专利名称：模拟释放到物体上的辐射剂量的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及用于预测辐射剂量的方法和设备，尤其涉及模拟在辐照室中经受多点辐照的产品的总辐射剂量。
背景技术：
很多人造产品，包括医疗设备和各种附件、制药或生物技术物料、食品等需要经过辐射能的辐照。这种辐照通常用来把微生物和细菌的数量减少到可以接受的水平，或者用来改变产品或其材料的特性。这种辐照过程被称为“杀菌”或“辐照”，通常是把产品暴露在伽马射线、X射线或其它辐射源中一段预定时间，从而达到所需的结果。该结果由剂量表示，通常以Kilogray或Megarad为单位，并且在产品上和/或内部的一个或更多个位置进行测量。产品暴露于辐射中的时间越长，剂量就越大。
对于需要减少微生物数量的产品而言，最小接收剂量所在的位置具有特殊的意义，因为这里可能是受辐照后剩余的残留微生物数量最多的位置。在与之相反的另一种极端情况是辐照过多的辐射会对产品的特性产生不利的影响。例如，某些塑料会在受过量辐照后变黄或者出现裂纹。制造商因此对最小和最大极限剂量的位置和数量很感兴趣，以确定和检验工艺参数。这些极限的确定非常困难、耗时而且不精确。如下所述，这些量的确定高度地取决于多个变量，其中许多变量在给定的产品进行辐照时是未知的或者是无法控制的。最终结果是被辐照的产品可能在常规处理中没有接受到规定的剂量。可以使用多种方法对实际剂量进行检验，其中包括被称为“剂量计”的辐射敏感带。不过这种检验只能在辐照处理之中或之后进行。相应地，没有提供对在任意的具体处理条件下产品接收到的剂量进行预测或估计的指导。如果没有这种预测能力，若释放的剂量超出最小或最大剂量，则产品就存在危险。释放的剂量超出最小或最大剂量，则产品就存在危险。
因为放射源(例如由钴60构成的放射性同位素)中使用的材料非常昂贵并且其处理非常危险，所以处理是在特别建造的具有厚水泥墙的室中进行的。建造、拥有和经营此类设施所需的专门知识、高成本及维持费用使得大多数制造商不能经营自己的杀菌设施。事实上，一些公司在市场上提供承包杀菌服务。放射性同位素非常昂贵并且不断地衰变(钴60每5.25年就失去其一半效能)，因此，承包杀菌公司设计其杀菌室，并且安排生产运行以有效地使用辐射源。通常将杀菌室设计得可以同时容纳许多不同的产品。此外，还通常安排杀菌室尽可能地装满其容积。通常情况下，传送带输送产品经过布置在位于中央的辐射源材料两侧中的一系列行。产品移动通过一系列预定的位置，在每个位置停留预定的时间。在一些杀菌室的配置中，产品会多次经过杀菌室，每次处于不同的高度或水平面。
产品的多行排列(有时位于一个以上的水平面)意味着给定的产品只有在处于紧邻一个辐射源的行中时才会清楚地“看到”该辐射源。在其它位置会被位于该产品与辐射源之间的产品和其它元件部分地屏蔽。高密度的干涉产品会比低密度的干涉产品吸收更多的入射能量。其效果非常严重，以致于在许多情况下，目标产品会接受到指定范围以外的剂量。为避免出现这种不能接受的结果，许多产品不能与那些将会对其剂量产生不利影响的产品一起接受辐照。由于面临着高效率地填充杀菌室而又要注意到各种产品的剂量规格的需要，所以杀菌室经营者在制定其日常生产计划时使用特定的启发式规则。这些规则通常依赖于产品特性(例如，产品密度)和由目标产品获取的特征数据。特征数据包括在已知条件下收集的样本产品的接收剂量，从而为将来处理建立参数。有了特征数据、产品特性和公司的计划规则，就可以安排并有选择地监视产品，以保证产品相容。
这种方法导致了很多问题。因为在任意时间均有大量等待处理的产品，所以产品很少会被按照其特征化时那样的产品结构进行处理。因为周围的产品会对给定产品吸收的剂量产生如上所述的显著影响，所以某些产品可能会超出其处理规范(即，落在指定范围之外)。而且，因为在特征化过程中确定的最小和最大剂量位置在产品处于不同的条件下进行加工时可能会改变，所以产品接收到的剂量可能会小于指定的最小剂量，而察觉不到，从而无法实现杀菌的目的。此外，在产品上放置剂量计需要的时间和费用、以及其数值的处理、测量和记录的工作，使得在产品运行中无法详尽地监视每一个产品。只能使用一种推断结果剂量的简单方法来将不同的产品结构、全异的处理规格和交货保证调和到一个高效的生产计划中。结果产生了并非最佳的计划，昂贵的辐射源没有得到最佳的使用，并且输出剂量可能不合适。产品调度员目前还不能预计产品计划对任意产品的接收剂量产生的影响，这就导致要依赖一些主观因素。因此就不能获得一致的处理结果。
例如QAD等公共软件不能在制造环境中使用。为了模拟产品经过辐射源的运动，这些公共方法使用经典的射线跟踪技术，但是在每一个步骤上却还需要单独的、连续的几何定义。当产品经过预定的位置时，必须在每一个位置提供一组新的几何定义，而且要穷举地计算，并且还必须在每个预定位置上的每个点处应用射线跟踪技术。使用射线跟踪技术所耗费的超额时间，包括每个步骤上执行的穷举几何计算，以及产品经过辐照室时在每个步骤上提供输入所带来的负担，使得经典射线跟踪技术不实用。
因此，需要解决当前技术存在的问题以提供一种方法和设备，用于模拟在辐照室中产品的每个位置上的各个点所接收的辐射剂量，以及产品通过辐照室后产品上的各个点所接收到的总辐射剂量。
发明内容
一般地说，本发明通过提供一种方法和设备满足了这些要求，该方法和设备用于模拟产品在辐照室的各个点上接收到的辐射剂量和产品在辐照室中行进时所接收的总辐射剂量。应该意识到，本发明能够以许多种方式来实现，其包括程序、装置、系统或者设备。以下描述了本发明的几个实施例。
在一个实施例中，提供了一种用于确定要通过辐照室的产品所接收的辐射剂量的计算机模拟，其中该产品要在辐照室中的一组位置上静止。该方法从产品上定义一个点开始。然后，确定在辐照室中所述一组位置中的每一个位置处产品上的所述点与辐射源之间的预先计算的长度。接着，使用该预先计算的长度来计算每个位置处产品上的所述点所接收的辐射剂量。
在另一个实施例中，提供了一种用于模拟通过辐照室的产品所接收的辐射剂量的方法，其中该辐照室具有辐射源，从该辐射源发出辐射射线。该方法从在产品上确定一个点开始。接着，确定辐射源上的源点。然后，定义辐照室中的各个区域，其中沿着一条路径定义各个区域。接着，计算各个区域对从源点射到产品上的辐照射线的影响。接下来，累计产品上每个点的影响，以提供产品上每个点所接收到的辐射剂量。
在另一个实施例中，提供了一种用于预测通过辐照室的产品上的剂量计所接收的辐射剂量的计算机模拟方法，其中产品在辐照室中的一组位置上停留时暴露在位于辐照室中的辐射源的辐射中。开始，计算机在辐照室中对于所述一组位置中的每一个位置为每个剂量计定义一个位置。然后，计算所述一组位置中的每一个位置处从辐射源上的一组源点至剂量计的长度。接着，将定义的位置和计算的长度存储在数据结构中。接下来，使用计算的长度来确定所述一组位置中的每一个位置处每个剂量计所接收的辐射剂量。
