模塊化輻射束分析器的製作方法

2023-06-12 20:37:51 1

專利名稱：模塊化輻射束分析器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於在目標處測量線性加速器或其它輻射產生設 備的輻射劑量的方法和設備，更具體地，涉及一種可移動的輻射探測 器(通常為電離室)的使用。
背景技術：
用於惡性腫瘤治療的各種已知的醫學技術都涉及輻射的使用。輻 射源(例如，醫學線性加速器)通常用於對病人身體的特定目標區域 產生輻射。使用適當的劑量測定能夠確保將適當的輻射劑量應用到惡 性腫瘤區域，這是極度重要的。當應用輻射時，輻射在惡性腫瘤組織 上產生電離效應，從而消滅惡性腫瘤細胞。只要適當地監控所應用的 輻射的劑量測定，就可以治療惡性腫瘤且不會損害周圍的健康組織。 可利用具有不同特性和輸出級別的加速器。最普通類型的加速器產生
脈沖輻射，其中，其輸出為長方形形狀的光束且其橫截面積通常為16 至100平方釐米之間。常常利用模製或澆注的鉛或史羅本德 (Cerrobend)合金材料，將長方形或正方形轉變為任意期望的形狀。 更先進的加速器使用多葉光柵。其它加速器是連續的或非脈衝的，例 如，鈷輻射器；以及利用掃頻電子束的加速器，其通過改變電磁場的 方法將非常窄的電子束掃過治療區。
為了保證適當的劑量測量，用於治療惡性腫瘤的線性加速器必須 被校準。電子和光子輻射都必須被適當地測量並與具體的設備相關。 專業人員必須確保輻射治療的強度和持續時間都被仔細地計算和管 理，從而產生期望的治療效果並維持病人的安全性。通常要確定例如 平面度、對稱、輻射和光場對準的參數。實際上，使用過多的輻射可 能造成副作用並對周圍組織產生破壞性作用。使用不足量的輻射將不 會釋放足以根除惡性腫瘤的劑量。從而，能夠確定由具體機器產生的
7精確輻射量以及這些輻射量將以何種方式分布在病人體內是很重要 的。
為了在目標區域產生由病人接收的精確估計的輻射，必須產生在 病人體內的不同位置的某種類型的輻射圖案或圖形。這些分布與下列
各項相關1)劑量隨產生百分比深度劑量分布的水深的變化；2)穿 過與產生交叉束分布的輻射源垂直的平面的劑量變化。本發明特別關 注交叉束分布的具體測量。儘管其它分析也很重要，但是此設備的主 要目的是三維輻射場內的射束一致性的變化。
有一些公司為醫院和治療中心提供校準服務。這些技術員必須到 這些機構用其自己的設備對輻射源進行校準。這就需要輕型、易攜帶、 不笨重並能在現場快速裝配和拆卸的輻射測量"i殳備。實際的掃描還應 該在短期內迅速得到結果。這樣的設備允許技術員更有效率並在更短 的時間內校準更多的輻射設備。
一種用於測量由醫學線性加速器產生的輻射的現有系統利用裝有 水的50 x 50 x 50 cm的大水箱。 一組計算^L控制的電才幾通過一系列預 編程的步驟沿著水表面下方的單軸移動輻射探測器。由於人體密度與 水的密度非常接近，因此水箱提供了合適的介質用於創建可能發生在 病人體內的輻射的分布和強度的仿真。前述的水箱通常指水模體。由 線性加速器產生的輻射將直接射入模體箱內的水中，在該點處，利用 輻射探測器能夠測量水中不同深度和位置處的輻射強度。當輻射穿透 水時，直接或主要的射束由水散射，這與輻射束碰撞到病人身體上時 非常相似。被散射的輻射和主要的輻射均由作為輻射探測器一部分的 電離室探測。
