主动变能强子的能量验证方法、装置、设备及存储介质

本发明涉及束流能量探测，尤其涉及一种主动变能强子的能量验证方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、放疗是癌症治疗的主要手段，放疗使用的放射性物质媒介主要是高能x射线，近年来，利用如质子和碳离子进行强子放疗得到了快速发展，目前强子放疗领域最先进的束流投递技术是主动变能笔形束扫描技术。在该技术中，使用同步加速器实现束流能量的主动变化；目标肿瘤沿纵向按层划分，通过调节束流的能量，使布拉格峰依次处于每层的纵向位置；在每层中，快速变化的扫描磁铁使笔形束沿水平和竖直方向逐体元完成该层照射。

2、在放疗的过程中，束流的能量直接决定束流进入人体中的纵向剂量分布，目前在束流真空管外，用来测量离子束能量的方法由设置水中的电离室测量纵向能量分布，或是通过设置多层电离室或将量能器薄层和pmma层多层交错排列测量束流能量，但是上述方法均会受到器件本身的影响或是测试时间长，操作复杂等限制测量结果与效率。

3、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种主动变能强子的能量验证，旨在解决现有技术无法进行同步加速器快速变能时束流能量的高精度验证的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种主动变能强子的能量验证方法，所述方法包括以下步骤：

3、获取离子束经过漂移电场电离气体所产生的若干个电子在像素芯片阵列上产生的感应信号；

4、根据获取到所述感应信号的像素芯片阵列的位置得到所述离子束的直线运动轨迹；

5、根据所述运动轨迹得到所述离子束的偏离角度；

6、根据所述偏离角度与所述磁场区域长度得到离子束能量。

7、可选地，所述根据获取到所述感应信号的像素芯片阵列的位置得到所述离子束的运动轨迹，包括：

8、记录所述若干个电子落在所述像素芯片阵列上对应的落点位置与落点幅度；

9、根据所述对应的落点位置与像素位置数据库的映射关系以及落地幅度进行拟合，得到所述离子束的直线轨迹投影；

10、根据所述直线轨迹投影得到所述离子束的运动轨迹。

11、可选地，所述根据所述运动轨迹得到所述离子束的偏离角度，包括：

12、确定所述离子束的发射方向；

13、根据所述运动轨迹的运动方向与所述发射方向得到所述离子束的偏离角度。

14、可选地，所述根据所述偏离角度与所述磁场区域长度得到离子束能量，包括：

15、获取所述磁场区域长度；

16、根据所述区域长度与所述偏离角度得到偏转半径；

17、根据所述磁场强度、所述偏离半径得到所述离子束能量。

18、可选地，所述根据所述偏离角度得到离子束能量之后，还包括：

19、将所述离子束能量与目标离子束能量比较，得到比较结果；

20、根据所述比较结果对所述离子束的发射能量进行调整。

21、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种主动变能强子的能量验证装置，所述主动变能强子的能量验证装置包括：

22、信号获取模块，用于获取离子束经过漂移电场电离气体所产生的若干个电子在像素芯片阵列上产生的感应信号；

23、位置映射模块，用于根据获取到所述感应信号的像素芯片阵列的位置得到所述离子束的直线运动轨迹；

24、角度计算模块，用于根据所述运动轨迹得到所述离子束的偏离角度；

25、能量验证模块，用于根据所述偏离角度得到离子束能量。

26、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种主动变能强子的能量验证设备，所述主动变能强子的能量验证设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的主动变能强子的能量验证程序，所述主动变能强子的能量验证程序配置为实现如上文所述的主动变能强子的能量验证方法的步骤。

27、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有主动变能强子的能量验证程序，所述主动变能强子的能量验证程序被处理器执行时实现如上文所述的主动变能强子的能量验证方法的步骤。

28、本发明通过获取离子束经过漂移电场电离气体所产生的若干个电子在像素芯片阵列上产生的感应信号，根据获取到所述感应信号的像素芯片阵列的位置得到所述离子束的直线运动轨迹，根据所述运动轨迹得到所述离子束的偏离角度，根据所述偏离角度与所述磁场区域长度得到离子束能量，实现了在同步加速器快速变能时对束流能量进行测量，相对于现有技术，本发明不需要在复杂环境中测量，也不需要检测装置进行额外设置即能完成能量测量，并且能够提高对束流能量测试的速度与准确度。

技术特征：

1.一种主动变能强子的能量验证方法，其特征在于，所述方法应用于能量验证装置，所述能量验证装置包括磁场，离子束经过磁场偏转，所述主动变能强子的能量验证方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据获取到所述感应信号的像素芯片阵列的位置得到所述离子束的运动轨迹，包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述运动轨迹得到所述离子束的偏离角度，包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述偏离角度与所述磁场区域长度得到离子束能量，包括：

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述偏离角度得到离子束能量之后，还包括：

6.一种主动变能强子的能量验证装置，其特征在于，所述主动变能强子的能量验证装置包括：

7.一种主动变能强子的能量验证设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的主动变能强子的能量验证程序，所述主动变能强子的能量验证程序配置为实现如权利要求1至5中任一项所述的主动变能强子的能量验证方法的步骤。

8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有主动变能强子的能量验证程序，所述主动变能强子的能量验证程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的主动变能强子的能量验证方法的步骤。

技术总结
本发明属于束流能量探测技术领域，公开了一种用于主动变能强子的能量验证方法、装置、设备及存储介质。本发明通过获取离子束经过漂移电场电离气体所产生的若干个电子在像素芯片阵列上产生的感应信号，根据获取到所述感应信号的像素芯片阵列的位置得到所述离子束的直线运动轨迹，根据所述运动轨迹得到所述离子束的偏离角度，根据所述偏离角度与所述磁场区域长度得到离子束能量，实现了在同步加速器快速变能时对束流能量进行测量，相对于现有技术，本发明不需要在复杂环境中测量，也不需要检测装置进行额外设置即能完成能量测量，并且能够提高对束流能量测试的速度与准确度。

技术研发人员：王珍,吴超达
受保护的技术使用者：贵州师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14