長。

目前常見的放射治療裝置如中華民國專利公告第I489974號之「射程移位器及粒子束治療裝置」，該粒子束治療裝置包含有一產生粒子束的加速器、複數個治療室、複數個照射裝置以及複數個設置於該些照射裝置內的射程移位器，該粒子束由該加速器射入該些治療室，該些照射裝置係分別設於該些治療室，並將該粒子束照射在一照射對象的一照射區上，該射程移位器包含有一穿透板以及一維持該穿透板的保持部，藉由調整該穿透板的厚度，可以使該粒子束具有不同的衰減量，因此，可以對該粒子束的能量進行調整。

一般於使用時，還會搭配一偵測器來確認粒子束的參數及輻射劑量遞送的正確性。傳統的治療方式是使用大面積的輻射照射，再根據腫瘤大小製造特定的屏蔽來限制照射的範圍。所以一般使用為二維偵測器或小尺寸偵測器(單通道)做特定位置量測。發明的離子治療方式是使用小尺寸離子束來掃描腫瘤位置，掃描速度可達20 m/sec，控制掃描速度即可控制劑量。但習知的偵測器因空間解析度太大以及量測速度不夠快，而無法對掃描式離子束進行準確的量測，因此，如何提高空間解析度及量測速度，以準確的量測掃描式離子束的參數及輻射劑量，實為一重要的課題。

本發明的主要目的，在於解決習知偵測器因空間解析度太大以及量測速度不夠快，而無法對掃描式離子束進行準確的量測的問題。

為達上述目的，本發明提供一種用於放射治療中掃描式離子束量測的偵測器，包含有一第一高壓電極、一第二高壓電極、一設置於該第一高壓電極與該第二高壓電極之間的雙面分段電極、一設置於該第一高壓電極與該雙面分段電極之間的第一間隔件以及一設置於該第二高壓電極與該雙面分段電極之間的第二間隔件，該第一高壓電極包含有一第一高壓區以及一圍繞該第一高壓區的第一接地區，該第二高壓電極包含有一第二高壓區以及一圍繞該第二高壓區的第二接地區，該雙面分段電極包含有一與該第一高壓區對應設置的第一偵測區、一背設於該第一偵測區並與該第二高壓區對應設置的第二偵測區、一圍繞該第一偵測區與該第二偵測區的第三接地區、一設置於該第一偵測區的第一讀出電極以及一設置於該第二偵測區的第二讀出電極，該第一間隔件包含有一連接於該第一接地區與該第三接地區的第一框架本體，以及一由該第一框架本體圍繞該第一高壓區、該第一偵測區而成的第一離子腔室，且該第一讀出電極容置於該第一離子腔室內，該第二間隔件包含有一連接於該第二接地區與該第三接地區的第二框架本體，以及一由該第二框架本體圍繞該第二高壓區、該第二偵測區而成的第二離子腔室，且該第二讀出電極容置於該第二離子腔室內。

綜上所述，本發明藉由設置該第一離子腔室與該第二離子腔室，並搭配設置該第一讀出電極與該第二讀出電極，以增進本發明的空間解析度以及提高本發明的量測速度，因此，可以得到高準確的空間解析度、空間劑量及掃描速度。