電離室基本上是開放的空氣電容器，其產生對應於其容積內所產 生的離子數量的電流。將探測器降低到模體箱內的測量點，並在特定 的時間周期內進行測量。然後，將探測器移到另一測量點並進行第二 點的測量。在每個測量點進行統計上的大量抽樣，同時保持探測器靜 止。
背景技術：
某些現有技術設備已知可用於幫助系統確定特定加速器的適當的 劑量測定及其使用方法。
Sofield的第5,621,214號和第5,627,367號美國專利是針對採用峰 值探測方法論的輻射束掃描儀系統。此設備包括安裝在水模體內的單 軸。在使用中，水模體必須水平放置，參考探測器在射束內保持靜止
儘管這些設備採用了水模體，但其限於使信號探測器沿著單軸移 動並且僅提供射束的平面掃描。
Gentry等人的第2006/0033044 Al號美國專利申請公開針對用於 多能量電子束放射線療法的治療計劃工具。該系統由單獨的計算器構 成，該計算器允許利用標準的單電子束放射線療法設備進行多能量電 子束治療，從而提供改進的劑量分布。通過採用用戶定義的深度-劑量 分布，計算器可以與各種現有標準電子束放射線療法系統一起工作。
本申請的發明人Navarro於2001年5月1號提交的第6,225,622 號美國專利描述了動態輻射測量設備，該設備將電離室移動穿過靜止 的輻射束，以採集該射束區域內的各點處的輻射強度的讀取值。通過 51用將該專利的公開內容併入本文中。
由Westerlund於1991年1月29號提交的第4,988,866號美國專利 針對用於校驗來自用於放射線療法的治療機器的輻射場的測量設備。 該設備包括測量塊並被裝配有場屏蔽線和能量過濾器，其中該測量塊 包括位於蓋板下方的輻射探測器。探測器被連接至用於信號處理和測 量值表示的讀出單元。劑量監控校準探測器以具體幾何圖樣被固定， 以確定輻射場的幾何性。在使用中，該測量設備能夠同時檢驗在測量 塊內的固定位置處由單個輻射源發出的輻射總量。
Schmidt等人的第2005/0173648 Al號美國專利申請公開號針對用 於高能量治療輻射的無線雙模式校準儀。該裝置包括外殼，該外殼具 有相對的第一和第二面並將一組探測器保持在第一和第二面之間。用 於電子的第 一校準材料被定位為截取穿過第 一面至探測器的電子，而 用於光子的第二校準材料被定位為截取穿過第二面至探測器的光子。
這些設備不使用水模體，並且額外地受限於所有電離探測器位於一個平面內。這就不能對散射和通常對輻射治療下的人體進行撞擊的 直接輻射的組合產生合適的三維估計。因而，通過這些設備的使用， 不容易確定現實情況中的精確劑量測定。
由Attix於1991年4月9提交的第5，006，714號美國專利利用特 定類型的閃爍器劑量測量探頭，其不直接測量輻射，而是測量輻射源 的比例光輸出。探頭被設置在聚合體材料中，該聚合體材料在原子數 量和電密度方面接近水或肌肉組織。Attix指出，該探測器的使用將模 體箱內的微擾減至最小。
另外，具有一種稱為Wellhofer瓶-船的裝置，其比傳統水模體利 用更小量的水。Wellhofer設備利用牙輪皮帶和電機組合將探測器移動 穿過水中，從而需要4艮長的初始啟動時間。
因而，需要一種模塊化輻射束分析器設備。該設備應該是可攜式 的並且能夠快速地被裝配使用和拆卸運輸。該設備還應該能夠沿著用 於輻射束的三維掃描的至少兩個軸、更優選地為三個軸，對來自輻射 設備的散射和直接輻射分量進行重複的精確探測。

發明內容