在另一个实施例中，提供了一种用于模拟辐照室中的产品所接收的辐射剂量的方法。开始，该方法读取辐射器隔间的几何参数。在此设定了区域，计算并存储每个区域的固定区域长度。然后定义接收器点数组。接收器点数组包括针对位于产品经过隔间时的多个停留位置处的剂量计的一组项目。然后计算并跟踪经过每个区域的射线。在此，产品通过隔间时，将射线限定在所述多个源点中的每一个源点和产品的剂量计之间。每个射线定义了射线段，射线段具有由所述固定区域长度所定义的长度。然后，计算每个所跟踪的射线的部分剂量。接着，当产品完成了它在隔间中的行程时，把部分剂量累积来提供剂量计的总剂量。然后提供产品的剂量计的总剂量。
在另一个实施例中，提供了一种用于模拟产品所接收的从处理源发出的辐射的剂量水平的方法。开始，该方法建立源点，源点位于处理源上。接着，计算每个源点的射线长度。在此，每个射线长度表示从源点至与产品相关的剂量计的路径。然后，确定每条射线长度的区域长度。接着，确定区域材料。接着计算对于每个区域长度每种区域材料对剂量计从处理源接收到的剂量水平的影响。然后累计剂量计从每个处理源接收到的部分剂量的总和。
在另一个实施例中，提供了一种用于预测当产品在辐照室中通过连续的停留位置接受处理时产品所接收的剂量水平的方法，其中辐照室包括辐射源并且辐射源由多个源点定义。该方法从读取辐照室的几何参数开始，其中该几何参数把辐照室区域描述为固定区域和可变区域。接着初始化区域特征数组和剂量计数据数组。区域特征数组包括固定区域的材料成分和可变区域的默认材料成分。剂量计数据数组包括与产品相关的每个剂量计的坐标。接着，读取产品计划。产品计划包括产品的每个剂量计的名称、产品在每个停留位置上所停留的时间以及可变区域的可变材料成分，其中用可变材料成分来替代默认材料成分。然后，创建接收器点数组，其中各个接收器点数组与剂量计数组的各个剂量计相对应。每个接收器点数组包括产品的各个停留位置的项目，其中各个项目包括剂量计绝对坐标。接下来创建源点数组，其中各个源点数组与各个接收器点数组的各个项目对应。各个源点数组包括固定区域效果，固定区域效果反映了固定区域衰减。再计算各个源点和各个剂量计之间的射线轨迹。然后读取区域长度数组，其中区域长度数组包括每条射线通过各个区域的射线长度。接下来获取可变区域的可变材料成分。然后对于各个源点计算对于各个射线长度的可变区域辐射源的衰减，其中从区域长度数组中提取各个射线长度。接着，累计对各个区域和每条射线在各个停留位置上剂量计接收的剂量水平。然后，累计从各个停留位置上累计的剂量水平以便提供通过辐照室时各个剂量计所接收的总剂量。
在另一个实施例中，提供了一种用于预测处理室中的产品所接收的辐射剂量的方法。该方法从定义产品的材料类型开始。接着，定义产品在处理室中的位置。接下来预先计算对于处理室中各个位置辐射源和产品之间的距离长度。然后使用该预先计算的长度，计算如果产品置于处理室内的各个位置上经受处理时产品将接收到的最终预测辐射剂量。
在另一个实施例中，提供了一种用于对暴露于辐照室中的辐射源的产品所接收的剂量水平进行建模的方法。该方法从读取定义了辐照室几何形状、材料成分和剂量测定规格的数据文件开始。接着，定义固定区域和可变区域。接下来跟踪辐射源源点与产品的剂量计之间的射线。然后算出被跟踪的射线所通过的各个固定和可变区域中射线的区域长度。然后确定固定区域材料和可变区域材料。再计算辐射源的固定区域衰减和可变区域衰减。在此，对于产品通过辐照室时剂量计的各个位置累计固定区域衰减和可变区域衰减。最后把累计的固定区域衰减和可变区域衰减累计起来以便预测各个剂量计接收的剂量水平。
在另一个实施例中，提供了一种用于确定处于距离处理源至少一个位置处而暴露于该处理源的产品所接收的剂量水平的方法。该方法从定义产品上的一个点开始。接着，定义固定区域和可变区域。接下来确定在所述至少一个定义位置中的每一个位置处产品上的点和处理源之间的预先计算距离长度。接着利用该预先计算的长度来计算在所述至少一个定义位置中的每一个位置上产品上的点所接收的处理剂量。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种计算机可读介质，其包含用于模拟产品经过辐照室中的辐射源时接收到的辐射剂量的指令，其中产品在辐照室中的一组位置处停留。该计算机可读介质包含用于定义产品上的点的程序指令。还包含用于确定在辐照室中所述一组位置中的每一个位置处产品上的点和辐射源之间的预先计算长度的程序指令。还包含利用该预先计算的长度计算各个位置处产品上的点所接收的辐射剂量的程序指令。
在另一个实施例中，提供了一种用于辐照产品的设备。该设备包括配置成容纳辐射的辐照室。还可以包括位于辐照室中的辐射源和传送机构。还包括使用传送机构传输通过辐照室的产品。产品与至少一个剂量计相关联，其中产品和剂量计从辐射源接收辐射剂量。可以在产品进入辐照室之前通过模拟来确定该辐射剂量，其中该模拟确定剂量计和辐射源之间预先计算的长度，并使用它来确定剂量计所接收的辐射剂量。
在另一个实施例中，提供了一种用于把产品暴露于处理的设备。该设备包括配置成封住产品路径的处理室。还包括位于处理室中的处理源。还包括沿着产品路径移动时暴露在处理源的处理之下的产品，其中在产品进入处理室之前通过计算机模拟对产品上的点的处理受照量进行预测。该计算机模拟配置为根据处理室的几何形状而获得从处理源至产品上的点之间的处理射线的长度，其中使用处理射线的长度来计算当产品沿着产品路径移动时产品上的点所接收的处理剂量。
在另一个实施例中，提供了一种处理系统。该处理系统包括用于控制与该处理系统的处理室相关联的自动机器的通用计算机。该通用计算机还包括用于预测产品从位于处理室内的处理源接收到的处理剂量的代码，其中该用于预测的代码使用预先计算的产品位置参数。
本发明具有多个优点。最值得注意的是，存储区域长度用于在计算辐照室中的产品接收的剂量时重复使用，使得能够预测产品所接收到的剂量，如果没有本发明的方法和设备，这是不可能的。另外，该模拟可以与辐照室的配置无关地应用于任何辐照室。
通过以下的详细说明，结合以示例的方式对本发明的原理进行图示的附图，可以更清楚地理解本发明的其他方面和优点。
通过下面的详细描述并结合附图，可以很容易地理解本发明，其中相同的标号表示相同的结构部件。
图1是框图，显示了根据本发明的一个实施例的辐照室的平面图。
图2是框图，显示了根据本发明的一个实施例的辐照室的平面图，其中该辐照室具有沿着路径分布的停留位置，在路径中显示了区域长度。
图3是流程图，描述了根据本发明的一个实施例的总体方法的概要。
图4是流程图，更详细地描述了根据本发明一个实施例的操作，在该操作中计算每一个托箱中的所有剂量计的部分剂量并且把这些部分剂量累加累计到它们各自的累加器中。
图5是流程图，更详细地描述了产品托箱通过清空/步进/填充循环通过辐照室的操作。