有關本發明的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：

請參閱「圖1A」、「圖1B」及「圖2」所示，為本發明第一實施例的立體結構示意圖、「圖1A」之1B-1B的剖面結構示意圖以及結構分解示意圖。本發明為一種用於放射治療中掃描式粒子束量測的偵測器，包含有一第一高壓電極10、一第一間隔件40、一雙面分段電極30、一第二間隔件50以及一第二高壓電極20，該第一高壓電極10包含有一第一高壓區11以及一圍繞該第一高壓區11的第一接地區12，該第二高壓電極20包含有一第二高壓區21以及一圍繞該第二高壓區21的第二接地區22，該雙面分段電極30設置於該第一高壓電極10與該第二高壓電極20之間，並包含有一與該第一高壓區11對應設置的第一偵測區31、一背設於該第一偵測區31並與該第二高壓區21對應設置的第二偵測區32、一圍繞該第一偵測區31與該第二偵測區32的第三接地區33、一設置於該第一偵測區31的第一讀出電極34以及一設置於該第二偵測區32的第二讀出電極35，該第一間隔件40設置於該第一高壓電極10與該雙面分段電極30之間，包含有一連接於該第一接地區12與該第三接地區33的第一框架本體41，以及一由該第一框架本體41圍繞該第一高壓區11、該第一偵測區31而成的第一離子腔室42，且該第一讀出電極34容置於該第一離子腔室42內，該第二間隔件50設置於該第二高壓電極20與該雙面分段電極30之間的，包含有一連接於該第二接地區22與該第三接地區33的第二框架本體51，以及一由該第二框架本體51圍繞該第二高壓區21、該第二偵測區32而成的第二離子腔室52，且該第二讀出電極35容置於該第二離子腔室52內。

由於本發明具有該第一離子腔室42與該第二離子腔室52，可用於測量X與Y兩個方向的粒子束，且於本實施例中，該第一讀出電極34包含複數條縱向電極341，該第二讀出電極35包含複數條橫向電極351，而該些縱向電極341、該些橫向電極351各為127條，且彼此之間的間距為2毫米(mm)，如此一來，本發明可以藉由離子束形狀的量測達到小於0.2毫米(mm)的空間位置解析度，可準確量測粒子束的位置與軌跡，而本發明的量測速度則可以大於10kHz，因此，可以精準地確認粒子束的參數的時間變化或輻射劑量，而提高量測的精準度。

此外，該第一間隔件40更包含有一設置於該第一框架本體41的第一透氣部43，該第二間隔件50亦包含有一設置於該第一框架本體41的第二透氣部53，該第一透氣部43使該第一離子腔室42與外部連通，該第二透氣部53使該第二離子腔室52與外部連通，因此，外部的空氣可經由該第一透氣部43與該第二透氣部53進入該第一離子腔室42與該第二離子腔室52內。於此實施例中，該第一間隔件40與該第二間隔件50各有一個，並相互對稱設置，但並不以此為限，而該第一間隔件40與該第二間隔件50的厚度為3毫米(mm)，亦可隨使用者的需求而進行調整。

再者，為了使該第一高壓電極10、該第一間隔件40、該雙面分段電極30、該第二間隔件50以及該第二高壓電極20可以穩固接合，更可以於該第一高壓電極10遠離該雙面分段電極30之一側設置一第一固定件60，以及於該第二高壓電極20遠離該雙面分段電極30之一側設置一第二固定件70，於此實施例中，該第一固定件60與該第二固定件70可以利用鎖固的方式來穩固接合，但不以此為限。

而本發明的操作方式為將該雙面分段電極30與該第一高壓電極10、該第二高壓電極20施加一電壓差，形成一電場，而待測的粒子束進入該第一離子腔室42(X方向)及該第二離子腔室52(Y方向)，而使該第一離子腔室42與該第二離子腔室52內的氣體離子化，再經由該電場的作用，使離子聚集至該雙面分段電極30的該第一偵測區31與該第二偵測區32上，而該第一讀出電極34與該第二讀出電極35則用以收集聚集於該第一偵測區31與該第二偵測區32上的離子，以進行後續之分析。

綜上所述，由於設置兩個離子腔室，並搭配雙面縱橫向電極，可以提高本發明的空間解析度以及增進本發明的量測速度，因此，可得到高準確的空間解析度、空間劑量及掃描速度。

因此本發明極具進步性及符合申請發明專利的要件，爰依法提出申請，祈鈞局早日賜准專利，實感德便。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅爲本發明的一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施的範圍。即凡依本發明申請範圍所作的均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明的專利涵蓋範圍內。