本發明是模塊化輻射束分析器，其用於測量由輻射源產生的輻射 的分布和強度。更特別地，本發明是模塊化輻射掃描設備，其能夠在 多達三個軸上移動輻射探測器用於對輻射束進行精確的三維掃描。
通過使用附接於移動的模塊化平臺的輻射探測器，本發明基於對 模擬的目標區域的輻射進行掃描的一般原理，顯示所釋放劑量的一維、 二維或三維圖。
本發明的模塊化裝置可用於水模體中，或者與對輻射束產生影響 的目標區域的部分進行模擬的固水板或晶片一起使用。因此，當動態 探測器穿過模體或穿過承載著模體的輻射束時，水模體可能移動或不
移動o
在一個實施方式中，模塊化平臺解釋水模體中的探測器。水模體 的使用導致水箱中直接應用的輻射的散射與當直接輻射碰撞在治療中 的人體上時所發生的方式類似。本發明的 一個特徵是產生輻射劑量圖的過程的總體速度；例如，
該模塊化裝置可在5分鐘之內被裝配和拆卸。每個軸被構造和安排為
利用翼型螺釘方便地附接於正交的軸，以加快裝配的速度。可以僅利 用兩個校平螺旋對所有三個軸進行手動校平。可選地，該設備可以進 行電子校平，用計算機將輻射探測器平行於模體箱內的水表面移動。 本發明所利用的控制器允許輻射探測器遞增地和/或連續地移動。
另外，控制器允許對每"步"移動進行高達約42000次抽樣。步長大 小能夠根據期望的精度從O.Ol毫米到1毫米電子地改變。該設備可通 過手控進行手動操作，或者，可選地，控制器可包括計算機，從而掃 描區域可被預編程。其後，掃描將被自動完成。
因此，本發明的基本目標是提供輕便的且易裝配的模塊化裝置用 於輻射探測，該模塊化裝置利用快速和精確的操作進行測量，並有效 地減少了通常所用的掃描系統需要的測量時間。
本發明的另 一 目標是提供包括多達三個軸的模塊化輻射測量設 備，其中，每個軸包括進給絲槓和電力供電的電機。
本發明的又一個目標是提供具有兩個校平測量點的平臺，以相對 於水模體箱內的水表面對裝置的軸進行校平。
本發明的又一個目標是提供用於對設備的移動進行電子校平測量 的系統和方法。
本發明的又一 目標是提供用於將動態平臺穿過用於輻射測量的輻 射束移動的系統和方法。
本發明的又一 目標是提供唯一形狀的水模體，其用於輻射的直接測量。
通過下文結合本文中的任意附圖進行的描述，本發明的其它目標 和優點將變得更加顯著，其中，附圖通過圖表、實施例和本發明的特 定實施方式給出。包含在本文中的任意附圖構成了本說明書的一部分， 包括了本發明的示例性實施方式，並說明了本發明的各種目標和特徵。


圖1是本發明的一個實施方式的頂部透視圖；圖2是本發明的X軸導軌的一個實施方式的正視圖； 圖3是本發明的X軸導軌的一個實施方式的後視圖； 圖4是本發明的X軸導軌的一個實施方式的仰視圖； 圖5是本發明的Z軸導軌的一個實施方式的正視圖； 圖6是本發明的Z軸導軌的一個實施方式的後視圖； 圖7是本發明的Z軸導軌的一個實施方式的側視圖； 圖8是本發明的Z軸導軌的一個實施方式的部分立體圖，其圖示 了本發明的滑架、第三進給絲槓和總軸；
圖9是本發明的Y軸導軌的一個實施方式的頂視圖； 圖IO是圖9中的Y軸導軌的右側視圖； 圖11是圖9中的Y軸導軌的端視圖12是如圖9所示的Y軸導軌的部分立體圖，其圖示了 Y軸滑
架；
圖13圖示了本發明對輻射探測裝置進行電子校平的方法；
圖14圖示了為了便於運輸將X、Y和Z軸導軌裝入存儲箱的立體
圖15圖示了與梯形箱結合的X軸導軌的透視圖，用於組織最大
