專利名稱：模擬釋放到物體上的輻射劑量的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及用于預(yù)測輻射劑量的方法和設(shè)備，尤其涉及模擬在輻照室中經(jīng)受多點(diǎn)輻照的產(chǎn)品的總輻射劑量。
背景技術(shù)：
很多人造產(chǎn)品，包括醫(yī)療設(shè)備和各種附件、制藥或生物技術(shù)物料、食品等需要經(jīng)過輻射能的輻照。這種輻照通常用來把微生物和細(xì)菌的數(shù)量減少到可以接受的水平，或者用來改變產(chǎn)品或其材料的特性。這種輻照過程被稱為“殺菌”或“輻照”，通常是把產(chǎn)品暴露在伽馬射線、X射線或其它輻射源中一段預(yù)定時間，從而達(dá)到所需的結(jié)果。該結(jié)果由劑量表示，通常以Kilogray或Megarad為單位，并且在產(chǎn)品上和/或內(nèi)部的一個或更多個位置進(jìn)行測量。產(chǎn)品暴露于輻射中的時間越長，劑量就越大。
對于需要減少微生物數(shù)量的產(chǎn)品而言，最小接收劑量所在的位置具有特殊的意義，因?yàn)檫@里可能是受輻照后剩余的殘留微生物數(shù)量最多的位置。在與之相反的另一種極端情況是輻照過多的輻射會對產(chǎn)品的特性產(chǎn)生不利的影響。例如，某些塑料會在受過量輻照后變黃或者出現(xiàn)裂紋。制造商因此對最小和最大極限劑量的位置和數(shù)量很感興趣，以確定和檢驗(yàn)工藝參數(shù)。這些極限的確定非常困難、耗時而且不精確。如下所述，這些量的確定高度地取決于多個變量，其中許多變量在給定的產(chǎn)品進(jìn)行輻照時是未知的或者是無法控制的。最終結(jié)果是被輻照的產(chǎn)品可能在常規(guī)處理中沒有接受到規(guī)定的劑量?？梢允褂枚喾N方法對實(shí)際劑量進(jìn)行檢驗(yàn)，其中包括被稱為“劑量計(jì)”的輻射敏感帶。不過這種檢驗(yàn)只能在輻照處理之中或之后進(jìn)行。相應(yīng)地，沒有提供對在任意的具體處理?xiàng)l件下產(chǎn)品接收到的劑量進(jìn)行預(yù)測或估計(jì)的指導(dǎo)。如果沒有這種預(yù)測能力，若釋放的劑量超出最小或最大劑量，則產(chǎn)品就存在危險(xiǎn)。釋放的劑量超出最小或最大劑量，則產(chǎn)品就存在危險(xiǎn)。
因?yàn)榉派湓?例如由鈷60構(gòu)成的放射性同位素)中使用的材料非常昂貴并且其處理非常危險(xiǎn)，所以處理是在特別建造的具有厚水泥墻的室中進(jìn)行的。建造、擁有和經(jīng)營此類設(shè)施所需的專門知識、高成本及維持費(fèi)用使得大多數(shù)制造商不能經(jīng)營自己的殺菌設(shè)施。事實(shí)上，一些公司在市場上提供承包殺菌服務(wù)。放射性同位素非常昂貴并且不斷地衰變(鈷60每5.25年就失去其一半效能)，因此，承包殺菌公司設(shè)計(jì)其殺菌室，并且安排生產(chǎn)運(yùn)行以有效地使用輻射源。通常將殺菌室設(shè)計(jì)得可以同時容納許多不同的產(chǎn)品。此外，還通常安排殺菌室盡可能地裝滿其容積。通常情況下，傳送帶輸送產(chǎn)品經(jīng)過布置在位于中央的輻射源材料兩側(cè)中的一系列行。產(chǎn)品移動通過一系列預(yù)定的位置，在每個位置停留預(yù)定的時間。在一些殺菌室的配置中，產(chǎn)品會多次經(jīng)過殺菌室，每次處于不同的高度或水平面。
產(chǎn)品的多行排列(有時位于一個以上的水平面)意味著給定的產(chǎn)品只有在處于緊鄰一個輻射源的行中時才會清楚地“看到”該輻射源。在其它位置會被位于該產(chǎn)品與輻射源之間的產(chǎn)品和其它元件部分地屏蔽。高密度的干涉產(chǎn)品會比低密度的干涉產(chǎn)品吸收更多的入射能量。其效果非常嚴(yán)重，以致于在許多情況下，目標(biāo)產(chǎn)品會接受到指定范圍以外的劑量。為避免出現(xiàn)這種不能接受的結(jié)果，許多產(chǎn)品不能與那些將會對其劑量產(chǎn)生不利影響的產(chǎn)品一起接受輻照。由于面臨著高效率地填充殺菌室而又要注意到各種產(chǎn)品的劑量規(guī)格的需要，所以殺菌室經(jīng)營者在制定其日常生產(chǎn)計(jì)劃時使用特定的啟發(fā)式規(guī)則。這些規(guī)則通常依賴于產(chǎn)品特性(例如，產(chǎn)品密度)和由目標(biāo)產(chǎn)品獲取的特征數(shù)據(jù)。特征數(shù)據(jù)包括在已知條件下收集的樣本產(chǎn)品的接收劑量，從而為將來處理建立參數(shù)。有了特征數(shù)據(jù)、產(chǎn)品特性和公司的計(jì)劃規(guī)則，就可以安排并有選擇地監(jiān)視產(chǎn)品，以保證產(chǎn)品相容。
這種方法導(dǎo)致了很多問題。因?yàn)樵谌我鈺r間均有大量等待處理的產(chǎn)品，所以產(chǎn)品很少會被按照其特征化時那樣的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。因?yàn)橹車漠a(chǎn)品會對給定產(chǎn)品吸收的劑量產(chǎn)生如上所述的顯著影響，所以某些產(chǎn)品可能會超出其處理規(guī)范(即，落在指定范圍之外)。而且，因?yàn)樵谔卣骰^程中確定的最小和最大劑量位置在產(chǎn)品處于不同的條件下進(jìn)行加工時可能會改變，所以產(chǎn)品接收到的劑量可能會小于指定的最小劑量，而察覺不到，從而無法實(shí)現(xiàn)殺菌的目的。此外，在產(chǎn)品上放置劑量計(jì)需要的時間和費(fèi)用、以及其數(shù)值的處理、測量和記錄的工作，使得在產(chǎn)品運(yùn)行中無法詳盡地監(jiān)視每一個產(chǎn)品。只能使用一種推斷結(jié)果劑量的簡單方法來將不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、全異的處理規(guī)格和交貨保證調(diào)和到一個高效的生產(chǎn)計(jì)劃中。結(jié)果產(chǎn)生了并非最佳的計(jì)劃，昂貴的輻射源沒有得到最佳的使用，并且輸出劑量可能不合適。產(chǎn)品調(diào)度員目前還不能預(yù)計(jì)產(chǎn)品計(jì)劃對任意產(chǎn)品的接收劑量產(chǎn)生的影響，這就導(dǎo)致要依賴一些主觀因素。因此就不能獲得一致的處理結(jié)果。
例如QAD等公共軟件不能在制造環(huán)境中使用。為了模擬產(chǎn)品經(jīng)過輻射源的運(yùn)動，這些公共方法使用經(jīng)典的射線跟蹤技術(shù)，但是在每一個步驟上卻還需要單獨(dú)的、連續(xù)的幾何定義。當(dāng)產(chǎn)品經(jīng)過預(yù)定的位置時，必須在每一個位置提供一組新的幾何定義，而且要窮舉地計(jì)算，并且還必須在每個預(yù)定位置上的每個點(diǎn)處應(yīng)用射線跟蹤技術(shù)。使用射線跟蹤技術(shù)所耗費(fèi)的超額時間，包括每個步驟上執(zhí)行的窮舉幾何計(jì)算，以及產(chǎn)品經(jīng)過輻照室時在每個步驟上提供輸入所帶來的負(fù)擔(dān)，使得經(jīng)典射線跟蹤技術(shù)不實(shí)用。
因此，需要解決當(dāng)前技術(shù)存在的問題以提供一種方法和設(shè)備，用于模擬在輻照室中產(chǎn)品的每個位置上的各個點(diǎn)所接收的輻射劑量，以及產(chǎn)品通過輻照室后產(chǎn)品上的各個點(diǎn)所接收到的總輻射劑量。

發(fā)明內(nèi)容
一般地說，本發(fā)明通過提供一種方法和設(shè)備滿足了這些要求，該方法和設(shè)備用于模擬產(chǎn)品在輻照室的各個點(diǎn)上接收到的輻射劑量和產(chǎn)品在輻照室中行進(jìn)時所接收的總輻射劑量。應(yīng)該意識到，本發(fā)明能夠以許多種方式來實(shí)現(xiàn)，其包括程序、裝置、系統(tǒng)或者設(shè)備。以下描述了本發(fā)明的幾個實(shí)施例。
在一個實(shí)施例中，提供了一種用于確定要通過輻照室的產(chǎn)品所接收的輻射劑量的計(jì)算機(jī)模擬，其中該產(chǎn)品要在輻照室中的一組位置上靜止。該方法從產(chǎn)品上定義一個點(diǎn)開始。然后，確定在輻照室中所述一組位置中的每一個位置處產(chǎn)品上的所述點(diǎn)與輻射源之間的預(yù)先計(jì)算的長度。接著，使用該預(yù)先計(jì)算的長度來計(jì)算每個位置處產(chǎn)品上的所述點(diǎn)所接收的輻射劑量。