10‧‧‧第一高壓電極
11‧‧‧第一高壓區
12‧‧‧第一接地區
20‧‧‧第二高壓電極
21‧‧‧第二高壓區
22‧‧‧第二接地區
30‧‧‧雙面分段電極
31‧‧‧第一偵測區
32‧‧‧第二偵測區
33‧‧‧第三接地區
34‧‧‧第一讀出電極
341‧‧‧縱向電極
35‧‧‧第二讀出電極
351‧‧‧橫向電極
40‧‧‧第一間隔件
41‧‧‧第一框架本體
42‧‧‧第一離子腔室
43‧‧‧第一透氣部
50‧‧‧第二間隔件
51‧‧‧第二框架本體
52‧‧‧第二離子腔室
53‧‧‧第二透氣部
60‧‧‧第一固定件
70‧‧‧第二固定件

圖1A，為本發明第一實施例的立體結構示意圖。 圖1B，為本發明「圖1A」之1B-1B的剖面結構示意圖。 圖2，為本發明第一實施例的結構分解示意圖。

10‧‧‧第一高壓電極

11‧‧‧第一高壓區

12‧‧‧第一接地區

20‧‧‧第二高壓電極

21‧‧‧第二高壓區

22‧‧‧第二接地區

30‧‧‧雙面分段電極

31‧‧‧第一偵測區

33‧‧‧第三接地區

34‧‧‧第一讀出電極

341‧‧‧縱向電極

35‧‧‧第二讀出電極

351‧‧‧橫向電極

40‧‧‧第一間隔件

41‧‧‧第一框架本體

43‧‧‧第一透氣部

50‧‧‧第二間隔件

51‧‧‧第二框架本體

53‧‧‧第二透氣部

60‧‧‧第一固定件

70‧‧‧第二固定件

Claims (7)

1. 一種用於放射治療中掃描式離子束量測的偵測器，包含有： 一第一高壓電極，包含有一第一高壓區以及一圍繞該第一高壓區的第一接地區； 一第二高壓電極，包含有一第二高壓區以及一圍繞該第二高壓區的第二接地區； 一設置於該第一高壓電極與該第二高壓電極之間的雙面分段電極，包含有一與該第一高壓區對應設置的第一偵測區、一背設於該第一偵測區並與該第二高壓區對應設置的第二偵測區、一圍繞該第一偵測區與該第二偵測區的第三接地區、一設置於該第一偵測區的第一讀出電極以及一設置於該第二偵測區的第二讀出電極； 一設置於該第一高壓電極與該雙面分段電極之間的第一間隔件，包含有一連接於該第一接地區與該第三接地區的第一框架本體，以及一由該第一框架本體圍繞該第一高壓區、該第一偵測區而成的第一離子腔室，且該第一讀出電極容置於該第一離子腔室內；以及 一設置於該第二高壓電極與該雙面分段電極之間的第二間隔件，包含有一連接於該第二接地區與該第三接地區的第二框架本體，以及一由該第二框架本體圍繞該第二高壓區、該第二偵測區而成的第二離子腔室，且該第二讀出電極容置於該第二離子腔室內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之用於放射治療中掃描式粒子束量測的偵測器，其中該第一間隔件與該第二間隔件的厚度為3毫米。
3. 如申請專利範圍第1項所述之用於放射治療中掃描式粒子束量測的偵測器，其中該第一讀出電極包含複數條縱向電極，該第二讀出電極包含複數條橫向電極。
4. 如申請專利範圍第3項所述之用於放射治療中掃描式粒子束量測的偵測器，其中該些縱向電極彼此之間的間距為2毫米
5. 如申請專利範圍第3項所述之用於放射治療中掃描式粒子束量測的偵測器，其中該些橫向電極彼此之間的間距為2毫米。
6. 如申請專利範圍第1項所述之用於放射治療中掃描式粒子束量測的偵測器，其中該第一間隔件更包含有一設置於該第一框架本體的第一透氣部，該第二間隔件更包含有一設置於該第二框架本體的第二透氣部，該第一離子腔室與該第二離子腔室分別經由該第一透氣部與該第二透氣部與外部連通。
7. 如申請專利範圍第1項所述之用於放射治療中掃描式粒子束量測的偵測器，其中更包含有一第一固定件與一第二固定件，該第一固定件設置於該第一高壓電極遠離該雙面分段電極之一側，該第二固定件設置於該第二高壓電極遠離該雙面分段電極之一側。