图6是流程图，更详细地描述了根据本发明一个实施例预先计算区域长度的操作。
图7是流程图，更详细地描述了根据本发明一个实施例的计算从各个源点到达剂量计的辐射量的操作，其中辐射量受到位于辐射源和剂量计之间的固定和可变区域材料的影响。
图8是框图，描述了根据本发明的一个实施例对不同数据结构及其相互关系的安排。
图9是框图，描述了根据本发明一个实施例的受辐射产品的模拟。
具体实施例方式
本发明描述了一种用于对产品通过辐照室时该辐照室中的产品的辐射量进行模拟的设备和方法。然而对于本领域的技术人员来说，显而易见，如果没有下面的部分或者全部具体细节仍然可以实现本发明。在其它情形中，为防止使本发明模糊不清，故而未详细描述众所周知的过程操作。
本发明的实施例提供了一种方法，用于快速模拟过程并且确切地预测任何给定的产品计划中的预期剂量。通过在实际处理之前很好地监测和报告任意多个位置，本发明使调度员可以有效地掌握产品计划中的每一批产品中每一箱的剂量误差。在一个实施例中，在数据结构中提供了辐照室的几何形状、受辐射的产品的成分以及剂量测定规范。当然，辐照室也可以是隔间，设计为安全地容纳来自辐射源的辐射并允许产品送进和送出该隔间。
在一个实施例中，通过辐照室的几何形状和剂量计的坐标，可以跟踪从辐射源的源点到产品上的剂量计上的射线。在另一个实施例中，每条射线通过不同的区域并且预先计算出和存储这些区域长度。例如，装有不同产品的托箱可以处于射线轨迹的路径上。因此，托箱壁、托箱内的产品以及辐射源与托箱之间的空气都限定了不同的区域。可以理解，可以通过把产品托箱分割成多个区域而使其尺寸可变。在一个实施例中，当产品通过辐照室时，在产品的各个位置上计算并累加各个剂量计的部分剂量。然后累计并表示出累计剂量，因此本发明允许及时并精确地计算产品的各个剂量计所接收剂量的近似值。
在一个实施例中，本发明利用了停留位置、剂量计位置和产品托箱材料安排的可重复性。例如在一个实施例中就预先计算并保存了沿几何量的剂量计一源点之间的射线长度(被称为区域长度)。为了便于该预先计算，根据辐照室的几何形状确定可变的和固定的区域。例如，各个被跟踪的射线可能进入或者射出多个“区域”，其中各个区域包含不同的材料。某些区域，例如那些包含辐照室中传送系统(例如不锈钢)的辐射源架子或机件的区域总会包含相同的材料，即固定区域材料。由一个或多个产品托箱所表示的区域将会根据产品计划所规定的产品托箱中的内装物逐步地变化。因为这个区域材料的成分要到从输入装置中读出产品时才知道，所以就把它称为可变区域材料。所有区域材料的成分都会影响剂量的计算，因此当进行剂量计算时要考虑到这一因素。在一个实施例中，在区域长度的确定过程中确定固定和可变区域材料。在另一个实施例中，预先计算固定区域材料的影响并把它与表示可变区域和区域长度的标记一同保存起来。
在模拟过程中，当从输入装置中读取信息时，用实际的产品托箱材料替代可变区域标记。因此，可重复使用预先计算的区域长度和固定区域材料，而不必再进行计算。另外，在读取输入时，先前确定的可变区域标记便于用可变区域中的实际材料来方便地替换所述标记，因此进一步避免了进行计算所造成的损失。因此，本发明使用的方法将几何量的计算减少到如下的程度即几分钟之内就可以完成比图2所示的示例辐照室要复杂数倍的辐照室几天的生产量的计算。
图1的框图100显示了根据本发明的一个实施例的辐照室的平面图。在图1的辐照室中，产品托箱110进入具有辐射源106的辐照室102中，首先停在入口位置108处停留一段预定的时间。然后产品托箱108沿着路线112通过几个连续的停留位置，并在移到下一个停留位置之前停留一段预定(不必相等)的时间。在托箱从入口位置108移动到下一个位置的同时，另一个产品托箱进入辐照室102并且停在入口位置108处。在产品托箱110完成了辐照循环并停在出口位置104后，产品托箱110退出辐照室102。重复进行这个过程，直到所有进入辐照室的产品托箱退出辐照室时为止。在以下的描述中，入口和出口位置在概念上与图1所示的相关。在所有的辐照室配置中，填入或者入口位置的概念表示在辐照室102中的第一个停留的地方，而终止或者出口位置表示在辐照室102中的最后一个停留的地方。辐照室102的其它实施例包括一个以上的垂直分隔的“架子”、一个以上的通过辐照室的通道，或托箱旋转。如下所示，辐照室102的任何配置或者几何形状都可适应本发明的实施例。
图2是一个框图114，显示了根据本发明一个实施例的辐照室102的平面图，其中辐照室102具有沿着路径112分布的18个停留位置，且标出了区域长度。产品托箱116进入后在行120上由左向右地开始进行它在辐照室102中的行程。在行120的终点，产品托箱116滑向行122，在行122上产品托箱116从右向左移动通过辐射源106，并且在行122的各个位置停留。在行122的左侧，产品托箱116滑到行124，在行124上产品托箱116向右移动通过辐射源106，一次停留一个位置。在到达行124的终点时，产品托箱116滑到行126，在行126上产品托箱116从右向左移动，一次停留一个位置，直到退出该辐照室。可以理解，根据辐照室的设计和配置，产品托箱的运动可为滑动和/或旋转的任意组合。另外，辐照室中的行可以有不同的高度。以上对通过辐照室102的产品托箱的运动的描述意在说明而不是限制性的。
继续参见图2，剂量计118位于产品托箱116里面。应该理解，现有技术中应该在位置118处将实际剂量计附到产品托箱116上。此外，由产品特性化步骤决定，可在相同或者其它位置处将其它的实际剂量计附到产品托箱上。然后在产品运行结束时，由校准的仪器来读取剂量计以决定输出到产品托箱116上的剂量。在本发明的一个实施例中，可以在所有的产品托箱中以任何个数的点来模拟剂量计。另外，模拟运动可以模拟产品托箱通过辐照室的物理运动。在此，剂量计118是指本发明所放置的模拟剂量计。换句话说，该剂量计是本发明的一点。
在本发明的一个实施例中，可以附加到产品托箱(例如产品托箱116)上的剂量计118和其它剂量计的精确位置可以根据在产品托箱116中的参考位置来确定。因此就能够以可重复的精度将剂量计附加到产品托箱内的相同位置。同样地，诸如辐照室102的辐照室应该这样配置和构造，即能够使产品托箱116在产品托箱每次通过辐照室时都准确地停在相同的位置。因此，每当产品托箱以同样的路线通过辐照室时，产品托箱中任何给定的剂量计位置总能返回到相同的绝对辐照室位置。同样重要的是产品托箱的尺寸保持不变，这样即使每次通过时产品托箱的内装物可能不同，剂量计在各个停留位置也会“看到”与先前和以后通过辐照室时数目相同的周围物体和方位。