在另一個實(shí)施例中，提供了一種用于模擬通過輻照室的產(chǎn)品所接收的輻射劑量的方法，其中該輻照室具有輻射源，從該輻射源發(fā)出輻射射線。該方法從在產(chǎn)品上確定一個點(diǎn)開始。接著，確定輻射源上的源點(diǎn)。然后，定義輻照室中的各個區(qū)域，其中沿著一條路徑定義各個區(qū)域。接著，計(jì)算各個區(qū)域?qū)脑袋c(diǎn)射到產(chǎn)品上的輻照射線的影響。接下來，累計(jì)產(chǎn)品上每個點(diǎn)的影響，以提供產(chǎn)品上每個點(diǎn)所接收到的輻射劑量。
在另一個實(shí)施例中，提供了一種用于預(yù)測通過輻照室的產(chǎn)品上的劑量計(jì)所接收的輻射劑量的計(jì)算機(jī)模擬方法，其中產(chǎn)品在輻照室中的一組位置上停留時暴露在位于輻照室中的輻射源的輻射中。開始，計(jì)算機(jī)在輻照室中對于所述一組位置中的每一個位置為每個劑量計(jì)定義一個位置。然后，計(jì)算所述一組位置中的每一個位置處從輻射源上的一組源點(diǎn)至劑量計(jì)的長度。接著，將定義的位置和計(jì)算的長度存儲在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。接下來，使用計(jì)算的長度來確定所述一組位置中的每一個位置處每個劑量計(jì)所接收的輻射劑量。
在另一個實(shí)施例中，提供了一種用于模擬輻照室中的產(chǎn)品所接收的輻射劑量的方法。開始，該方法讀取輻射器隔間的幾何參數(shù)。在此設(shè)定了區(qū)域，計(jì)算并存儲每個區(qū)域的固定區(qū)域長度。然后定義接收器點(diǎn)數(shù)組。接收器點(diǎn)數(shù)組包括針對位于產(chǎn)品經(jīng)過隔間時的多個停留位置處的劑量計(jì)的一組項(xiàng)目。然后計(jì)算并跟蹤經(jīng)過每個區(qū)域的射線。在此，產(chǎn)品通過隔間時，將射線限定在所述多個源點(diǎn)中的每一個源點(diǎn)和產(chǎn)品的劑量計(jì)之間。每個射線定義了射線段，射線段具有由所述固定區(qū)域長度所定義的長度。然后，計(jì)算每個所跟蹤的射線的部分劑量。接著，當(dāng)產(chǎn)品完成了它在隔間中的行程時，把部分劑量累積來提供劑量計(jì)的總劑量。然后提供產(chǎn)品的劑量計(jì)的總劑量。
在另一個實(shí)施例中，提供了一種用于模擬產(chǎn)品所接收的從處理源發(fā)出的輻射的劑量水平的方法。開始，該方法建立源點(diǎn)，源點(diǎn)位于處理源上。接著，計(jì)算每個源點(diǎn)的射線長度。在此，每個射線長度表示從源點(diǎn)至與產(chǎn)品相關(guān)的劑量計(jì)的路徑。然后，確定每條射線長度的區(qū)域長度。接著，確定區(qū)域材料。接著計(jì)算對于每個區(qū)域長度每種區(qū)域材料對劑量計(jì)從處理源接收到的劑量水平的影響。然后累計(jì)劑量計(jì)從每個處理源接收到的部分劑量的總和。
在另一個實(shí)施例中，提供了一種用于預(yù)測當(dāng)產(chǎn)品在輻照室中通過連續(xù)的停留位置接受處理時產(chǎn)品所接收的劑量水平的方法，其中輻照室包括輻射源并且輻射源由多個源點(diǎn)定義。該方法從讀取輻照室的幾何參數(shù)開始，其中該幾何參數(shù)把輻照室區(qū)域描述為固定區(qū)域和可變區(qū)域。接著初始化區(qū)域特征數(shù)組和劑量計(jì)數(shù)據(jù)數(shù)組。區(qū)域特征數(shù)組包括固定區(qū)域的材料成分和可變區(qū)域的默認(rèn)材料成分。劑量計(jì)數(shù)據(jù)數(shù)組包括與產(chǎn)品相關(guān)的每個劑量計(jì)的坐標(biāo)。接著，讀取產(chǎn)品計(jì)劃。產(chǎn)品計(jì)劃包括產(chǎn)品的每個劑量計(jì)的名稱、產(chǎn)品在每個停留位置上所停留的時間以及可變區(qū)域的可變材料成分，其中用可變材料成分來替代默認(rèn)材料成分。然后，創(chuàng)建接收器點(diǎn)數(shù)組，其中各個接收器點(diǎn)數(shù)組與劑量計(jì)數(shù)組的各個劑量計(jì)相對應(yīng)。每個接收器點(diǎn)數(shù)組包括產(chǎn)品的各個停留位置的項(xiàng)目，其中各個項(xiàng)目包括劑量計(jì)絕對坐標(biāo)。接下來創(chuàng)建源點(diǎn)數(shù)組，其中各個源點(diǎn)數(shù)組與各個接收器點(diǎn)數(shù)組的各個項(xiàng)目對應(yīng)。各個源點(diǎn)數(shù)組包括固定區(qū)域效果，固定區(qū)域效果反映了固定區(qū)域衰減。再計(jì)算各個源點(diǎn)和各個劑量計(jì)之間的射線軌跡。然后讀取區(qū)域長度數(shù)組，其中區(qū)域長度數(shù)組包括每條射線通過各個區(qū)域的射線長度。接下來獲取可變區(qū)域的可變材料成分。然后對于各個源點(diǎn)計(jì)算對于各個射線長度的可變區(qū)域輻射源的衰減，其中從區(qū)域長度數(shù)組中提取各個射線長度。接著，累計(jì)對各個區(qū)域和每條射線在各個停留位置上劑量計(jì)接收的劑量水平。然后，累計(jì)從各個停留位置上累計(jì)的劑量水平以便提供通過輻照室時各個劑量計(jì)所接收的總劑量。
在另一個實(shí)施例中，提供了一種用于預(yù)測處理室中的產(chǎn)品所接收的輻射劑量的方法。該方法從定義產(chǎn)品的材料類型開始。接著，定義產(chǎn)品在處理室中的位置。接下來預(yù)先計(jì)算對于處理室中各個位置輻射源和產(chǎn)品之間的距離長度。然后使用該預(yù)先計(jì)算的長度，計(jì)算如果產(chǎn)品置于處理室內(nèi)的各個位置上經(jīng)受處理時產(chǎn)品將接收到的最終預(yù)測輻射劑量。
在另一個實(shí)施例中，提供了一種用于對暴露于輻照室中的輻射源的產(chǎn)品所接收的劑量水平進(jìn)行建模的方法。該方法從讀取定義了輻照室?guī)缀涡螤?、材料成分和劑量測定規(guī)格的數(shù)據(jù)文件開始。接著，定義固定區(qū)域和可變區(qū)域。接下來跟蹤輻射源源點(diǎn)與產(chǎn)品的劑量計(jì)之間的射線。然后算出被跟蹤的射線所通過的各個固定和可變區(qū)域中射線的區(qū)域長度。然后確定固定區(qū)域材料和可變區(qū)域材料。再計(jì)算輻射源的固定區(qū)域衰減和可變區(qū)域衰減。在此，對于產(chǎn)品通過輻照室時劑量計(jì)的各個位置累計(jì)固定區(qū)域衰減和可變區(qū)域衰減。最后把累計(jì)的固定區(qū)域衰減和可變區(qū)域衰減累計(jì)起來以便預(yù)測各個劑量計(jì)接收的劑量水平。
在另一個實(shí)施例中，提供了一種用于確定處于距離處理源至少一個位置處而暴露于該處理源的產(chǎn)品所接收的劑量水平的方法。該方法從定義產(chǎn)品上的一個點(diǎn)開始。接著，定義固定區(qū)域和可變區(qū)域。接下來確定在所述至少一個定義位置中的每一個位置處產(chǎn)品上的點(diǎn)和處理源之間的預(yù)先計(jì)算距離長度。接著利用該預(yù)先計(jì)算的長度來計(jì)算在所述至少一個定義位置中的每一個位置上產(chǎn)品上的點(diǎn)所接收的處理劑量。
在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其包含用于模擬產(chǎn)品經(jīng)過輻照室中的輻射源時接收到的輻射劑量的指令，其中產(chǎn)品在輻照室中的一組位置處停留。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包含用于定義產(chǎn)品上的點(diǎn)的程序指令。還包含用于確定在輻照室中所述一組位置中的每一個位置處產(chǎn)品上的點(diǎn)和輻射源之間的預(yù)先計(jì)算長度的程序指令。還包含利用該預(yù)先計(jì)算的長度計(jì)算各個位置處產(chǎn)品上的點(diǎn)所接收的輻射劑量的程序指令。
在另一個實(shí)施例中，提供了一種用于輻照產(chǎn)品的設(shè)備。該設(shè)備包括配置成容納輻射的輻照室。還可以包括位于輻照室中的輻射源和傳送機(jī)構(gòu)。還包括使用傳送機(jī)構(gòu)傳輸通過輻照室的產(chǎn)品。產(chǎn)品與至少一個劑量計(jì)相關(guān)聯(lián)，其中產(chǎn)品和劑量計(jì)從輻射源接收輻射劑量?？梢栽诋a(chǎn)品進(jìn)入輻照室之前通過模擬來確定該輻射劑量，其中該模擬確定劑量計(jì)和輻射源之間預(yù)先計(jì)算的長度，并使用它來確定劑量計(jì)所接收的輻射劑量。