比和/或組織模體比的直接測量；
圖16圖示了在圖15中所示的實施方式的操作的立體圖17圖示了實施方式中所用的X軸和Y軸，以及動態才莫體的立體圖。
具體實施例方式
參見圖1和14，圖示了用於測量由輻射源產生的輻射的分布和強 度的模塊化輻射束分析器10。輻射束分析器IO通常包括模體箱11， 模體箱ll被構造和安排為包含密度與人體密度接近的材料。通常，將 模體箱的尺寸設計為容納輻射束分析器的X軸模塊20、 Y軸模塊60 和Z軸模塊32。箱的底部和各壁可由丙烯或其它合適的材料構成。當 裝入水時，箱11用作為模擬輻射治療下的病人身體的水模體。獨立的 X軸、Y軸和Z軸模塊被構造和安排為整潔地裝配在方便攜帶的攜帶式儀器箱102內。各個軸還被構造和安排為相對於其它軸獨立操作。 以這種方式，可在期望的位置將期望數量的軸快速地裝配在一起，並 可利用預定裝配可以快速地進行輻射測量。
參見圖1至4, X軸模塊20包括基本上延伸穿過模體箱11的上 部的X軸導軌21 (圖2至4)。 X軸導軌包括可滑動地固定於X軸導 軌21並用於受控地沿著其長度移動的X軸滑架22A和22B。在優選 的實施方式中，X軸導軌21包括可旋轉地安裝於其上的第一進給絲槓 24。第一進給絲槓24可操作地連接於X軸滑架22A以在第一進給絲 槓的旋轉過程中為X軸滑架22A提供線性移動。第一步進電機26可 操作地連接於第一進給絲槓，用於第一進給絲槓的受控的雙向旋轉。 在一個實施方式中，步進電機通過傳動牙輪皮帶(geared timing belt)
(未示出)被連接至第一進給絲槓。可選地，在不背離本發明的範圍 的前提下，能夠利用齒輪、鏈條、電纜及其適當的組合將步進電機連 接至第一進給絲槓。第一步進電機26與控制器12進行電通信，以使 控制器12提供電命令並在需要時從第一步進電機26接收反饋。兩個 校平螺旋28和30也固定於X軸導軌上。校平螺旋28與箱子的上表 面共同在一個平面內提供所有三個軸的校平測量。而校平螺旋30與箱 的內表面一起在第二平面內提供所有三個軸的校平測量。以這種方式， 可以僅利用兩個校平螺旋就對所有三個軸進行校平測量。
參見圖5至8，圖示了 Z軸模塊32。 Z軸模塊通過翼型螺釘34被 固定於X軸滑架22A和22B,用於與其一起移動。Z軸滑架36可滑 動地固定於Z軸導軌38用於受控地沿著其長度移動。Z軸導軌38包 括可旋轉地安裝於其上的第三進給絲槓。第三進給絲槓40可操作地連 接於Z軸滑架36以在第三進給絲槓的旋轉過程中為Z軸滑架36提供 線性移動。第三步進電機42可操作地連接於第三進給絲槓40,用於 第三進給絲槓40的受控的雙向旋轉。在一個實施方式中，步進電機 42通過傳動牙輪皮帶(未示出)連接於第三進給絲槓40。可選地，在 不背離本發明範圍的前提下，可利用齒輪、鏈條、電纜及其適當的組 合將步進電機42連接至第一進給絲槓。第一步進電機42與控制器12
(圖1)進行電通信，以使控制器12提供電命令並在需要時從第一步
13進電機42接收反饋。Z軸導軌還包括可旋轉地固定於其上的總軸44。總軸可操作地連接至第二步進電機46，用於第二步進電機46的選擇性的雙向旋轉。第二步進電機與控制器12 (圖1)進行電通信。總軸被構造和安排以包括基本上沿其長度延伸的至少 一個或多個花鍵48(優選地為多個)。第一傘齒輪50可滑動地安裝在總軸上。傘齒輪50被固定於Z軸滑架36，從而與Z軸滑架36—起移動。Z軸滑架被裝配有孔52，孔52#皮定位為當Y軸60 (圖9) ^^皮固定於Z軸32時允許固定於Y軸進給絲槓56的第二傘齒輪54 (圖11)能夠與第一傘齒輪50接合。以這種方式，第二進給電機46為總軸提供旋轉，然後通過傘齒輪將相同或類似的旋轉傳遞給Y軸進給絲槓並遍及Z軸滑架36的整個移動範圍以引起Y軸滑架的移動。