再参看图2，无论剂量计118附在哪个托箱上，每当产品托箱116经由路径112通过辐照室时，剂量计118都会回到辐照室102中相同的18个精确停留位置，并且每次停下时都会由相同的几何环境环绕着。在本发明的一个实施例中，为了以一个有效的精度等级来模拟剂量，通过把辐射源分成多个源点来近似辐射源。图2中示出了几何计算的简化示例。为了举例说明，对各个托箱只显示了3个产品托箱116和3条区域射线128。实际上，各个产品托箱的各个剂量计118(也可以指定其它的剂量计)可能接收到成百条射线。如图上所看到的，各个剂量计和它们各自源点之间的射线所经历的路线通过了许多不同的材料。因此，每条射线都是独一无二的，并且必须把它们与其它射线分开且准确地进行计算。
框图114的剂量计118位于产品托箱116中，它沿着路径112在行120上从左向右移动。在各个停留位置，必须跟踪辐射源106中多个单独源点中的每一个与剂量计118之间的独立的射线。例如，到达剂量计118的中间射线128源于辐射源106中的辐射材料。接着该射线通过辐射源106中的支架材料。然后它通过空气、再通过行122上处于位置134上的产品托箱，接着又通过空气，然后通过行122上处于位置132上的产品托箱，接着再通过空气，最后在到达剂量计118结束此过程之前通过行120上处于位置130上的产品托箱116。参照图6，在一个实施例中，将更详细地描述预先计算和存储的通过各个区域的每条射线的区域长度。应该理解，射线所通过的行120和122上的产品托箱为可变区域，而认为支架材料和空气为固定区域。
图3是流程图136，描述了根据本发明的一个实施例的总体方法。该方法始于操作138，在该操作中读取数据文件，该数据文件描述了辐照室几何形状、固定区域材料(例如托箱、输送设备、辐射源架子)的材料成分、可变区域材料(即将被辐照的产品)的默认材料以及各个剂量计的坐标和名签。在此，该方法获取对应于辐照室和产品几何数据的信息。该过程分析几何形状以判断一个外形是对应于固定区域(即，部分辐照室结构)还是对应于可变区域(即，产品托箱内装物)。在本发明的一个实施例中，由固定区域所限定的区域中的材料对于各个循环或者停留位置都是相同的，然而可变区域中的材料在各个循环或者停留位置处却是可变的。另外，获取对应于固定区域材料成分的数据来初始化区域特征数组。在一个实施例中，也使用可变区域的默认材料成分数据来初始化区域特征数组。当从输入装置读取产品计划时，在执行期间用实际的材料成分来改写可变区域项目。下面将参照图4和图7更加详细地解释在剂量计算期间使用材料成分数据的情况。
读取并使用剂量计规范来初始化剂量计数据数组，其中剂量计规格包括剂量计的名签、相对于产品托箱原点的坐标位置。然后这些剂量计在过程中就变成已知的并且用于判断从输入文件中读取的剂量计的有效性。在一个实施例中，命名约定用于确定剂量计的位置。在此，可以根据网格比例把托箱分成几何量。应该理解，能够相对于产品托箱来规定网格比例尺上的任何点或者几何量。在区域长度处理步骤中，也使用相对于产品托箱的坐标来计算辐照室中的各个产品托箱位置上的各个剂量计的绝对位置(将参照图6更加详细的描述)。在本领域中众所周知的是，存储、检索初始化数据(例如在此所描述的)的方法可以通过计算机磁盘介质、计算机局域网和互联网等来实现。同样地，组织并格式化输入文件或者数据流中的这些数据的方法同样在本领域中是公知的。例如，在此描述的任何数据文件(包括作为输入读取的产品计划)都能够通过使用普通的文本编辑器、电子数据表程序手工生成，和由数据库等自动生成。
初始化完成后方法就移到操作140，在该操作中计算所有托箱中所有剂量计的部分剂量并且把这些剂量累计到它们各自的累加器上。于是，在出口位置就有了产品托箱中已经完全累加的剂量。接着，该方法进入到操作142，该操作中取下出口位置上的产品托箱，各个产品托箱都向前移动一个位置，并且从输入处读入一个新的产品托箱并置于入口位置。然后方法进入到操作143，在该操作中将检验是否所有的托箱已经通过了辐照室，即是否还有输入。如果还没有处理完所有的托箱，则该方法就进入操作144，在操作144中新的托箱被读取到入口位置，并且重复操作140、142和143，直到所有的托箱都处理完时为止。如果所有的托箱都处理完了，即输入已经穷尽，则过程结束。在另一个实施例中，过程能够保持激活状态并监测输入流，当接收到新的输入时它能够继续进行处理。
图4是流程图146，更详细地描述了根据本发明一个实施例的操作140，在该操作中计算所有托箱中所有剂量计的部分剂量并且把这些剂量累计到它们各自的累加器上。该方法始于操作148，其中当前托箱位置设在出口位置，这样允许对当前处于出口位置的产品托箱进行分析。图5的操作149处的输入被提供给操作148。以下参照图5对来自操作149的输入进行更详细的描述。方法进入到操作150，在该操作中判断处于操作148的出口位置上的产品托箱是否有效。在辐照室初始负载的实施例中，并不从输入读取产品数据，即这个产品只有默认材料，因此并不是一个有效的产品托箱。换句话说，对于辐照室的初始负载，只有刚移入图1中的入口位置108处的托箱才是有效的托箱。应该理解，在本发明的一个实施例中空托箱也可以是有效的托箱。如果托箱材料是有效的，则过程就继续到操作152，在该操作中将判断是否指定了剂量计。但是，当判断出当前托箱为无效后，过程由操作150进入到操作170，检测当前托箱位置是否处于入口位置。在辐照处理刚开始的实施例中，当前托箱位置仍指向出口位置，因此，方法从操作170转到操作172，选取托箱下一个托箱位置。然后过程又回到操作150，并且如前一样继续通过操作170，直到全部产品托箱都完成了辐照室中的行程时为止。当到达入口位置时，操作170使过程进入到图5中的操作143。
图5所示的流程图142更详细地描述了产品托箱经由清空/步进/填充循环通过辐照室的操作142。在流程图142的操作176中，当前的托箱位置被设置为出口位置。接着方法进入操作178，在操作178中取下该产品托箱，从而为其余的托箱让出地方。应该理解，在本发明的一个实施例中为了初始化方法，在辐照室的初始加载后，处于出口位置的产品托箱为虚托箱，即不是有效的托箱。然后，在操作180中，使下一个托箱前进一个位置。在此，处于出口位置之前位置上的产品托箱前进到出口位置，并且前面的各个托箱都前进一个位置。于是，当前的托箱位置被设置为出口位置之前的位置。在一个实施例中，数据结构中所包含的剂量测定规范和托箱一起前进。在另一个实施例中，可变区域材料对应于操作180中运动的托箱位置而前进。然后方法进入操作182，在该操作中，在操作180中前进的托箱的成分和区域都向移动。在本领域中众所周知，用于移动数组数据(例如在此和参照图8所描述的托箱和可变区域数据)的方法可以通过如下来实现，即可以通过在数组中移动数据本身、通过修改指向数组数据的索引、通过修改指向数据的指针、通过移动指向数据的指针以及通过这些技术的组合等来实现。在优选实施例中，通过修改索引来移动数组数据。然后方法进入到判定操作184，在判定操作184中判断当前托箱位置是否为入口位置。在处理刚开始的情况下，应该理解，当前托箱位置从出口位置移到了处于出口位置之前的位置上，因此方法从操作184进入到操作180，在操作180中当前托箱位置前进到下一个托箱。在一个实施例中，这个循环一直继续直到当前托箱位置到达入口位置时为止。