在另一個實(shí)施例中，提供了一種用于把產(chǎn)品暴露于處理的設(shè)備。該設(shè)備包括配置成封住產(chǎn)品路徑的處理室。還包括位于處理室中的處理源。還包括沿著產(chǎn)品路徑移動時暴露在處理源的處理之下的產(chǎn)品，其中在產(chǎn)品進(jìn)入處理室之前通過計(jì)算機(jī)模擬對產(chǎn)品上的點(diǎn)的處理受照量進(jìn)行預(yù)測。該計(jì)算機(jī)模擬配置為根據(jù)處理室的幾何形狀而獲得從處理源至產(chǎn)品上的點(diǎn)之間的處理射線的長度，其中使用處理射線的長度來計(jì)算當(dāng)產(chǎn)品沿著產(chǎn)品路徑移動時產(chǎn)品上的點(diǎn)所接收的處理劑量。
在另一個實(shí)施例中，提供了一種處理系統(tǒng)。該處理系統(tǒng)包括用于控制與該處理系統(tǒng)的處理室相關(guān)聯(lián)的自動機(jī)器的通用計(jì)算機(jī)。該通用計(jì)算機(jī)還包括用于預(yù)測產(chǎn)品從位于處理室內(nèi)的處理源接收到的處理劑量的代碼，其中該用于預(yù)測的代碼使用預(yù)先計(jì)算的產(chǎn)品位置參數(shù)。
本發(fā)明具有多個優(yōu)點(diǎn)。最值得注意的是，存儲區(qū)域長度用于在計(jì)算輻照室中的產(chǎn)品接收的劑量時重復(fù)使用，使得能夠預(yù)測產(chǎn)品所接收到的劑量，如果沒有本發(fā)明的方法和設(shè)備，這是不可能的。另外，該模擬可以與輻照室的配置無關(guān)地應(yīng)用于任何輻照室。
通過以下的詳細(xì)說明，結(jié)合以示例的方式對本發(fā)明的原理進(jìn)行圖示的附圖，可以更清楚地理解本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)。


通過下面的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖，可以很容易地理解本發(fā)明，其中相同的標(biāo)號表示相同的結(jié)構(gòu)部件。
圖1是框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的輻照室的平面圖。
圖2是框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的輻照室的平面圖，其中該輻照室具有沿著路徑分布的停留位置，在路徑中顯示了區(qū)域長度。
圖3是流程圖，描述了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的總體方法的概要。
圖4是流程圖，更詳細(xì)地描述了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的操作，在該操作中計(jì)算每一個托箱中的所有劑量計(jì)的部分劑量并且把這些部分劑量累加累計(jì)到它們各自的累加器中。
圖5是流程圖，更詳細(xì)地描述了產(chǎn)品托箱通過清空/步進(jìn)/填充循環(huán)通過輻照室的操作。
圖6是流程圖，更詳細(xì)地描述了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例預(yù)先計(jì)算區(qū)域長度的操作。
圖7是流程圖，更詳細(xì)地描述了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的計(jì)算從各個源點(diǎn)到達(dá)劑量計(jì)的輻射量的操作，其中輻射量受到位于輻射源和劑量計(jì)之間的固定和可變區(qū)域材料的影響。
圖8是框圖，描述了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例對不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系的安排。
圖9是框圖，描述了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的受輻射產(chǎn)品的模擬。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明描述了一種用于對產(chǎn)品通過輻照室時該輻照室中的產(chǎn)品的輻射量進(jìn)行模擬的設(shè)備和方法。然而對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯而易見，如果沒有下面的部分或者全部具體細(xì)節(jié)仍然可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在其它情形中，為防止使本發(fā)明模糊不清，故而未詳細(xì)描述眾所周知的過程操作。
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種方法，用于快速模擬過程并且確切地預(yù)測任何給定的產(chǎn)品計(jì)劃中的預(yù)期劑量。通過在實(shí)際處理之前很好地監(jiān)測和報(bào)告任意多個位置，本發(fā)明使調(diào)度員可以有效地掌握產(chǎn)品計(jì)劃中的每一批產(chǎn)品中每一箱的劑量誤差。在一個實(shí)施例中，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中提供了輻照室的幾何形狀、受輻射的產(chǎn)品的成分以及劑量測定規(guī)范。當(dāng)然，輻照室也可以是隔間，設(shè)計(jì)為安全地容納來自輻射源的輻射并允許產(chǎn)品送進(jìn)和送出該隔間。
在一個實(shí)施例中，通過輻照室的幾何形狀和劑量計(jì)的坐標(biāo)，可以跟蹤從輻射源的源點(diǎn)到產(chǎn)品上的劑量計(jì)上的射線。在另一個實(shí)施例中，每條射線通過不同的區(qū)域并且預(yù)先計(jì)算出和存儲這些區(qū)域長度。例如，裝有不同產(chǎn)品的托箱可以處于射線軌跡的路徑上。因此，托箱壁、托箱內(nèi)的產(chǎn)品以及輻射源與托箱之間的空氣都限定了不同的區(qū)域?？梢岳斫?，可以通過把產(chǎn)品托箱分割成多個區(qū)域而使其尺寸可變。在一個實(shí)施例中，當(dāng)產(chǎn)品通過輻照室時，在產(chǎn)品的各個位置上計(jì)算并累加各個劑量計(jì)的部分劑量。然后累計(jì)并表示出累計(jì)劑量，因此本發(fā)明允許及時并精確地計(jì)算產(chǎn)品的各個劑量計(jì)所接收劑量的近似值。
在一個實(shí)施例中，本發(fā)明利用了停留位置、劑量計(jì)位置和產(chǎn)品托箱材料安排的可重復(fù)性。例如在一個實(shí)施例中就預(yù)先計(jì)算并保存了沿幾何量的劑量計(jì)一源點(diǎn)之間的射線長度(被稱為區(qū)域長度)。為了便于該預(yù)先計(jì)算，根據(jù)輻照室的幾何形狀確定可變的和固定的區(qū)域。例如，各個被跟蹤的射線可能進(jìn)入或者射出多個“區(qū)域”，其中各個區(qū)域包含不同的材料。某些區(qū)域，例如那些包含輻照室中傳送系統(tǒng)(例如不銹鋼)的輻射源架子或機(jī)件的區(qū)域總會包含相同的材料，即固定區(qū)域材料。由一個或多個產(chǎn)品托箱所表示的區(qū)域?qū)鶕?jù)產(chǎn)品計(jì)劃所規(guī)定的產(chǎn)品托箱中的內(nèi)裝物逐步地變化。因?yàn)檫@個區(qū)域材料的成分要到從輸入裝置中讀出產(chǎn)品時才知道，所以就把它稱為可變區(qū)域材料。所有區(qū)域材料的成分都會影響劑量的計(jì)算，因此當(dāng)進(jìn)行劑量計(jì)算時要考慮到這一因素。在一個實(shí)施例中，在區(qū)域長度的確定過程中確定固定和可變區(qū)域材料。在另一個實(shí)施例中，預(yù)先計(jì)算固定區(qū)域材料的影響并把它與表示可變區(qū)域和區(qū)域長度的標(biāo)記一同保存起來。
在模擬過程中，當(dāng)從輸入裝置中讀取信息時，用實(shí)際的產(chǎn)品托箱材料替代可變區(qū)域標(biāo)記。因此，可重復(fù)使用預(yù)先計(jì)算的區(qū)域長度和固定區(qū)域材料，而不必再進(jìn)行計(jì)算。另外，在讀取輸入時，先前確定的可變區(qū)域標(biāo)記便于用可變區(qū)域中的實(shí)際材料來方便地替換所述標(biāo)記，因此進(jìn)一步避免了進(jìn)行計(jì)算所造成的損失。因此，本發(fā)明使用的方法將幾何量的計(jì)算減少到如下的程度即幾分鐘之內(nèi)就可以完成比圖2所示的示例輻照室要復(fù)雜數(shù)倍的輻照室?guī)滋斓纳a(chǎn)量的計(jì)算。