參見圖9至12，圖示了 Y軸模塊60。 Y軸模塊包括Y軸導軌62。Y軸導軌通過翼型螺釘34固定於Z軸滑架36，用於與Z軸滑架36 —起移動。Y軸滑架64可滑動地固定於Y軸導軌62用於受控地沿著其長度移動。至少一個輻射探測探頭66(圖1)通過翼型螺釘68固定於Y軸滑架，用於與Y軸滑架一起移動。輻射探測探頭優選地是電離室，然而，應該注意，在不背離本發明範圍的前提下，可利用其它合適的輻射探測探頭，例如但不限於二極體等。如在現有技術中眾所周知地，輻射探測探頭被電連接至控制器12。 Y軸導軌62包括可旋轉地安裝於其上的第二進給絲槓56。第二進給絲槓可操作地連接於Y軸滑架64,以在第二進給絲槓的旋轉過程中為Y軸滑架64提供線性移動。
參見圖1至12,應該注意，為了氧化控制、耐磨性和外觀，X、Y和Z軸模塊優選地由具有堅硬的陽極氧化表面的鋁構成。然而，應該注意，在不背離本發明範圍的前提下，可利用現有技術中眾所周知的適用於構造導軌、滑架和進給絲槓的其它材料。這些材料可包括但不限於金屬、塑膠以及適當的合成物。還應該注意，儘管步進電機是用於進給絲槓旋轉的優選的實施方式，但是，在不背離本發明範圍的前提下，可利用適用於提供平滑受控旋轉和/或提供反饋至控制器的其它電機，例如伺服電機等。
參見圖1，圖示了輻射束分析器。控制器包括具有至少一個手動可操作構件74 (例如，開關)的手動控制72，用於指示操作員指定的
軸滑架的手動控制移動的期望方向的輸入。在優選的實施方式中，控
制器包括被電連接於其上並用於可操作地控制軸移動的計算機76，該計算機被構造和安排為從操作員接收命令，以使輻射探測探頭在計算機控制下在二維或三維空間內的整個預定範圍內移動。響應於發生的輻射測量，計算機被構造和安排為生成所記錄的與掃描相關的輻射束的密度和分布的圖形表示78。
參見圖13，圖示了電子校平測量方法的圖形表示。在該實施方式中，計算機被構造和安排以允許相對於輻射箱內的水的上表面進行軸的電子校平。為了實現電子校平，在接近水表面深度上進行大約30 cmx 30cm的大範圍的掃描，該掃描由線80表示。第一次掃描優選地在現有技術中稱為Dmax的深度上進行，或者在模體箱內最高輻射處的的深度上進行。然後，在接近模體箱的底部約30 cm的深度上進行相同區域範圍的第二次掃描，該掃描由線82表示。找出每次掃描80和82的輻射場的中心。由線84表示的理論線穿過該場中心。因為水深度的變化導致輻射強度的變化，因此線84基本上垂直於水的上表面。該計算機包括一種算法，該算法利用線84創建基本上平行於水的上表面的基準面。然後，計算機可操作軸的移動，以將探頭保持在平行於基準面的路線上，從而保持在平行於水的上表面的路線上。
