一种用于小射野剂量分布扫描的探测器的制作方法

本实用新型涉及放射治疗技术领域，特别是涉及一种用于小射野剂量分布扫描的探测器。

背景技术：

调强放射治疗(IMRT)技术作为精准治疗肿瘤的先进治疗方式之一，能够给予肿瘤靶区准确的剂量且能够有效地控制肿瘤的生长。IMRT独特的性质之一就是把肿瘤靶区分割成多个小射野进行出束照射，并调制出强度不均匀的射线分布，从而得到更适形的靶区高剂量分布。因此，放疗小射野剂量的准确度任重道远，也是放疗界关注的重点。

放射治疗实施过程中需要质量控制，在检验医用加速器性能的多项重要指标中，辐射野均整度和对称性的测量主要采用扫描测量水箱来进行。目前国内外水箱测量剂量采用的扫描剂量探测器多为0.6cm³的空腔电离室，特别是扫描电离室在步进电机的驱动下对水箱中的各点进行扫描，把辐射剂量转化为电流信号，通过测量辐射剂量率的变化来对辐射剂量率进行修正。空腔电离室是一种利用灵敏体积内气体的电离来测量辐射束吸收剂量的探测器，结构比较坚固，在水模中测量使用方便，测量优势很明显，其灵敏度高、测量准确度高，信噪比高等，但是灵敏体积较大一直是扫描水箱的使用过程中的短板，这就要求0.6cm³的空腔电离室应用于直径为4cm及以上的点剂量和大照射野剂量测量。

但是目前放疗新技术的主要优势就是小野分隔，也就是在临床中小照射野应用广泛，特别是小射野的平面剂量分布问题，就需要研制出符合测量小射野的探测器，得到更加符合实际情况的剂量值。

据相关研究表明，热释光剂量仪(TLD)可以用来测定IMRT多叶准直器小野吸收剂量，但是其不防水，且每次只能测量一个点剂量，且现场只能测量一次即在现场不能够重复利用，这就限制了其作为小射野扫描探测器的应用前景。针尖电离室灵敏体积为0.015cm³，能够准确测量小野吸收剂量，但是灵敏体积太小，扫描起来波动信号较大即信噪比小，且测量的剂量量值溯源复杂不宜普及，也限制了其作为扫描探测器的应用。

由此可见，上述现有的测量小射野的探测器在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于小射野剂量分布扫描的探测器，使其结构简单，体积小，易于密封，可保证良好的密封性，且漏电小，能量响应好，使用时扫描分辨率高，能准确检测剂量学关键指标。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于小射野剂量分布扫描的探测器，包括由套筒、平衡帽和尾柄密封连接形成的气密腔体，所述套筒包括在前的窄径部分和在后的宽径部分，所述尾柄设在所述宽径部分的尾端，并与所述套筒的宽径部分形成后腔室；所述平衡帽设在所述窄径部分的顶端，并与所述套筒的窄径部分形成电离室，所述电离室内径为1.5-2mm，所述电离室的灵敏空气体积为0.1-0.2cm³。

作为进一步地改进，所述电离室内半径为1.7mm。

所述电离室内的灵敏空气体积为0.16cm³。

所述后腔室最大内径10mm。

所述气密腔体的总长40-45mm。

所述电离室内设有高压极和信号极，所述高压极设置在电离室的内壁上，所述信号极设置在电离室的中央；所述后腔室内设有高压极连接器和信号极连接端子，所述高压极连接器设置在后腔室内壁上，并与所述高压极相连接，所述信号极连接端子设置在后腔室中央，并与所述信号极相连接，所述高压极连接器与信号极连接端子之前还填充有绝缘体。

所述绝缘体的后端设有压紧盖，所述压紧盖后方设有与之匹配的压紧垫，所述尾柄紧贴在所述压紧垫的后方。

所述高压极采用紧贴在所述电离室内壁上的石墨套筒，所述信号极为铝极。

所述套筒、平衡帽和尾柄之间通过粘接密封。

所述套筒、平衡帽和尾柄均采用PMMA材料制成。

由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点：

(1)本实用新型的用于小射野剂量分布扫描的探测器，结构简单，体积小，易于密封，可保证良好的密封性，所述电离室内径为1.5-2mm，所述电离室的灵敏空气体积为0.1-0.2cm³，漏电小，能量响应好，使用时扫描分辨率高，能准确检测剂量学关键指标。

(2)所述电离室内半径1.7mm，比现在使用的电离室半径小1.3mm，有效提高分辨率，在用于扫描5cmX5cm射野时可以提高扫描分辨率。

(3)电离室的灵敏空气体积为0.16cm³，电离室探头灵敏体积小，能量响应好，能够准确测量小野吸收剂量，且扫描时波动信号较小，位置精度高。

(4)套筒、平衡帽和尾柄互相粘接，不再使用螺纹作为连接方式，有效减小总体尺寸，使探测器更加小巧。

(5)用于形成气密腔体的套筒、平衡帽和尾柄均采用PMMA材料制成，易于粘接，且防水性能好，防水性能优于原有探测器使用的热缩管。

(6)本实用新型的用于小射野剂量分布扫描的探测器，应用范围广，适合医疗部门、科研机构进行放疗质量控制工作。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的用于小射野剂量分布扫描的探测器结构剖示图。