圖1的框圖100顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的輻照室的平面圖。在圖1的輻照室中，產(chǎn)品托箱110進(jìn)入具有輻射源106的輻照室102中，首先停在入口位置108處停留一段預(yù)定的時間。然后產(chǎn)品托箱108沿著路線112通過幾個連續(xù)的停留位置，并在移到下一個停留位置之前停留一段預(yù)定(不必相等)的時間。在托箱從入口位置108移動到下一個位置的同時，另一個產(chǎn)品托箱進(jìn)入輻照室102并且停在入口位置108處。在產(chǎn)品托箱110完成了輻照循環(huán)并停在出口位置104后，產(chǎn)品托箱110退出輻照室102。重復(fù)進(jìn)行這個過程，直到所有進(jìn)入輻照室的產(chǎn)品托箱退出輻照室時為止。在以下的描述中，入口和出口位置在概念上與圖1所示的相關(guān)。在所有的輻照室配置中，填入或者入口位置的概念表示在輻照室102中的第一個停留的地方，而終止或者出口位置表示在輻照室102中的最后一個停留的地方。輻照室102的其它實(shí)施例包括一個以上的垂直分隔的“架子”、一個以上的通過輻照室的通道，或托箱旋轉(zhuǎn)。如下所示，輻照室102的任何配置或者幾何形狀都可適應(yīng)本發(fā)明的實(shí)施例。
圖2是一個框圖114，顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的輻照室102的平面圖，其中輻照室102具有沿著路徑112分布的18個停留位置，且標(biāo)出了區(qū)域長度。產(chǎn)品托箱116進(jìn)入后在行120上由左向右地開始進(jìn)行它在輻照室102中的行程。在行120的終點(diǎn)，產(chǎn)品托箱116滑向行122，在行122上產(chǎn)品托箱116從右向左移動通過輻射源106，并且在行122的各個位置停留。在行122的左側(cè)，產(chǎn)品托箱116滑到行124，在行124上產(chǎn)品托箱116向右移動通過輻射源106，一次停留一個位置。在到達(dá)行124的終點(diǎn)時，產(chǎn)品托箱116滑到行126，在行126上產(chǎn)品托箱116從右向左移動，一次停留一個位置，直到退出該輻照室?？梢岳斫?，根據(jù)輻照室的設(shè)計(jì)和配置，產(chǎn)品托箱的運(yùn)動可為滑動和/或旋轉(zhuǎn)的任意組合。另外，輻照室中的行可以有不同的高度。以上對通過輻照室102的產(chǎn)品托箱的運(yùn)動的描述意在說明而不是限制性的。
繼續(xù)參見圖2，劑量計(jì)118位于產(chǎn)品托箱116里面。應(yīng)該理解，現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)該在位置118處將實(shí)際劑量計(jì)附到產(chǎn)品托箱116上。此外，由產(chǎn)品特性化步驟決定，可在相同或者其它位置處將其它的實(shí)際劑量計(jì)附到產(chǎn)品托箱上。然后在產(chǎn)品運(yùn)行結(jié)束時，由校準(zhǔn)的儀器來讀取劑量計(jì)以決定輸出到產(chǎn)品托箱116上的劑量。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，可以在所有的產(chǎn)品托箱中以任何個數(shù)的點(diǎn)來模擬劑量計(jì)。另外，模擬運(yùn)動可以模擬產(chǎn)品托箱通過輻照室的物理運(yùn)動。在此，劑量計(jì)118是指本發(fā)明所放置的模擬劑量計(jì)。換句話說，該劑量計(jì)是本發(fā)明的一點(diǎn)。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，可以附加到產(chǎn)品托箱(例如產(chǎn)品托箱116)上的劑量計(jì)118和其它劑量計(jì)的精確位置可以根據(jù)在產(chǎn)品托箱116中的參考位置來確定。因此就能夠以可重復(fù)的精度將劑量計(jì)附加到產(chǎn)品托箱內(nèi)的相同位置。同樣地，諸如輻照室102的輻照室應(yīng)該這樣配置和構(gòu)造，即能夠使產(chǎn)品托箱116在產(chǎn)品托箱每次通過輻照室時都準(zhǔn)確地停在相同的位置。因此，每當(dāng)產(chǎn)品托箱以同樣的路線通過輻照室時，產(chǎn)品托箱中任何給定的劑量計(jì)位置總能返回到相同的絕對輻照室位置。同樣重要的是產(chǎn)品托箱的尺寸保持不變，這樣即使每次通過時產(chǎn)品托箱的內(nèi)裝物可能不同，劑量計(jì)在各個停留位置也會“看到”與先前和以后通過輻照室時數(shù)目相同的周圍物體和方位。
再參看圖2，無論劑量計(jì)118附在哪個托箱上，每當(dāng)產(chǎn)品托箱116經(jīng)由路徑112通過輻照室時，劑量計(jì)118都會回到輻照室102中相同的18個精確停留位置，并且每次停下時都會由相同的幾何環(huán)境環(huán)繞著。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，為了以一個有效的精度等級來模擬劑量，通過把輻射源分成多個源點(diǎn)來近似輻射源。圖2中示出了幾何計(jì)算的簡化示例。為了舉例說明，對各個托箱只顯示了3個產(chǎn)品托箱116和3條區(qū)域射線128。實(shí)際上，各個產(chǎn)品托箱的各個劑量計(jì)118(也可以指定其它的劑量計(jì))可能接收到成百條射線。如圖上所看到的，各個劑量計(jì)和它們各自源點(diǎn)之間的射線所經(jīng)歷的路線通過了許多不同的材料。因此，每條射線都是獨(dú)一無二的，并且必須把它們與其它射線分開且準(zhǔn)確地進(jìn)行計(jì)算。
框圖114的劑量計(jì)118位于產(chǎn)品托箱116中，它沿著路徑112在行120上從左向右移動。在各個停留位置，必須跟蹤輻射源106中多個單獨(dú)源點(diǎn)中的每一個與劑量計(jì)118之間的獨(dú)立的射線。例如，到達(dá)劑量計(jì)118的中間射線128源于輻射源106中的輻射材料。接著該射線通過輻射源106中的支架材料。然后它通過空氣、再通過行122上處于位置134上的產(chǎn)品托箱，接著又通過空氣，然后通過行122上處于位置132上的產(chǎn)品托箱，接著再通過空氣，最后在到達(dá)劑量計(jì)118結(jié)束此過程之前通過行120上處于位置130上的產(chǎn)品托箱116。參照圖6，在一個實(shí)施例中，將更詳細(xì)地描述預(yù)先計(jì)算和存儲的通過各個區(qū)域的每條射線的區(qū)域長度。應(yīng)該理解，射線所通過的行120和122上的產(chǎn)品托箱為可變區(qū)域，而認(rèn)為支架材料和空氣為固定區(qū)域。
圖3是流程圖136，描述了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的總體方法。該方法始于操作138，在該操作中讀取數(shù)據(jù)文件，該數(shù)據(jù)文件描述了輻照室?guī)缀涡螤?、固定區(qū)域材料(例如托箱、輸送設(shè)備、輻射源架子)的材料成分、可變區(qū)域材料(即將被輻照的產(chǎn)品)的默認(rèn)材料以及各個劑量計(jì)的坐標(biāo)和名簽。在此，該方法獲取對應(yīng)于輻照室和產(chǎn)品幾何數(shù)據(jù)的信息。該過程分析幾何形狀以判斷一個外形是對應(yīng)于固定區(qū)域(即，部分輻照室結(jié)構(gòu))還是對應(yīng)于可變區(qū)域(即，產(chǎn)品托箱內(nèi)裝物)。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，由固定區(qū)域所限定的區(qū)域中的材料對于各個循環(huán)或者停留位置都是相同的，然而可變區(qū)域中的材料在各個循環(huán)或者停留位置處卻是可變的。另外，獲取對應(yīng)于固定區(qū)域材料成分的數(shù)據(jù)來初始化區(qū)域特征數(shù)組。在一個實(shí)施例中，也使用可變區(qū)域的默認(rèn)材料成分?jǐn)?shù)據(jù)來初始化區(qū)域特征數(shù)組。當(dāng)從輸入裝置讀取產(chǎn)品計(jì)劃時，在執(zhí)行期間用實(shí)際的材料成分來改寫可變區(qū)域項(xiàng)目。下面將參照圖4和圖7更加詳細(xì)地解釋在劑量計(jì)算期間使用材料成分?jǐn)?shù)據(jù)的情況。