參見圖15和16，圖示了一種利用X軸模塊直接測量組織最大比(TMR)和/或組織才莫體比(TPR)的可選方法。在該實施方式中，X軸模塊20被固定於與圖1所示的垂直方向成90度角的底板構件86。梯形的水箱88被固定於X軸導軌21的滑架22A和22B，用於與滑架22A和22B—起移動。梯形箱具有底糹反90和梯形直立平面壁，包括短壁92、相對的長壁94以及連"l妄相對兩個壁的兩個側壁96。箱的底板和壁，由丙烯或其它iT—當的材料構成。^T用適當的探頭固定:^T備IOO將輻射探測探頭66固定在固定位置。當箱88裝有水時，箱88作為模擬輻射治療下的病人身體的水模體。梯形減少了用於標度所必須的水量，並無需如現有技術所需的往箱內進水或從箱內抽水。在操作中，水模體的深度不會受影響，但是，輻射束可以與垂直方向成90度角(如圖16所示)，並與靠近輻射源98放置的短壁92成90度角，其中，輻射源98將水模體的水平尺寸與射束的加寬散射對準。箱沿著X軸導軌朝輻射源方向移動並進行輻射級別的測量。該過程的持續時間大約為1分鐘。
參見圖17,圖示了一種利用X軸模塊和Y軸模塊與動態模體相結合的可選方法。在該實施方式中，X軸模塊20被固定於與圖1所示的垂直方向成90度角的底板構件86。 Z軸模塊32被固定於X軸模塊20,用於動態模體104的二維移動。在操作中，動態模體在兩個軸上移動並且進行輻射級別的測量。該過程的持續時間大約為1分鐘。對動態才莫體及其應用的更詳細描述可在本申請的發明人的第6,255,622號美國專利中找到，其全部內容通過引用併入本文。
術人員有指導作用。通過引用將上述所有專利和公開文本併入本文，就像通過引用將各個公開文本具體地、分別地併入本文。
可理解本發明的某些形式被圖示，但是並不受限於本文所描述的具體形式或安排。對於本領域的技術人員來說顯而易見的是，在不背離發明範圍的前提下可進行各種修改，這並不受限於本文中的說明書和任意附圖所描述的內容。
本領域的技術人員能夠很容易地理解本發明能夠實現各種目標並獲得所提和固有的結果和優點。本文描述的實施方式、方法、處理和技術代表目前優選的實施方式，是示例性的而不是對其範圍的限制。本領域技術人員可在本發明以及權利要求所限定的範圍內進行修改。儘管本發明描述了具體的、優選的實施方式，但是可理解本發明不應受限於這些具體的實施方式。對於本領域技術人員來說顯而易見的是，可在權利要求的範圍內對本發明所描述的方式進行各種修改。
權利要求
1. 一種用於測量由輻射源產生的輻射的分布和強度的模塊化輻射束分析器，其包括模體箱，其被構造和安排為包含密度接近於人體密度的材料，所述模體箱的尺寸被設計為容納所述輻射束分析器的X軸模塊、Y軸模塊和Z軸模塊；所述X軸模塊，其包括基本上延伸穿過所述模體箱的上部的X軸導軌，所述X軸導軌包括能夠滑動地固定於其上並用於受控地沿著其長度方向移動的X軸滑架；所述Z軸模塊，其包括Z軸導軌，所述Z軸導軌被固定於所述X軸滑架並用於與所述X軸滑架一起移動，所述Z軸導軌包括能夠滑動地固定於其上並用於受控地沿著其長度方向移動的Z軸滑架；所述Y軸模塊，其包括Y軸射束構件，所述Y軸射束構件被固定於所述Z軸滑架並用於與所述Z軸滑架一起移動；至少一個輻射探測探頭，其被固定於所述Y軸射束構件並被構造和安排為感應光子和電子；控制器，其電連接至所述X軸和所述Z軸並用於向所述X軸和所述Z軸提供電信號，其中，所述控制器包括能夠手動操作的構件，用於指示所述X軸滑架和Z軸滑架的手動控制移動的期望方向的輸入，以使所述劑量測量探頭穿過容積空間的移動提供數據以確定輻射束的輻射強度和分布。
2. 如權利要求1所述的模塊化輻射束分析器，其中，所述Y軸射 束構件被構造和安排為沿著所述Y軸射束構件的長度方向對所述劑量 測量探頭進行無限的手動定位。