一旦当前托箱位置到达入口位置，图5的方法就进入判定操作143，在操作143中判断是否所有的输入已经进入辐照室。如果所有的托箱已经处理完毕，即输入完成，则过程结束。如果还没有处理完所有的托箱，方法就进入操作188，在操作188中从输入读取产品计划。在一个实施例中，产品计划包括描述产品名称的数据、产品的有效密度或者可选的产品重量及尺寸。在另一个实施例中，在一个特别的步骤中使用后面的可选信息来提高剂量计算的精度。产品的有效密度是指体积较小并且密度较高的产品在较大体积的托箱中均匀填满后所得的密度。为了提高单从有效密度上获得的精确度，在剂量计算中使用可选的重量和尺寸来考虑实际的产品尺寸。然而在另外一个实施例中，产品计划包括将放到产品托箱中的剂量计的名称，用以表示产品托箱中计算剂量的位置以及该产品托箱将在辐照室中各个停留位置上所停留的时间长度。可以理解，在操作188中读取托箱的数据结构，即剂量计数组中的剂量计位置。
继续参照图5，方法进入操作190，在该操作中读取位于入口位置上的产品托箱的材料成分并将它插入到与入口位置对应的位置上的可变区域特征数组中。将剂量计添加到剂量计数组中，该数组在后面的步骤中将会用来计算区域长度。在一个实施例中，成分数据结构提供了可变区域中材料的成分及其衰减。可以理解，操作188和190更详细地描述了图3中的操作144，其中将新的托箱读取到入口位置。然后方法进入操作149，从而返回到图4的操作148，其中通过操作150至172重复进行上述判断产品托箱有效性的过程，直到在操作150中检测出下一个有效产品托箱为止。
再返回图4，方法从操作149进入操作148，其中当前托箱位置被设置为出口位置。可以理解，在完成图5的清空/步进/填充循环之后把有效的托箱引入到了入口位置，并且在入口和出口位置之间存在着先前通过重复执行图5的清空/填充/步进循环而读取的产品托箱。因此，方法通过操作150、170和172，直到到达下一个包含有效托箱的位置时为止。一旦到达下一个有效托箱的位置，操作150就判断出当前托箱位置上的产品托箱有效并且方法进入到步骤152。
继续参照图4，操作152判断产品托箱中是否有剂量计托箱。如果产品托箱中没有剂量计，则方法将会绕过剂量的计算转移到操作170。如果产品托箱中有剂量计，方法就进入到操作154，其中将选取托箱中的第一个剂量计。在此，方法将会如下所述对位于产品托箱中的各个剂量计的剂量进行计算。然后方法进入到判定操作156，其检查剂量计数组中对应的项目。如果方法判定没有计算当前剂量计的区域长度，它就进入到操作158并且计算对于潜在的数百个源点中每一个当前剂量计的区域长度。如上所述，源点代表辐射源上的区域。例如在一个实施例中，使用钴棒作为辐射源。钴棒可以排成包含75条钴棒的一排。每条钴棒可以分成与总共300个源点相关的四个源点。当然，根据辐照室的配置也可以具有为数更多或者更少个的源点。参照图6，将更详细地描述用于计算操作158中区域长度的过程。完成了区域长度的计算后，方法进入到操作160，其中计算当前剂量计的剂量并且累计到当前剂量计的累加器上。稍后将参照图7更详细地描述操作160中计算剂量的过程。
然后，流程图146的方法进入判定操作162，其中判断当前剂量计是否为产品托箱中最后一个要计算的剂量计。如果还剩下另一个剂量计，方法就进入操作164，其中定位另一个剂量计。如果托箱中有更多的剂量计，就要预先计算区域长度和/或如上所述计算停留位置处的剂量计的剂量。在一个实施例中，剂量计数据数组包含各个产品托箱中各个剂量计相对于托箱的坐标，这将参照图8进行更详细的描述。如果当前剂量计为产品托箱中最后一个剂量计，方法就进入操作166，其中该方法判断当前托箱位置是否位于出口位置。如果当前托箱位置不在出口位置，方法就转移到操作150，其中如上所述从操作150开始继续进行计算/打印循环。
当计算了由所有源点发出并到达出口和入口位置之间(包括出口和入口位置)每个产品托箱位置中剂量计将会占据的所有位置的射线时，标记该剂量计为已经计算过了的。可以理解，此过程进行了多次图4至图5的重复操作。如果操作166判断出当前托箱位置是出口位置，方法就转移到操作168，在操作168中提供了释放到当前托箱位置上的产品托箱中各个剂量计位置上的总剂量。表达此数据的格式和方法可以由多种方式来实现。例如，该结果可以发送到计算机磁盘文件上，可以通过计算机局域网、通过Internet、或直接传到显示屏上等等。在一个实施例中，该结果打印到通常输出到计算机磁盘文件的标准输出管道上。一旦打印完所有的剂量计位置，方法就进入操作170，在操作170中，检测当前的托箱位置以判断它是否为入口位置。然后如上所述参照图4和图5，方法针对其余的托箱继续进行，直到到达输入文件的结尾并且在图5的操作143中检测到输入文件的结尾。在操作143中一旦判定输入已经完成，方法就停止处理并退出。可以理解，在另一个实施例中，方法并不停止处理和退出，而是等待进一步的输入，然后当接收到输入时继续处理，因此能够在实际物理处理过程的同时预测剂量。
图6的流程图158更详细地描述了根据本发明的一个实施例预先计算区域长度的操作158。构成流程图158的一系列步骤执行与确定和测量每条源点一剂量计射线所通过的区域长度相关的扩展计算。在一个实施例中，方法多次执行图4至图7的循环，存储预先计算的区域长度以备以后使用。如上所述，当图4的操作156判定还没有计算对应于当前剂量计的区域长度时，方法就进入到图6的操作200。在一个实施例中，一旦指定剂量计，当托箱通过辐照室时将会在各个产品托箱位置上使用该剂量计。流程图158从操作200开始，在该操作中创建了接收器点数组并在该数组中为辐照室中的每一个产品托箱位置分配了一组项目。可以理解，接收器是指处于特定托箱位置上的剂量计点。因此，剂量计包括辐照室中不同停留位置上形成剂量计的多个接收器点，即剂量计是其接收器的总和。在一个实施例中，为每一个剂量计创建一个接收器点数组。接收器点数组对于剂量计在辐照室中停留的每一个位置包含一个项目，其中各个项目代表一个接收器。
然后图6的方法进入到操作202，其中创建了一组源点数组，每一个数组对应于接收器点数组中的一个项目。然后对应于用于辐射源建模的源点数目，方法在各个新源点数组中分配一组项目。例如，辐照室可以包含100个产品托箱位置(即停留位置)和300个源点。在操作202中，接收器点数组包含100组项目，其分别指向每数组包含300个项目的单独的源点数组。因此，到目前为止总共为30100组的项目将作为处理的结果进行分配。可以理解，上述示例只是提供来说明本发明而不是局限于此示例。将参照图8对上面提到的不同数据结构进行更详细的描述。