讀取并使用劑量計(jì)規(guī)范來初始化劑量計(jì)數(shù)據(jù)數(shù)組，其中劑量計(jì)規(guī)格包括劑量計(jì)的名簽、相對于產(chǎn)品托箱原點(diǎn)的坐標(biāo)位置。然后這些劑量計(jì)在過程中就變成已知的并且用于判斷從輸入文件中讀取的劑量計(jì)的有效性。在一個實(shí)施例中，命名約定用于確定劑量計(jì)的位置。在此，可以根據(jù)網(wǎng)格比例把托箱分成幾何量。應(yīng)該理解，能夠相對于產(chǎn)品托箱來規(guī)定網(wǎng)格比例尺上的任何點(diǎn)或者幾何量。在區(qū)域長度處理步驟中，也使用相對于產(chǎn)品托箱的坐標(biāo)來計(jì)算輻照室中的各個產(chǎn)品托箱位置上的各個劑量計(jì)的絕對位置(將參照圖6更加詳細(xì)的描述)。在本領(lǐng)域中眾所周知的是，存儲、檢索初始化數(shù)據(jù)(例如在此所描述的)的方法可以通過計(jì)算機(jī)磁盤介質(zhì)、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)等來實(shí)現(xiàn)。同樣地，組織并格式化輸入文件或者數(shù)據(jù)流中的這些數(shù)據(jù)的方法同樣在本領(lǐng)域中是公知的。例如，在此描述的任何數(shù)據(jù)文件(包括作為輸入讀取的產(chǎn)品計(jì)劃)都能夠通過使用普通的文本編輯器、電子數(shù)據(jù)表程序手工生成，和由數(shù)據(jù)庫等自動生成。
初始化完成后方法就移到操作140，在該操作中計(jì)算所有托箱中所有劑量計(jì)的部分劑量并且把這些劑量累計(jì)到它們各自的累加器上。于是，在出口位置就有了產(chǎn)品托箱中已經(jīng)完全累加的劑量。接著，該方法進(jìn)入到操作142，該操作中取下出口位置上的產(chǎn)品托箱，各個產(chǎn)品托箱都向前移動一個位置，并且從輸入處讀入一個新的產(chǎn)品托箱并置于入口位置。然后方法進(jìn)入到操作143，在該操作中將檢驗(yàn)是否所有的托箱已經(jīng)通過了輻照室，即是否還有輸入。如果還沒有處理完所有的托箱，則該方法就進(jìn)入操作144，在操作144中新的托箱被讀取到入口位置，并且重復(fù)操作140、142和143，直到所有的托箱都處理完時為止。如果所有的托箱都處理完了，即輸入已經(jīng)窮盡，則過程結(jié)束。在另一個實(shí)施例中，過程能夠保持激活狀態(tài)并監(jiān)測輸入流，當(dāng)接收到新的輸入時它能夠繼續(xù)進(jìn)行處理。
圖4是流程圖146，更詳細(xì)地描述了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的操作140，在該操作中計(jì)算所有托箱中所有劑量計(jì)的部分劑量并且把這些劑量累計(jì)到它們各自的累加器上。該方法始于操作148，其中當(dāng)前托箱位置設(shè)在出口位置，這樣允許對當(dāng)前處于出口位置的產(chǎn)品托箱進(jìn)行分析。圖5的操作149處的輸入被提供給操作148。以下參照圖5對來自操作149的輸入進(jìn)行更詳細(xì)的描述。方法進(jìn)入到操作150，在該操作中判斷處于操作148的出口位置上的產(chǎn)品托箱是否有效。在輻照室初始負(fù)載的實(shí)施例中，并不從輸入讀取產(chǎn)品數(shù)據(jù)，即這個產(chǎn)品只有默認(rèn)材料，因此并不是一個有效的產(chǎn)品托箱。換句話說，對于輻照室的初始負(fù)載，只有剛移入圖1中的入口位置108處的托箱才是有效的托箱。應(yīng)該理解，在本發(fā)明的一個實(shí)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，則過程就繼續(xù)到操作152，在該操作中將判斷是否指定了劑量計(jì)。但是，當(dāng)判斷出當(dāng)前托箱為無效后，過程由操作150進(jìn)入到操作170，檢測當(dāng)前托箱位置是否處于入口位置。在輻照處理剛開始的實(shí)施例中，當(dāng)前托箱位置仍指向出口位置，因此，方法從操作170轉(zhuǎn)到操作172，選取托箱下一個托箱位置。然后過程又回到操作150，并且如前一樣繼續(xù)通過操作170，直到全部產(chǎn)品托箱都完成了輻照室中的行程時為止。當(dāng)?shù)竭_(dá)入口位置時，操作170使過程進(jìn)入到圖5中的操作143。
圖5所示的流程圖142更詳細(xì)地描述了產(chǎn)品托箱經(jīng)由清空/步進(jìn)/填充循環(huán)通過輻照室的操作142。在流程圖142的操作176中，當(dāng)前的托箱位置被設(shè)置為出口位置。接著方法進(jìn)入操作178，在操作178中取下該產(chǎn)品托箱，從而為其余的托箱讓出地方。應(yīng)該理解，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中為了初始化方法，在輻照室的初始加載后，處于出口位置的產(chǎn)品托箱為虛托箱，即不是有效的托箱。然后，在操作180中，使下一個托箱前進(jìn)一個位置。在此，處于出口位置之前位置上的產(chǎn)品托箱前進(jìn)到出口位置，并且前面的各個托箱都前進(jìn)一個位置。于是，當(dāng)前的托箱位置被設(shè)置為出口位置之前的位置。在一個實(shí)施例中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中所包含的劑量測定規(guī)范和托箱一起前進(jìn)。在另一個實(shí)施例中，可變區(qū)域材料對應(yīng)于操作180中運(yùn)動的托箱位置而前進(jìn)。然后方法進(jìn)入操作182，在該操作中，在操作180中前進(jìn)的托箱的成分和區(qū)域都向移動。在本領(lǐng)域中眾所周知，用于移動數(shù)組數(shù)據(jù)(例如在此和參照圖8所描述的托箱和可變區(qū)域數(shù)據(jù))的方法可以通過如下來實(shí)現(xiàn)，即可以通過在數(shù)組中移動數(shù)據(jù)本身、通過修改指向數(shù)組數(shù)據(jù)的索引、通過修改指向數(shù)據(jù)的指針、通過移動指向數(shù)據(jù)的指針以及通過這些技術(shù)的組合等來實(shí)現(xiàn)。在優(yōu)選實(shí)施例中，通過修改索引來移動數(shù)組數(shù)據(jù)。然后方法進(jìn)入到判定操作184，在判定操作184中判斷當(dāng)前托箱位置是否為入口位置。在處理剛開始的情況下，應(yīng)該理解，當(dāng)前托箱位置從出口位置移到了處于出口位置之前的位置上，因此方法從操作184進(jìn)入到操作180，在操作180中當(dāng)前托箱位置前進(jìn)到下一個托箱。在一個實(shí)施例中，這個循環(huán)一直繼續(xù)直到當(dāng)前托箱位置到達(dá)入口位置時為止。
一旦當(dāng)前托箱位置到達(dá)入口位置，圖5的方法就進(jìn)入判定操作143，在操作143中判斷是否所有的輸入已經(jīng)進(jìn)入輻照室。如果所有的托箱已經(jīng)處理完畢，即輸入完成，則過程結(jié)束。如果還沒有處理完所有的托箱，方法就進(jìn)入操作188，在操作188中從輸入讀取產(chǎn)品計(jì)劃。在一個實(shí)施例中，產(chǎn)品計(jì)劃包括描述產(chǎn)品名稱的數(shù)據(jù)、產(chǎn)品的有效密度或者可選的產(chǎn)品重量及尺寸。在另一個實(shí)施例中，在一個特別的步驟中使用后面的可選信息來提高劑量計(jì)算的精度。產(chǎn)品的有效密度是指體積較小并且密度較高的產(chǎn)品在較大體積的托箱中均勻填滿后所得的密度。為了提高單從有效密度上獲得的精確度，在劑量計(jì)算中使用可選的重量和尺寸來考慮實(shí)際的產(chǎn)品尺寸。然而在另外一個實(shí)施例中，產(chǎn)品計(jì)劃包括將放到產(chǎn)品托箱中的劑量計(jì)的名稱，用以表示產(chǎn)品托箱中計(jì)算劑量的位置以及該產(chǎn)品托箱將在輻照室中各個停留位置上所停留的時間長度?？梢岳斫猓诓僮?88中讀取托箱的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即劑量計(jì)數(shù)組中的劑量計(jì)位置。
繼續(xù)參照圖5，方法進(jìn)入操作190，在該操作中讀取位于入口位置上的產(chǎn)品托箱的材料成分并將它插入到與入口位置對應(yīng)的位置上的可變區(qū)域特征數(shù)組中。將劑量計(jì)添加到劑量計(jì)數(shù)組中，該數(shù)組在后面的步驟中將會用來計(jì)算區(qū)域長度。在一個實(shí)施例中，成分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供了可變區(qū)域中材料的成分及其衰減。可以理解，操作188和190更詳細(xì)地描述了圖3中的操作144，其中將新的托箱讀取到入口位置。然后方法進(jìn)入操作149，從而返回到圖4的操作148，其中通過操作150至172重復(fù)進(jìn)行上述判斷產(chǎn)品托箱有效性的過程，直到在操作150中檢測出下一個有效產(chǎn)品托箱為止。