图2是应用本实用新型的用于小射野剂量分布扫描的探测器获得的测量图谱。

图1中：1：尾柄、2：压紧垫、3：压紧盖、4：套筒、5：绝缘体、6：石墨套筒、7：平衡帽、8：高压极连接器、9：信号连接端子、10：信号极。

具体实施方式

本实用新型针对现有放疗小射野扫描剂量测量中的不足，提供了一种用于小射野剂量分布扫描的探测器。

请参阅图1所示，本实用新型的用于小射野剂量分布扫描的探测器，包括气密腔体，所述气密腔体主要由套筒4、安装在套筒4前方的平衡帽7和安装在套筒4后方的尾柄1之间密封而成。较佳地，所述套筒4、平衡帽7和尾柄1之间互相粘接密封，不再使用螺纹作为连接方式，有效减小总体尺寸，使探测器更加小巧，具体地，所述气密腔体的总长约40-45mm。此外，所述套筒4、平衡帽7和尾柄1均采用PMMA材料制成，易于粘接，且防水性能好，防水性能优于原有探测器使用的热缩管。

本实用新型的探测器结构如图1中所示，所述套筒4包括在前的窄径部分和在后的宽径部分，所述平衡帽7设在所述窄径部分的顶端，并与之形成电离室；所述尾柄1设在所述宽径部分的尾端，并与之形成后腔室。

所述电离室内设有高压极6和信号极10，其中，所述高压极6被设置为紧贴在所述电离室内壁上的套筒状，高压极6材料采用石墨，形成整体的石墨套筒。所述信号极为铝极，设置在电离室的中央。

所述后腔室内设有高压极连接器8和信号极连接端子9，其中，所述高压极连接器8设置在后腔室内壁上，并与所述高压极6相连接，所述信号极连接端子9设置在后腔室中央，并与所述信号极10相连接。使用时，信号极端子9通过同轴电缆、TNC同轴接头和静电计连接。

此外，所述后腔室内还填充有绝缘体5，所述绝缘体5位于所述高压极连接器8和信号极连接端子8之间，所述绝缘体5的后端面上设有压紧盖3，所述压紧盖3后方设有与之匹配的压紧垫2，所述尾柄1紧贴在所述压紧垫1的后方。

上述结构中，设置所述电离室内径为1.5-2mm，所述电离室的灵敏空气体积为0.1-0.2cm³。作为优选的实施示例，所述电离室内半径(也即图中石墨套筒6的内半径)为1.7mm，所述电离室内的灵敏空气体积为0.16cm³，所述后腔室最大内径10mm，所述空腔电离室的总长42.6mm。所述电离室灵敏体积小，漏电小，能量响应好，能够准确测量小野吸收剂量，且扫描时波动信号较小，位置精度高，在用于扫描5cmX5cm射野时可以提高扫描分辨率。

由于采用了以上技术方案，本实用新型的用于小射野剂量分布扫描的探测器，结构简单，使用方便高效，易于密封，可保证良好的密封性，且探头灵敏体积小，位置精度高，漏电小，能量响应好。经过实验检测表明，本实用新型探测器能满足放疗剂量测量的要求，同时适用于X、γ射线的剂量测量，且测量准确。在用于扫描5cmX5cm射野时可以提高扫描分辨率，提高剂量分布数据的准确性。

以下是应用本实用新型的探测器进行部分实验测试的具体结果：

1、剂量测量重复性

剂量测量重复性是在相同测量条件下，对同一被测量对象进行连续多次测量所得结果之间的一致性。记录每次照射时该探测器的测量值并评估其重复性误差大小，采用变异系数表征。

变异系数按公式(1)如下确定：

式中：R_i—第i次剂量测量值；

—n次剂量测量值平均值；

n—测量次数，n为6。

医用加速器6MV X射线下，源皮距为100cm，射野为10cm×10cm，剂量率为300MU/min，探测器的有效测量点位于射野等中心处。数据记录如表1。

表1探测器重复性测量 单位：Gy

根据表1数据和公式(1)算出电离室的剂量测量重复性<0.4％。

2、剂量响应线性

探测器的剂量响应线性与测量精度有关。具体条件和摆位同上，医用加速器6、10MV X射线下，出束50MU、100MU、200MU和400MU进行测量，记录如表2。在⁶⁰Coγ光子线下，源皮距SSD＝50cm,射野FS＝10cm×10cm，设定测量时间分为10s、20s、40s、80s，记录如表3。

表2不同能量X光下电离室的线性测量 单位：Gy

表3 ⁶⁰Coγ光下电离室的线性测量 单位：Gy

依据表2和3的数据，对加速器预设值MU或探测器测量时间设定值与测量值进行线性回归分析，用最小二乘法拟合曲线所得理论值与实测值的偏差均<0.5％。

3、剂量率依赖性

剂量仪在加速器下进行剂量测量时，对不同剂量率剂量响应也应达到一定的精度，以满足实际计划验证的要求。具体条件和摆位同上，医用加速器6、10MV X射线下在剂量率为100MU/min、200MU/min、300MU/min、400MU/min、500MU/min和600MU/min下进行测量。记录如表4。

表4电离室不同剂量率下的测量 单位：Gy

注：最大偏差＝(Max-Min)/平均值×100％

由电离室在不同剂量率下的测量值记录表4，定义最大偏差＝(Max-Min)/平均值×100％，则最大偏差为0.6％，得出在不同剂量率下，剂量响应差异较小。

4、特定射野的平面剂量扫描结果

源皮距为100cm,射野为5cm×5cm，剂量扫描时间为60s，采用6MVX射线，电离室有效测量点位于射野等中心处，测量不同深度的平面剂量。记录如图2所示。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。