继续参照图6，方法接着进入操作204，在该操作中跟踪从当前源点到剂量计的射线。在跟踪过程中标记了可变区域。如上所述，可变区域包括随托箱而不同的产品。在一个实施例中，可变区域包括置于托箱外面的罩子。方法进入到操作206，其中在操作204中所获的标记保存在源点数组中并且被用来分配区域长度数组。这个数组的指针也存储在源点数组中。在一个实施例中，区域长度数组包括各个可变区域中射线长度以及区域长度的项目。过程进入操作208，其中检测第一个区域。接着，在判定操作210中，方法判断刚进入的区域为固定的还是可变的材料类型。如果区域是可变的，方法就进入操作214，在该操作中将区域号连同当前射线通过该区域的长度一起写入区域长度数组中。在图5的剂量计算中使用区域号来检索占据该区域的产品托箱材料的成分。在一个实施例中，从可变区域特征数组中检索出可变区域材料的成分，这将参照图8进一步详细描述。
或者，如果在判定操作210的处理中判定该区域是固定材料类型，方法就进入操作212，在该操作中，将区域长度和固定区域材料的衰减效果累计到源点数组的累加器中。在一个实施例中，固定区域材料和固定区域长度是不变的，因此通过固定区域时对剂量的影响易于计算。如参照图8所述，在另一个实施例中，将对应于固定区域的固定效果存储在源点数组中。可以理解，对固定材料效果的预先组合简化了模拟运行时的计算复杂性。当操作212完成时，方法就移到判定操作216，其中判断是否达到最后一个区域。如果还剩下不止一个区域，方法就转到操作218，在该操作中找到一下个区域。然后方法回到如上所述的确定区域为固定或可变的步骤210。和前面一样一直重复区域处理，直到各个沿着当前源点一剂量计射线的区域都被处理完时为止。
然后回到操作216，如果所有沿着当前源点一剂量计射线的区域都被处理完了，方法就转到判定操作220，在操作220中方法判断最后一个源点是否已经处理完。如果最后一个源点还没有处理，方法就转到操作222，在操作222中选取下一个源点。如上所述，在一个实施例中，每条钴棒可以分成多个源点。由此，各个源点都通过操作204进行处理，在操作204中开始对新的源点一剂量计射线进行跟踪。如上所述，对沿着新射线的各个区域进行确定并分类。依次处理各个源点一剂量计射线，直到没有剩下的源点仍待处理。一旦对于某个特定接收器所有的源点都已处理完，则判定操作220就返回到图4的操作160，在操作160中，方法如下所述进行剂量的计算。
图7的流程图160更详细地描述了根据本发明一个实施例的图2所示的操作160，在该操作中计算从各个源点到达剂量计的累计剂量，其中累计剂量受位于辐射源和剂量计之间的固定和可变区域材料的影响。对应于参考图6所述建立的源点数组中的项目数目，对每条源点一剂量计射线执行一组操作。可以理解，在图4的操作156中，当方法判断出对于正在进行处理的剂量计有可用的区域长度数据时，它就进入操作230开始对当前剂量计进行剂量计算。
在图7的操作230中，方法从剂量计数组中检索对应于当前剂量计的接收器点数组的指针。剂量计数组包含剂量计在产品托箱中的位置，而接收器点数组包括辐照室内在托箱的各个停留位置上各个剂量计处于辐照室中的坐标，这将参照图8进一步详细地描述。方法进入操作232，在操作232中从接收器点数组中检索与处在当前托箱位置上的产品托箱所对应的源点数组的指针。在一个实施例中，源点数组包括参照图6所述的预先计算的射线长度和各个源点一剂量计射线的可变区域项目的指针。然后，方法进入操作234，其中执行对区域长度和剂量的计算。在一个实施例中，对于其中每个项目对应于一条源点一剂量计射线的源点数组的每一组项目，方法获得可变区域的数目和指向对应源点的区域长度数组开始处的指针。在另一个实施例中，对于区域长度数组中的每组项目，可获得通过各个区域的源点一剂量计射线的长度。在又一个实施例中，该方法检索可变区域特征数组的索引，其中方法查寻与当前托箱位置上的产品托箱对应的材料类型。
如上所解释的，当从输入处读取产品计划时，即使可变区域数组中的材料类型在各个循环中会发生变化，但各个区域和各个区域长度却不会改变。方法使用刚获得的可变区域材料类型和长度来计算辐射源在通过这个区域时所发生的衰减。然后操作234重复对于当前源点一剂量计射线的各个区域的操作。一旦可变区域量累加完毕，方法就把该部分结果和固定区域效果结合起来形成与当前停留期间该剂量计从该特定源点接收到的剂量相对应的部分和。
继续参照图7，方法进入判定操作236，其中判断最后一个源点一剂量计配对是否已经处理完毕。在此可以理解对于各个源点使用相同的剂量计。如果判定还有不止一个与剂量计配对的源点，则在操作238中选择下一个源点并对该源点一剂量计配对进行如上的操作。当对于该剂量计所有的源点都处理完毕时，操作236就转到图4的操作162，在该操作中，方法转移到产品托箱中的下一个剂量计。
当通过辐照室时，对各个产品托箱的各个剂量计重复进行参照图4-7所述的操作。当然，在一个实施例中，为了近似通过辐照室时的连续运动，停留位置之间的距离可以设为任意小。可以理解，一些辐照室使用传送带、轨道等自动传送产品通过辐照室，而其它辐照室使用人工移动。另外，产品可以置于容器(即产品托箱)中而通过辐照室，或者也可以置于托盘上而通过辐照室。上述方法的灵活性可以适用于任何辐照室配置，只要能建立几何配置和区域即可。
图8的框图400描述了根据本发明一个实施例对不同数据结构和它们之间的相互关系的安排。数据结构410表示剂量计数据数组。剂量计数据结构410包含产品托箱中的剂量计位置。在一个实施里中，剂量计数组410中的项目数对应于托箱中剂量计的数目。例如，如果托箱中有五个剂量计，那么剂量计数组中就有五个项目。剂量计数据结构410包括剂量计1 411和剂量计2 415的项目。在各个项目中是托箱相对坐标和接收器指针。如图所示，托箱相对坐标412和接收器指针414对应于剂量计1 411，而托箱相对坐标416和接收器指针418对应于剂量计2。在一个实施例中，托箱相对坐标提供了产品托箱中剂量计的位置或者产品的结构。如上所述，可以使用几个几何惯例把产品托箱分成网格以定位托箱内的特定点。图8显示了一个剂量计数组，在一个实施例中为希望进行剂量模拟的正在辐照室中处理的每一个产品托箱提供一个剂量计数组。如参照图4所述，在操作164中针对产品托箱中的各个剂量计访问剂量计数组410。
