[发明专利]一种重离子布拉格峰在线探测方法及其探测系统

说明书

本发明公开了一种重离子布拉格峰在线探测方法及其探测系统，其中探测系统，包括待探测治疗机头、声学探测器、重离子剂量探测设备、薄壁水箱、三维移动装置以及信号处理设备，所述的探测治疗机头设置在薄壁水箱的前侧，薄壁水箱内设置水，利用探测从治疗机头的同步加速器引出的低流强重离子束流，找到特定能量束流在布拉格峰后方在不同位置的声脉冲信号特征规律，同时根据探测到同一位置的声脉冲信号幅度数据，得到函数规律，在临床应用中，能够通过本探测方法找寻的函数规律，快速定位布拉格峰的具体位置，从而保证布拉格峰位置与计划位置吻合。

技术领域

本发明涉及碳离子声学定位领域，特别是一种重离子布拉格峰在线定位方法及其探测系统。

背景技术

重离子放疗将布拉格峰集中在肿瘤区域，利用其高传能线密度特性杀死肿瘤组织，同时利用坪区和末端传能线密度较低特性尽可能降低正常组织剂量，但由于离子射程不确定客观存在，当布拉格峰位置与计划值发生偏差时肿瘤组织和正常组织实际接受剂量可能随之改变，因此定位布拉格峰在体内实际位置对于重离子精准放疗意义重大；

目前临床还无法实现布拉格峰在线定位，现有方法大都基于次级粒子衰变间接实现布拉格峰定位，效率低，耗时长。由于重离子到达布拉格峰时传能线密度会显著升高，这导致峰周围介质温度短时间内迅速升高，进而产生热声学效应，研究表明，即使对于同步加速器引出的低流强临床重离子束流(质子和碳离子)，其流强与其布拉格峰声脉冲信号幅度依然相关，因此基于上述理论，对重离子布拉格峰在临床中的实际位置以及剂量分布规律的研究成为本领域技术人员所要探索解决的问题。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术中存在的上述不足，实现针对同步加速器引出低流强临床重离子布拉格峰的在线探测，并提供一种重离子布拉格峰在线探测方法及其探测系统。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种重离子布拉格峰在线探测方法，

(1)预先移动声学探测器设置于液体介质内；

(2)由液体介质前侧从治疗机头的同步加速器引出的低流强重离子束流进入液体介质内；

(3)计算获得同步加速器引出束流的布拉格峰理论位置，根据该位置调整声脉冲探测器使其位于布拉格峰后一定距离，布拉峰产生声脉冲信号，由声脉冲信号探测器对声脉冲信号进行探测；

(4)移动声学探测器，对布拉格峰后侧不同位置的声脉冲信号进行探测；

(5)采用声波记录设备对步骤(3)中声学探测器探测在布拉格峰后方不同位置的声脉冲信号特征数据进行采集。

(6)由采集到的声脉冲信号特征数据获得同一能量束流在布拉格峰后不同位置的声信号函数变化规律。

作为优选的：步骤(2)中所述的液体介质采用水并设置在透明的水箱中。

作为优选的：在步骤(4)中采集声脉冲信号后采用重离子剂量探测设备探测布拉格峰释放剂量。

作为优选的：所述的声脉冲信号特征数据为束流开始以及束流结束状态下声波记录设备采集的幅度。

作为优选的：所述的声波记录设备采集的数据经过处理后上传至网络服务器实现在线网络数据同步存储。

针对上述重离子布拉格峰在线探测方法的探测系统，包括待探测治疗机头、声学探测器、重离子剂量探测设备、薄壁水箱、三维移动装置以及信号处理设备，所述的探测治疗机头设置在薄壁水箱的前侧，薄壁水箱内设置水，所述的声学探测器以及重离子剂量探测设备设置于薄壁水箱的水内，所述的三维移动装置设置在薄壁水箱的上侧并且移动部位与声学探测器连接，所述的声学探测器以及重离子剂量探测设备与数据处理主机通信连接。