3. 如權利要求1所述的模塊化輻射束分析器，其中，所述X軸導 軌包括能夠旋轉地安裝於其上的第一進給絲槓以及能夠操作地連接至 所述第一進給絲槓的第一步進電機，所述第一進給絲槓能夠操作地連接至所述X軸滑架以在所述第 一進給絲槓旋轉的過程中為所述X軸滑 架提供線性移動，所述第一步進電機用於所述第一進給絲槓的受控的雙向旋轉並與所述控制器進行電通信；其中，所述Z軸導軌包括能夠旋轉地安裝於其上的第三進給絲槓 以及能夠操作地連接至所述第三進給絲槓的第三步進電機，所述第三 進給絲槓能夠操作地連接至所述Z軸滑架以在所述第三進給絲槓的旋 轉過程中為所述Z軸滑架提供線性移動，所述第三步進電機用於所述 第三進給絲槓的受控的雙向旋轉並與所述控制器進行電通信。
4. 如權利要求1所述的模塊化輻射束分析器，其中，所述Y軸包 括Y軸導軌，所述Y軸導軌被固定於所述Z軸滑架用於與其一起移動， Y軸滑架可滑動地固定於所述Y軸導軌並受控地沿著其長度移動，至 少一個劑量測量探頭被固定於所述Y軸滑架用於與其一起移動，所述 控制器被電連接至所述Y軸用於為其提供電信號，所述控制器包括手 動可操作的構件，用於指示期望方向的輸入，用於所述Y軸滑架的手 動控制的移動，所述劑量測量探頭穿過三維容積空間的移動提供數據 以確定輻射的密度和分布。
5. 如權利要求4所述的模塊化輻射束分析器，其中，所述Y軸導 軌包括能夠旋轉地安裝於其上的第二進給絲槓以及能夠操作地連接至 所述第二進給絲槓的第二步進電機，所述第二進給絲槓能夠操作地連 接至所述Y軸滑架以在所述第二進給絲槓的旋轉過程中為所述Y軸滑 架提供線性移動，所述第二步進電機用於所述第二進給絲槓的受控的 雙向旋轉並與所述控制器進行電通信。
6. 如權利要求4所述的模塊化輻射束分析器，其中，所述Z軸導 軌包括能夠旋轉地固定於其上的總軸，所述總軸能夠操作地連接至第 二步進電機用於所述第二步進電機的選擇性的雙向旋轉，所述第二步 進電機與所述控制器進行電通信，所述總軸能夠操作地連接至所述第 二進給絲槓以提供所述第二進給絲槓的旋轉移動，所述總軸的旋轉引起所述第二進給絲槓的旋轉，從而引起所述Y軸滑架的移動。
7. 如權利要求6所述的模塊化輻射束分析器，其中，所述總軸包 括基本上沿著其長度延伸的至少 一個花鍵，第 一傘齒輪可滑動地安裝 在所述的總軸上用於與所述Z軸滑架一起移動，所述至少第一傘齒輪 被構造和安排為能夠操作地與所述第二進給絲槓接合。
8. 如權利要求1所述的模塊化輻射束分析器，其中，所述控制器 包括用於能夠操作地控制所述第二步進電機和所述第三步進電機的計 算機，所述計算機被構造和安排為從操作員接收命令來使所述劑量測 量探頭在計算機控制下穿過所述二維空間的預定區域。
9. 如權利要求8所述的模塊化輻射束分析器，其中，所述計算機 被構造和安排為測量和記錄所述劑量測量探頭的相對位置以及與所述 相對位置相關的所述輻射束的密度和分布。
10. 如權利要求9所述的模塊化輻射束分析器，其中，所述計算 機被構造和安排為產生所記錄的、與所述相對位置相關的所述輻射束 的密度和分布的圖形表示。
11. 如權利要求1所述的模塊化輻射束分析器，其中，所述劑量 測量探頭是電離室。
12. 如權利要求1所述的模塊化輻射束分析器，其中，所述輻射 束是由線性加速器產生的。
13. 如權利要求1所述的模塊化輻射束分析器，其中，所述輻射 束是由鈷輻射器產生的。