继续看框图400，接收器指针414指向接收器点数组420。在一个实施例中，接收器点数组420包括产品托箱通过辐照室时它的各个停留位置的项目。例如，如果如图1和图2所示的辐照室有18个停留位置，那么接收器点数组将包含对应于辐照室内各个停留位置的18个项目。当然，所述示例中的接收器点数组与托箱内的剂量计(例如剂量计1 411)有关。如接收器点数组420所示，对于托箱位置1 421和托箱位置2 425都有项目。在托箱位置1 421的项目中是剂量计的绝对坐标422和接收器数据指针424。在一个实施例中，剂量计绝对坐标包括当产品通过辐照室中的不同停留位置，即剂量计的接收器点时剂量计在辐照室中的坐标。例如，托箱位置1 421可以表示产品托箱的入口位置，因此当托箱在托箱位置1 421时剂量计的绝对坐标422确定了辐照室中剂量计1 411的位置。接收器数据指针424指向源点数组430。如图所示，源点数组是针对接收器点数组中包含的各个托箱位置而创建的。如参照图6的操作200所述，接收器点数组是针对各个产品托箱的各个剂量计而创建的。
参看图8的源点数组430，源点数组430中包含源点项目。在一个实施例中，对应于辐射源的每一个源点在源点数组430中包含一个源点项目。例如，如果为辐射源规定了300个源点，那么源点数组430中就包含300个源点项目。在源点1 431的项目中，有固定效果432、可变区域数434和可变区域指针436。如图8所示，对各个源点都重复这些项目。在一个实施例中，固定效果432包括针对剂量计一源点射线固定区域对辐射剂量的累计影响。如参照图6的操作212所述，在另一个实施例中，把与剂量计一源点射线相关的固定区域衰减效果累计到累加器上以提供固定影响432。可变区域数434表示剂量计一源点射线从源点1 431至剂量计1 411所通过的可变区域的数目。当然，对于所有源点数组的每一个源点项目都记录该可变区域数。类似地，针对各个射线轨迹存储固定效果。可以理解，在本发明的一个实施例中，在图6的操作202中创建源点数组，而在图6的操作212中计算固定效果和可变区域的数目。另外，源点数组430的各个源点项目包括指向区域长度数组460的可变区域指针。
继续参看图8，如参照图6的操作206所述，源点数组的各个源点项目都对应于一个区域长度数组。在图8的区域长度数组460中，各个项目包括通过各个可变区域的射线长度462和可变区域的区域号464。在此，射线长度462是从源点1 431至剂量计1 411的源点一剂量计射线的一部分，即通过一个可变区域的那部分。如参照图6所述，在操作214中，把区域中的射线长度和区域号写入区域长度数组。可以理解，为相应剂量计一源点射线所通过的各个可变区域输入射线长度和区域号。
图8的可变区域特征数组450对于产品托箱中各个相关的可变区域包含一个项目。在本发明的一个实施例中，辐照室中的产品托箱包括罩子以进一步衰减产品所接收到的剂量。在一个实施例中把这些罩子当作可变区域。可变区域特征数组450中的项目包括可变区域的材料成分和材料的衰减系数。对于包括不止一个区域的产品托箱，可变区域特征数组450包括产品托箱中所包含各个区域的项目。在一个实施例中，可变区域号的索引与可变区域特征对应，因此对于源点一剂量计射线通过可变和固定区域对辐射剂量的影响可以如图7的操作234所述计算出来。在优选实施例中，从产品计划中读取可变区域特征，其中产品计划规定了通过辐照室前进的产品的材料成分和顺序。如上图5操作182所述，当产品通过辐照室前进时可变区域特征数组450的项目也向前运动。
图9的框图500描述了根据本发明的一个实施例对正被辐照的产品的模拟。框图500中包括辐射源502。辐射源502中包含了料棒1 504、料棒2 506、料棒3 508和料棒n 510。在一个实施例中，料棒为钴棒。辐射源502的料棒1 504分为四个源点源点1 512、源点2 514、源点3 516和源点4 518。可以理解，各个料棒都可以分成任意数目的源点，并且选择四个源点仅是出于演示目的而并不仅局限于此。在一个实施例中，跟踪了由各个源点到各个剂量计的源点一剂量计射线。例如，源点一剂量计射线536从源点512传播到位于产品托箱520中的剂量计522。如参照图6的操作204所论述的那样，在此对被跟踪的射线通过的可变区域进行了计数。
继续参照图9，射线536可被进一步分成区域长度。例如，射线536由下列区域长度组成a)区域长度1(L1)，由源点512到产品托箱520的外托箱壁538的距离组成；b)区域长度2(L2)，由外托箱壁538到内托箱壁540的距离组成；以及c)区域长度3(L3)，由内托箱壁540到剂量计522的距离组成。其余源点(514、516和518)的区域长度也可以类似地针对相应的源点一剂量计射线(534、532和530)进行计算。可以理解，各个料棒(料棒2 506到料棒n 510)的各个源点的各个源点一剂量计射线的区域长度是针对剂量计522进行计算的。类似地，也可以计算位于产品托箱2 524到产品托箱n 528中剂量计的区域长度。在一个实施例中，如同参照图6论述的那样，区域的长度被预先计算并存储起来。知道这些长度后，就如同参照图7论述的那样计算剂量。
尽管图9针对各个源点一剂量计射线显示了三个区域长度，但是可以理解，可能会遇到任意数目的区域。例如，在另外一个实施例中，其它产品托箱可能会位于被跟踪射线的轨迹之上。另外，各个产品托箱还可以包含一个以上的剂量计。此外，在另外一个实施例中射线通过多个固定区域和可变区域。如上所述，产品托箱可能包含被源点一剂量计射线通过的罩子。当产品托箱520前进到辐照室中的下一个停留位置时，就针对各个停留位置重复图3-7中所述的方法。产品托箱520完成通过辐照室的路程后，提供辐照室中各个剂量计的计算剂量。可以理解，当停留位置之间的距离变得无穷小时，该方法就接近于连续通过辐照室而没有停留位置。
可以理解，在一个实施例中，本发明可能会被描述为一种装置。辐照室(例如图1和图2中的辐照室)包含一个辐射源。在优选实施例中，辐射源是钴60。然而，也可能会使用其它的辐射源或处理，例如伽马射线、X射线、铯、中子、光、扩散气体、热、粒子、原子、原子粒子和亚原子粒子。在一个实施例中，辐照室被配置为容纳来自辐射源的辐射。例如，在一个实施例中，使用混凝土制成辐照室壁。而在其它实施例中可以根本没有辐照室壁，例如，如果辐射源是光。此外，在另一个实施例中，辐射源包含在排列成一个面的料棒中。可以理解，如果不使用辐射源时，可以把它贮存在辐照室底部的水槽中。使用传送机构来移动产品通过辐射源并通过辐照室。在一个实施例中，传送机构是过一段时间后会停在指定位置上的传送带。在另一个实施例中，传送机构连续移动。如上所述，停留位置不必等间距，时间间隔也不必相等。在另一个实施例中，传送机构是产品托箱放在其上的轨道，而且在停留位置之间靠人工来移动。还有另外一个实施例，其中根本没有传送机构。还有一个实施例中只存在一个产品位置。
根据本申请的目的，辐照室可以是封闭的区域，其中把辐射源的作用限制为只是影响要被辐照的产品。辐照室也可以由非封闭的区域形成，其中把待处理的产品暴露在辐射源或者光源的作用之下。辐射源及其类型通常包括钴、伽马射线、X射线、铯、中子、光、扩散气体、热、粒子、原子、原子粒子和亚原子粒子。