再返回圖4，方法從操作149進(jìn)入操作148，其中當(dāng)前托箱位置被設(shè)置為出口位置。可以理解，在完成圖5的清空/步進(jìn)/填充循環(huán)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間存在著先前通過重復(fù)執(zhí)行圖5的清空/填充/步進(jìn)循環(huán)而讀取的產(chǎn)品托箱。因此，方法通過操作150、170和172，直到到達(dá)下一個包含有效托箱的位置時為止。一旦到達(dá)下一個有效托箱的位置，操作150就判斷出當(dāng)前托箱位置上的產(chǎn)品托箱有效并且方法進(jìn)入到步驟152。
繼續(xù)參照圖4，操作152判斷產(chǎn)品托箱中是否有劑量計(jì)托箱。如果產(chǎn)品托箱中沒有劑量計(jì)，則方法將會繞過劑量的計(jì)算轉(zhuǎn)移到操作170。如果產(chǎn)品托箱中有劑量計(jì)，方法就進(jìn)入到操作154，其中將選取托箱中的第一個劑量計(jì)。在此，方法將會如下所述對位于產(chǎn)品托箱中的各個劑量計(jì)的劑量進(jìn)行計(jì)算。然后方法進(jìn)入到判定操作156，其檢查劑量計(jì)數(shù)組中對應(yīng)的項(xiàng)目。如果方法判定沒有計(jì)算當(dāng)前劑量計(jì)的區(qū)域長度，它就進(jìn)入到操作158并且計(jì)算對于潛在的數(shù)百個源點(diǎn)中每一個當(dāng)前劑量計(jì)的區(qū)域長度。如上所述，源點(diǎn)代表輻射源上的區(qū)域。例如在一個實(shí)施例中，使用鈷棒作為輻射源。鈷棒可以排成包含75條鈷棒的一排。每條鈷棒可以分成與總共300個源點(diǎn)相關(guān)的四個源點(diǎn)。當(dāng)然，根據(jù)輻照室的配置也可以具有為數(shù)更多或者更少個的源點(diǎn)。參照圖6，將更詳細(xì)地描述用于計(jì)算操作158中區(qū)域長度的過程。完成了區(qū)域長度的計(jì)算后，方法進(jìn)入到操作160，其中計(jì)算當(dāng)前劑量計(jì)的劑量并且累計(jì)到當(dāng)前劑量計(jì)的累加器上。稍后將參照圖7更詳細(xì)地描述操作160中計(jì)算劑量的過程。
然后，流程圖146的方法進(jìn)入判定操作162，其中判斷當(dāng)前劑量計(jì)是否為產(chǎn)品托箱中最后一個要計(jì)算的劑量計(jì)。如果還剩下另一個劑量計(jì)，方法就進(jìn)入操作164，其中定位另一個劑量計(jì)。如果托箱中有更多的劑量計(jì)，就要預(yù)先計(jì)算區(qū)域長度和/或如上所述計(jì)算停留位置處的劑量計(jì)的劑量。在一個實(shí)施例中，劑量計(jì)數(shù)據(jù)數(shù)組包含各個產(chǎn)品托箱中各個劑量計(jì)相對于托箱的坐標(biāo)，這將參照圖8進(jìn)行更詳細(xì)的描述。如果當(dāng)前劑量計(jì)為產(chǎn)品托箱中最后一個劑量計(jì)，方法就進(jìn)入操作166，其中該方法判斷當(dāng)前托箱位置是否位于出口位置。如果當(dāng)前托箱位置不在出口位置，方法就轉(zhuǎn)移到操作150，其中如上所述從操作150開始繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算/打印循環(huán)。
當(dāng)計(jì)算了由所有源點(diǎn)發(fā)出并到達(dá)出口和入口位置之間(包括出口和入口位置)每個產(chǎn)品托箱位置中劑量計(jì)將會占據(jù)的所有位置的射線時，標(biāo)記該劑量計(jì)為已經(jīng)計(jì)算過了的。可以理解，此過程進(jìn)行了多次圖4至圖5的重復(fù)操作。如果操作166判斷出當(dāng)前托箱位置是出口位置，方法就轉(zhuǎn)移到操作168，在操作168中提供了釋放到當(dāng)前托箱位置上的產(chǎn)品托箱中各個劑量計(jì)位置上的總劑量。表達(dá)此數(shù)據(jù)的格式和方法可以由多種方式來實(shí)現(xiàn)。例如，該結(jié)果可以發(fā)送到計(jì)算機(jī)磁盤文件上，可以通過計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、通過Internet、或直接傳到顯示屏上等等。在一個實(shí)施例中，該結(jié)果打印到通常輸出到計(jì)算機(jī)磁盤文件的標(biāo)準(zhǔn)輸出管道上。一旦打印完所有的劑量計(jì)位置，方法就進(jìn)入操作170，在操作170中，檢測當(dāng)前的托箱位置以判斷它是否為入口位置。然后如上所述參照圖4和圖5，方法針對其余的托箱繼續(xù)進(jìn)行，直到到達(dá)輸入文件的結(jié)尾并且在圖5的操作143中檢測到輸入文件的結(jié)尾。在操作143中一旦判定輸入已經(jīng)完成，方法就停止處理并退出?？梢岳斫猓诹硪粋€實(shí)施例中，方法并不停止處理和退出，而是等待進(jìn)一步的輸入，然后當(dāng)接收到輸入時繼續(xù)處理，因此能夠在實(shí)際物理處理過程的同時預(yù)測劑量。
圖6的流程圖158更詳細(xì)地描述了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例預(yù)先計(jì)算區(qū)域長度的操作158。構(gòu)成流程圖158的一系列步驟執(zhí)行與確定和測量每條源點(diǎn)一劑量計(jì)射線所通過的區(qū)域長度相關(guān)的擴(kuò)展計(jì)算。在一個實(shí)施例中，方法多次執(zhí)行圖4至圖7的循環(huán)，存儲預(yù)先計(jì)算的區(qū)域長度以備以后使用。如上所述，當(dāng)圖4的操作156判定還沒有計(jì)算對應(yīng)于當(dāng)前劑量計(jì)的區(qū)域長度時，方法就進(jìn)入到圖6的操作200。在一個實(shí)施例中，一旦指定劑量計(jì)，當(dāng)托箱通過輻照室時將會在各個產(chǎn)品托箱位置上使用該劑量計(jì)。流程圖158從操作200開始，在該操作中創(chuàng)建了接收器點(diǎn)數(shù)組并在該數(shù)組中為輻照室中的每一個產(chǎn)品托箱位置分配了一組項(xiàng)目。可以理解，接收器是指處于特定托箱位置上的劑量計(jì)點(diǎn)。因此，劑量計(jì)包括輻照室中不同停留位置上形成劑量計(jì)的多個接收器點(diǎn)，即劑量計(jì)是其接收器的總和。在一個實(shí)施例中，為每一個劑量計(jì)創(chuàng)建一個接收器點(diǎn)數(shù)組。接收器點(diǎn)數(shù)組對于劑量計(jì)在輻照室中停留的每一個位置包含一個項(xiàng)目，其中各個項(xiàng)目代表一個接收器。
然后圖6的方法進(jìn)入到操作202，其中創(chuàng)建了一組源點(diǎn)數(shù)組，每一個數(shù)組對應(yīng)于接收器點(diǎn)數(shù)組中的一個項(xiàng)目。然后對應(yīng)于用于輻射源建模的源點(diǎn)數(shù)目，方法在各個新源點(diǎn)數(shù)組中分配一組項(xiàng)目。例如，輻照室可以包含100個產(chǎn)品托箱位置(即停留位置)和300個源點(diǎn)。在操作202中，接收器點(diǎn)數(shù)組包含100組項(xiàng)目，其分別指向每數(shù)組包含300個項(xiàng)目的單獨(dú)的源點(diǎn)數(shù)組。因此，到目前為止總共為30100組的項(xiàng)目將作為處理的結(jié)果進(jìn)行分配?？梢岳斫?，上述示例只是提供來說明本發(fā)明而不是局限于此示例。將參照圖8對上面提到的不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