14. 如權利要求4所述的模塊化輻射束分析器，其中，所述控制器包括用於能夠操作地控制所述第一步進電機、所述第二步進電機和 所述第三步進電機的計算機，所述計算機被構造和安排為從操作員接 收命令，以使所述劑量測量探頭在所述計算機的控制下穿過所述三維 空間的預定區域。
15. 如權利要求14所述的模塊化輻射束分析器，其中，所述計算機被構造和安排為產生所記錄的、與所述相位位置相關的所述輻射束 的密度和分布的圖像表示。
16. 如權利要求15所述的模塊化輻射束分析器，其中，所述計算 機被構造和安排為產生所記錄的、與所述相對位置相關的所述輻射束 的密度和分布的圖形表示。
17. 如權利要求4所述的模塊化輻射束分析器，其中，所述劑量 測量探頭是電離室。
18. 如權利要求4所述的模塊化輻射束分析器，其中，所述輻射 束是由線性加速器產生的。
19. 如權利要求4所述的模塊化輻射束分析器，其中，所述輻射 束是由鈷輻射器產生的。
20. —種將輻射束分析器探頭相對於包含在模體箱內的水的上表 面進行電子校平的方法，其包括如下步驟在基本上為包含在所述模體箱內的所述水的上表面的深度處掃描 輻射束的第一分布；在基本上接近所述模體箱的底面的深度處掃描所述輻射束的第二分布；確定第 一 次掃描的輻射場的中心點； 確定第二次掃描的輻射場的中心點；連接所述第一次掃描的所述中心點和所述第二次掃描的所述中心點以創建基準線，所述基準線基本上垂直於包含在所述模體水箱內的所述水的所述上表面；將所述基準線輸入算法以創建參考基準面，所述基準面基本上平行於包含在所述模體水箱內的所述水的所述上表面；操作所述探頭的移動以維持基本上平行於所述基準面的路線。
21. —種測量組織最大比輻射的方法，其包括如下步驟提供X軸模塊，所述X軸模塊包括X軸導軌，所述X軸導軌具有能夠滑動地固定於其上並受控地沿著其長度方向移動的X軸滑架；將梯形水模體箱固定於所述X軸導軌用於與其一起移動；將輻射探測探頭固定於所述箱內的預定位置處，使得所述箱在所述探頭基本上不移動的情況下沿著所述X軸移動；在所述箱內裝入具有密度接近於人體密度的材料；將輻射束定向為使所述輻射束的加寬散射與所述箱的各維度對準；將所述箱沿著所述x軸導軌朝所述輻射束的源移動，同時利用所述輻射探測〗笨頭進行輻射級測量。
22. —種測量由輻射源產生的輻射的分布和強度的方法，其包括如下步驟提供X軸模塊，所述X軸模塊包括X軸導軌，所述X軸導軌具有能夠滑動地固定於其上並受控地沿著其長度方向移動的X軸滑架；將Z軸模塊固定於所述X軸滑架用於與其一起移動，所述Z軸模塊具有Z軸導軌，Z軸滑架能夠滑動地固定於所述Z軸導軌並用於受控地沿著所述Z軸導軌的長度方向移動；將動態模體固定於所述Z軸滑架用於與其一起移動；將所述動態模體穿過預定的二維路徑移動，使得所述動態模體穿過輻射束；當所述動態模體穿過所述輻射束時，記錄多個輻射測量值。
全文摘要
本發明是一種模塊化輻射束分析器，其用於測量由輻射源產生的輻射的分布和強度。特別地，本發明是包括多達三個模塊的模塊化輻射掃描設備。通過選擇和裝配預定數量的模塊，可通過多達三個軸對輻射探測器進行操作，其中，這三個軸用於輻射束掃描以及直接組織最大比(TMR)和/或組織模體比(TPR)掃描。
文檔編號G02B6/36GK101479634SQ200780023775
公開日2009年7月8日 申請日期2007年1月25日 優先權日2006年6月28日
發明者丹尼爾·納瓦羅 申請人:丹尼爾·納瓦羅