在一个实施例中，把待辐照的产品置于传送机构上的产品托箱中。根据上述方法，计算机模拟产品通过辐照室，以确定产品接收的剂量水平。如参考图3-9所述，该模拟过程确定出剂量计和辐射源之间的预先计算的长度，以便确定产品将接收到的辐射剂量。可以理解，辐照室的几何形状并不局限于图1和图2的实施例。如上所述可以以任何几何形状来配置辐照室，只要能在辐照室中限定上述的射线长度和区域即可。
另外，该装置可以是辐照室、隔间、限定的但不是必须封闭的包含处理源的区域，或者是其中产品暴露在处理源的作用之下的区域。例如，处理源可以是光或者化学物或者是两者的某些组合，其中可以通过处理射线把该处理应用到产品上，可以根据处理室或者处理室的几何形状预先计算这些处理射线的长度。在一个实施例中，可以包括例如图2所示的计算机121这样通用计算机。在此，通用计算机121控制处理室的自动机器，例如传送机构，即传送带。另外，通用计算机包括执行以上参照图3-7所述方法的代码，用于当产品实际通过辐照室时预测产品从处理源所接收的处理剂量。在一个实施例中，计算机使用预先计算的产品位置参数来计算产品所接收的处理剂量。在此，预先计算的产品位置参数可以包括剂量计和它们在处理室中的位置、与辐射射线类似的处理射线的区域长度以及如上面参照图3-7所述的区域长度。
通过上述实施例的描述，应该理解，本发明可以使用涉及存储在计算机系统中的数据的各种由计算机实现的操作。这些操作要求对物理量进行物理操纵。虽然不是必需的，但是这些量通常会采用可以存储、传输、合并、比较及其它操作的电信号或磁信号的形式。此外，通常用产生、识别、确定或比较等术语来称呼这些操作。
在此描述的形成本发明一部分的任何操作都是有用的机器操作。本发明还涉及执行这些操作的设备或装置。该装置可以是为所要求的目的而专门构造的，或者是由存储在计算机中的计算机程序有选择性地激活或配置的通用计算机。特别地，可以在多种通用机器上使用根据此处的教导而编写的计算机程序，或者可以更方便地构建一个更为专用的装置来执行所需操作。
本发明还可以实施为计算机可读介质上的计算机可读代码。该计算机可读介质是可以存储数据而后由计算机系统读取的任意数据存储设备。该计算机可读介质的示例包括硬盘驱动器、网络附属存储器(NAS)、只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、CR-R、CD-RW、磁带以及其它光学和非光学数据存储设备。该计算机可读介质还可以在通过网络连接的计算机系统上分布，这样就能够以分布式的方式存储和执行计算机可读代码。
虽然为理解清楚起见而详细地描述了上述发明，但是显而易见，可以在所附权利要求的范围内进行特定的变化和改进。相应地，应该认为所提出的实施例的用意在于说明而非仅限于这些实施例，并且本发明并不限于此处所给出的详细描述，而是可以在附加的权利要求及其等同物的范围中进行各种修改。
权利要求
1.一种用于确定要在距离处理源的至少一个规定位置上暴露在该处理源之下的产品所接收的剂量的方法，该方法包括定义产品上的点；定义固定区域和可变区域；确定在所述至少一个规定位置中的每一个位置上所述产品上的点和辐射源之间的预先计算长度；计算在所述至少一个规定位置中的每一个位置上所述产品上的点所接收的处理剂量，所述计算利用了所述的预先计算长度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中处理源是从由伽马射线、X射线、中子、光、扩散气体、原子、原子粒子和亚原子粒子构成的组中选取的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中处理源和产品容纳在处理室中。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括计算处理源和产品上的点之间的射线；以及确定所述固定区域和可变区域对所计算的射线的影响。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括累计在所述至少一个规定位置中的每一个位置上所述的点接收到的处理剂量；以及提供累计的剂量。
6.根据权利要求4所述的方法，其中确定所述固定区域和可变区域对所计算的射线的影响的方法操作包括对在所述至少一个规定位置中的每一个位置上对于为所述的点所计算的射线通过的可变区域进行计数；以及把所述至少一个规定位置中的每一个位置上对于所述的点的可变区域数目存储在数据结构中。
7.一种对产品进行处理的设备，包括处理室，该处理室配置成封住产品路径；位于处理室中的处理源；产品，其中产品暴露在处理源的处理之中，同时沿着产品路径移动；可以通过计算机模拟来预测产品上的点的处理剂量；该计算机模拟配置为根据处理室的几何形状来获得从处理源到产品上的点之间的处理射线的长度，使用处理射线的长度来计算产品沿着产品路径移动时产品上的点所接收的处理剂量。
8.根据权利要求7所述的设备，其中产品置于产品托箱中。
9.根据权利要求7所述的设备，其中处理源是辐射。
10.根据权利要求7所述的设备，其中处理室是辐照室。
11.根据权利要求7所述的设备，其中把处理射线的长度存储在数据结构中。
12.根据权利要求7所述的设备，还包括设置为沿着产品路径移动产品的传送机构。
13.根据权利要求8所述的设备，其中产品托箱包括罩子，该罩子构造为衰减处理源的处理。
14.一种处理系统，包括用于控制与该处理系统的处理室相关的自动机器的通用计算机，该通用计算机进一步包括用于预测产品从位于处理室内的处理源接收的处理剂量的代码，该用于预测的代码使用预先计算的产品位置参数。
15.根据权利要求14所述的处理系统，其中所述的代码确定处理室内的固定区域和可变区域。
16.根据权利要求14所述的处理系统，其中处理剂量是辐射剂量。
17.根据权利要求14所述的处理系统，其中产品位置参数包括剂量计、区域长度和源点。
18.根据权利要求14所述的处理系统，其中产品位置参数存储在数据结构中。
19.根据权利要求14所述的处理系统，其中处理源为伽马射线、X射线、铯、中子、光、扩散气体、热、原子、原子粒子和亚原子粒子中的一种。
20.根据权利要求14所述的处理系统，其中处理室为辐照室。
全文摘要
一种确定要在距离处理源的至少一个规定位置上暴露在处理源之下的产品所接收的剂量的方法。一种示例方法包括定义产品上的点(图3，138)。然后，定义固定区域和可变区域。接着在所述至少一个规定位置中的每一个位置上确定产品上的点和处理源之间的预先计算的长度(图4，158)。然后，计算所述至少一个规定位置中的每一个位置上的产品上的点所接收的处理剂量(图4，160)，其中该计算使用了所述预先计算的长度。本发明还提供了用于把产品暴露于处理之下的设备以及处理系统。
文档编号A61L2/28GK1554066SQ02817768
公开日2004年12月8日 申请日期2002年8月23日 优先权日2001年9月11日
发明者巴萨姆·巴鲁迪, 巴萨姆 巴鲁迪 申请人:离子束应用公司