繼續(xù)參照圖6，方法接著進(jìn)入操作204，在該操作中跟蹤從當(dāng)前源點(diǎn)到劑量計(jì)的射線。在跟蹤過程中標(biāo)記了可變區(qū)域。如上所述，可變區(qū)域包括隨托箱而不同的產(chǎn)品。在一個實(shí)施例中，可變區(qū)域包括置于托箱外面的罩子。方法進(jìn)入到操作206，其中在操作204中所獲的標(biāo)記保存在源點(diǎn)數(shù)組中并且被用來分配區(qū)域長度數(shù)組。這個數(shù)組的指針也存儲在源點(diǎn)數(shù)組中。在一個實(shí)施例中，區(qū)域長度數(shù)組包括各個可變區(qū)域中射線長度以及區(qū)域長度的項(xiàng)目。過程進(jìn)入操作208，其中檢測第一個區(qū)域。接著，在判定操作210中，方法判斷剛進(jìn)入的區(qū)域?yàn)楣潭ǖ倪€是可變的材料類型。如果區(qū)域是可變的，方法就進(jìn)入操作214，在該操作中將區(qū)域號連同當(dāng)前射線通過該區(qū)域的長度一起寫入?yún)^(qū)域長度數(shù)組中。在圖5的劑量計(jì)算中使用區(qū)域號來檢索占據(jù)該區(qū)域的產(chǎn)品托箱材料的成分。在一個實(shí)施例中，從可變區(qū)域特征數(shù)組中檢索出可變區(qū)域材料的成分，這將參照圖8進(jìn)一步詳細(xì)描述。
或者，如果在判定操作210的處理中判定該區(qū)域是固定材料類型，方法就進(jìn)入操作212，在該操作中，將區(qū)域長度和固定區(qū)域材料的衰減效果累計(jì)到源點(diǎn)數(shù)組的累加器中。在一個實(shí)施例中，固定區(qū)域材料和固定區(qū)域長度是不變的，因此通過固定區(qū)域時對劑量的影響易于計(jì)算。如參照圖8所述，在另一個實(shí)施例中，將對應(yīng)于固定區(qū)域的固定效果存儲在源點(diǎn)數(shù)組中。可以理解，對固定材料效果的預(yù)先組合簡化了模擬運(yùn)行時的計(jì)算復(fù)雜性。當(dāng)操作212完成時，方法就移到判定操作216，其中判斷是否達(dá)到最后一個區(qū)域。如果還剩下不止一個區(qū)域，方法就轉(zhuǎn)到操作218，在該操作中找到一下個區(qū)域。然后方法回到如上所述的確定區(qū)域?yàn)楣潭ɑ蚩勺兊牟襟E210。和前面一樣一直重復(fù)區(qū)域處理，直到各個沿著當(dāng)前源點(diǎn)一劑量計(jì)射線的區(qū)域都被處理完時為止。
然后回到操作216，如果所有沿著當(dāng)前源點(diǎn)一劑量計(jì)射線的區(qū)域都被處理完了，方法就轉(zhuǎn)到判定操作220，在操作220中方法判斷最后一個源點(diǎn)是否已經(jīng)處理完。如果最后一個源點(diǎn)還沒有處理，方法就轉(zhuǎn)到操作222，在操作222中選取下一個源點(diǎn)。如上所述，在一個實(shí)施例中，每條鈷棒可以分成多個源點(diǎn)。由此，各個源點(diǎn)都通過操作204進(jìn)行處理，在操作204中開始對新的源點(diǎn)一劑量計(jì)射線進(jìn)行跟蹤。如上所述，對沿著新射線的各個區(qū)域進(jìn)行確定并分類。依次處理各個源點(diǎn)一劑量計(jì)射線，直到?jīng)]有剩下的源點(diǎn)仍待處理。一旦對于某個特定接收器所有的源點(diǎn)都已處理完，則判定操作220就返回到圖4的操作160，在操作160中，方法如下所述進(jìn)行劑量的計(jì)算。
圖7的流程圖160更詳細(xì)地描述了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的圖2所示的操作160，在該操作中計(jì)算從各個源點(diǎn)到達(dá)劑量計(jì)的累計(jì)劑量，其中累計(jì)劑量受位于輻射源和劑量計(jì)之間的固定和可變區(qū)域材料的影響。對應(yīng)于參考圖6所述建立的源點(diǎn)數(shù)組中的項(xiàng)目數(shù)目，對每條源點(diǎn)一劑量計(jì)射線執(zhí)行一組操作。可以理解，在圖4的操作156中，當(dāng)方法判斷出對于正在進(jìn)行處理的劑量計(jì)有可用的區(qū)域長度數(shù)據(jù)時，它就進(jìn)入操作230開始對當(dāng)前劑量計(jì)進(jìn)行劑量計(jì)算。
在圖7的操作230中，方法從劑量計(jì)數(shù)組中檢索對應(yīng)于當(dāng)前劑量計(jì)的接收器點(diǎn)數(shù)組的指針。劑量計(jì)數(shù)組包含劑量計(jì)在產(chǎn)品托箱中的位置，而接收器點(diǎn)數(shù)組包括輻照室內(nèi)在托箱的各個停留位置上各個劑量計(jì)處于輻照室中的坐標(biāo)，這將參照圖8進(jìn)一步詳細(xì)地描述。方法進(jìn)入操作232，在操作232中從接收器點(diǎn)數(shù)組中檢索與處在當(dāng)前托箱位置上的產(chǎn)品托箱所對應(yīng)的源點(diǎn)數(shù)組的指針。在一個實(shí)施例中，源點(diǎn)數(shù)組包括參照圖6所述的預(yù)先計(jì)算的射線長度和各個源點(diǎn)一劑量計(jì)射線的可變區(qū)域項(xiàng)目的指針。然后，方法進(jìn)入操作234，其中執(zhí)行對區(qū)域長度和劑量的計(jì)算。在一個實(shí)施例中，對于其中每個項(xiàng)目對應(yīng)于一條源點(diǎn)一劑量計(jì)射線的源點(diǎn)數(shù)組的每一組項(xiàng)目，方法獲得可變區(qū)域的數(shù)目和指向?qū)?yīng)源點(diǎn)的區(qū)域長度數(shù)組開始處的指針。在另一個實(shí)施例中，對于區(qū)域長度數(shù)組中的每組項(xiàng)目，可獲得通過各個區(qū)域的源點(diǎn)一劑量計(jì)射線的長度。在又一個實(shí)施例中，該方法檢索可變區(qū)域特征數(shù)組的索引，其中方法查尋與當(dāng)前托箱位置上的產(chǎn)品托箱對應(yīng)的材料類型。
如上所解釋的，當(dāng)從輸入處讀取產(chǎn)品計(jì)劃時，即使可變區(qū)域數(shù)組中的材料類型在各個循環(huán)中會發(fā)生變化，但各個區(qū)域和各個區(qū)域長度卻不會改變。方法使用剛獲得的可變區(qū)域材料類型和長度來計(jì)算輻射源在通過這個區(qū)域時所發(fā)生的衰減。然后操作234重復(fù)對于當(dāng)前源點(diǎn)一劑量計(jì)射線的各個區(qū)域的操作。一旦可變區(qū)域量累加完畢，方法就把該部分結(jié)果和固定區(qū)域效果結(jié)合起來形成與當(dāng)前停留期間該劑量計(jì)從該特定源點(diǎn)接收到的劑量相對應(yīng)的部分和。
繼續(xù)參照圖7，方法進(jìn)入判定操作236，其中判斷最后一個源點(diǎn)一劑量計(jì)配對是否已經(jīng)處理完畢。在此可以理解對于各個源點(diǎn)使用相同的劑量計(jì)。如果判定還有不止一個與劑量計(jì)配對的源點(diǎn)，則在操作238中選擇下一個源點(diǎn)并對該源點(diǎn)一劑量計(jì)配對進(jìn)行如上的操作。當(dāng)對于該劑量計(jì)所有的源點(diǎn)都處理完畢時，操作236就轉(zhuǎn)到圖4的操作162，在該操作中，方法轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品托箱中的下一個劑量計(jì)。
當(dāng)通過輻照室時，對各個產(chǎn)品托箱的各個劑量計(jì)重復(fù)進(jìn)行參照圖4-7所述的操作。當(dāng)然，在一個實(shí)施例中，為了近似通過輻照室時的連續(xù)運(yùn)動，停留位置之間的距離可以設(shè)為任意小。可以理解，一些輻照室使用傳送帶、軌道等自動傳送產(chǎn)品通過輻照室，而其它輻照室使用人工移動。另外，產(chǎn)品可以置于容器(即產(chǎn)品托箱)中而通過輻照室，或者也可以置于托盤上而通過輻照室。上述方法的靈活性可以適用于任何輻照室配置，只要能建立幾何配置和區(qū)域即可。
圖8的框圖400描述了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例對不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和它們之間的相互關(guān)系的安排。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)410表示劑量計(jì)數(shù)據(jù)數(shù)組。劑量計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)410包含產(chǎn)品托箱中的劑量計(jì)位置。在一個實(shí)施里中，劑量計(jì)數(shù)組410中的項(xiàng)目數(shù)對應(yīng)于托箱中劑量計(jì)的數(shù)目。例如，如果托箱中有五個劑量計(jì)，那么劑量計(jì)數(shù)組中就有五個項(xiàng)目。劑量計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)410包括劑量計(jì)1 411和劑量計(jì)2 415的項(xiàng)目。在各個項(xiàng)目中是托箱相對坐標(biāo)和接收器指針。如圖所示，托箱相對坐標(biāo)412和接收器指針414對應(yīng)于劑量計(jì)1 411，而托箱相對坐標(biāo)416和接收器指針418對應(yīng)于劑量計(jì)2。在一個實(shí)施例中，托箱相對坐標(biāo)提供了產(chǎn)品托箱中劑量計(jì)的位置或者產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。如上所述，可以使用幾個幾何慣例把產(chǎn)品托箱分成網(wǎng)格以定位托箱內(nèi)的特定點(diǎn)。圖8顯示了一個劑量計(jì)數(shù)組，在一個實(shí)施例中為希望進(jìn)行劑量模擬的正在輻照室中處理的每一個產(chǎn)品托箱提供一個劑量計(jì)數(shù)組。如參照圖4所述，在操作164中針對產(chǎn)品托箱中的各個劑量計(jì)訪問劑量計(jì)數(shù)組410。
繼續(xù)看框圖400，接收器指針414指向接收器點(diǎn)數(shù)組420。在一個實(shí)施例中，接收器點(diǎn)數(shù)組420包括產(chǎn)品托箱通過輻照室時它的各個停留位置的項(xiàng)目。例如，如果如圖1和圖2所示的輻照室有18個停留位置，那么接收器點(diǎn)數(shù)組將包含對應(yīng)于輻照室內(nèi)各個停留位置的18個項(xiàng)目。當(dāng)然，所述示例中的接收器點(diǎn)數(shù)組與托箱內(nèi)的劑量計(jì)(例如劑量計(jì)1 411)有關(guān)。如接收器點(diǎn)數(shù)組420所示，對于托箱位置1 421和托箱位置2 425都有項(xiàng)目。在托箱位置1 421的項(xiàng)目中是劑量計(jì)的絕對坐標(biāo)422和接收器數(shù)據(jù)指針424。在一個實(shí)施例中，劑量計(jì)絕對坐標(biāo)包括當(dāng)產(chǎn)品通過輻照室中的不同停留位置，即劑量計(jì)的接收器點(diǎn)時劑量計(jì)在輻照室中的坐標(biāo)。例如，托箱位置1 421可以表示產(chǎn)品托箱的入口位置，因此當(dāng)托箱在托箱位置1 421時劑量計(jì)的絕對坐標(biāo)422確定了輻照室中劑量計(jì)1 411的位置。接收器數(shù)據(jù)指針424指向源點(diǎn)數(shù)組430。如圖所示，源點(diǎn)數(shù)組是針對接收器點(diǎn)數(shù)組中包含的各個托箱位置而創(chuàng)建的。如參照圖6的操作200所述，接收器點(diǎn)數(shù)組是針對各個產(chǎn)品托箱的各個劑量計(jì)而創(chuàng)建的。
參看圖8的源點(diǎn)數(shù)組430，源點(diǎn)數(shù)組430中包含源點(diǎn)項(xiàng)目。在一個實(shí)施例中，對應(yīng)于輻射源的每一個源點(diǎn)在源點(diǎn)數(shù)組430中包含一個源點(diǎn)項(xiàng)目。例如，如果為輻射源規(guī)定了300個源點(diǎn)，那么源點(diǎn)數(shù)組430中就包含300個源點(diǎn)項(xiàng)目。在源點(diǎn)1 431的項(xiàng)目中，有固定效果432、可變區(qū)域數(shù)434和可變區(qū)域指針436。如圖8所示，對各個源點(diǎn)都重復(fù)這些項(xiàng)目。在一個實(shí)施例中，固定效果432包括針對劑量計(jì)一源點(diǎn)射線固定區(qū)域?qū)椛鋭┝康睦塾?jì)影響。如參照圖6的操作212所述，在另一個實(shí)施例中，把與劑量計(jì)一源點(diǎn)射線相關(guān)的固定區(qū)域衰減效果累計(jì)到累加器上以提供固定影響432?？勺儏^(qū)域數(shù)434表示劑量計(jì)一源點(diǎn)射線從源點(diǎn)1 431至劑量計(jì)1 411所通過的可變區(qū)域的數(shù)目。當(dāng)然，對于所有源點(diǎn)數(shù)組的每一個源點(diǎn)項(xiàng)目都記錄該可變區(qū)域數(shù)。類似地，針對各個射線軌跡存儲固定效果?？梢岳斫猓诒景l(fā)明的一個實(shí)施例中，在圖6的操作202中創(chuàng)建源點(diǎn)數(shù)組，而在圖6的操作212中計(jì)算固定效果和可變區(qū)域的數(shù)目。另外，源點(diǎn)數(shù)組430的各個源點(diǎn)項(xiàng)目包括指向區(qū)域長度數(shù)組460的可變區(qū)域指針。
繼續(xù)參看圖8，如參照圖6的操作206所述，源點(diǎn)數(shù)組的各個源點(diǎn)項(xiàng)目都對應(yīng)于一個區(qū)域長度數(shù)組。在圖8的區(qū)域長度數(shù)組460中，各個項(xiàng)目包括通過各個可變區(qū)域的射線長度462和可變區(qū)域的區(qū)域號464。在此，射線長度462是從源點(diǎn)1 431至劑量計(jì)1 411的源點(diǎn)一劑量計(jì)射線的一部分，即通過一個可變區(qū)域的那部分。如參照圖6所述，在操作214中，把區(qū)域中的射線長度和區(qū)域號寫入?yún)^(qū)域長度數(shù)組。可以理解，為相應(yīng)劑量計(jì)一源點(diǎn)射線所通過的各個可變區(qū)域輸入射線長度和區(qū)域號。
圖8的可變區(qū)域特征數(shù)組450對于產(chǎn)品托箱中各個相關(guān)的可變區(qū)域包含一個項(xiàng)目。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，輻照室中的產(chǎn)品托箱包括罩子以進(jìn)一步衰減產(chǎn)品所接收到的劑量。在一個實(shí)施例中把這些罩子當(dāng)作可變區(qū)域?？勺儏^(qū)域特征數(shù)組450中的項(xiàng)目包括可變區(qū)域的材料成分和材料的衰減系數(shù)。對于包括不止一個區(qū)域的產(chǎn)品托箱，可變區(qū)域特征數(shù)組450包括產(chǎn)品托箱中所包含各個區(qū)域的項(xiàng)目。在一個實(shí)施例中，可變區(qū)域號的索引與可變區(qū)域特征對應(yīng)，因此對于源點(diǎn)一劑量計(jì)射線通過可變和固定區(qū)域?qū)椛鋭┝康挠绊懣梢匀鐖D7的操作234所述計(jì)算出來。在優(yōu)選實(shí)施例中，從產(chǎn)品計(jì)劃中讀取可變區(qū)域特征，其中產(chǎn)品計(jì)劃規(guī)定了通過輻照室前進(jìn)的產(chǎn)品的材料成分和順序。如上圖5操作182所述，當(dāng)產(chǎn)品通過輻照室前進(jìn)時可變區(qū)域特征數(shù)組450的項(xiàng)目也向前運(yùn)動。
圖9的框圖500描述了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例對正被輻照的產(chǎn)品的模擬?？驁D500中包括輻射源502。輻射源502中包含了料棒1 504、料棒2 506、料棒3 508和料棒n 510。在一個實(shí)施例中，料棒為鈷棒。輻射源502的料棒1 504分為四個源點(diǎn)源點(diǎn)1 512、源點(diǎn)2 514、源點(diǎn)3 516和源點(diǎn)4 518。可以理解，各個料棒都可以分成任意數(shù)目的源點(diǎn)，并且選擇四個源點(diǎn)僅是出于演示目的而并不僅局限于此。在一個實(shí)施例中，跟蹤了由各個源點(diǎn)到各個劑量計(jì)的源點(diǎn)一劑量計(jì)射線。例如，源點(diǎn)一劑量計(jì)射線536從源點(diǎn)512傳播到位于產(chǎn)品托箱520中的劑量計(jì)522。如參照圖6的操作204所論述的那樣，在此對被跟蹤的射線通過的可變區(qū)域進(jìn)行了計(jì)數(shù)。
繼續(xù)參照圖9，射線536可被進(jìn)一步分成區(qū)域長度。例如，射線536由下列區(qū)域長度組成a)區(qū)域長度1(L1)，由源點(diǎn)512到產(chǎn)品托箱520的外托箱壁538的距離組成；b)區(qū)域長度2(L2)，由外托箱壁538到內(nèi)托箱壁540的距離組成；以及c)區(qū)域長度3(L3)，由內(nèi)托箱壁540到劑量計(jì)522的距離組成。其余源點(diǎn)(514、516和518)的區(qū)域長度也可以類似地針對相應(yīng)的源點(diǎn)一劑量計(jì)射線(534、532和530)進(jìn)行計(jì)算?？梢岳斫?，各個料棒(料棒2 506到料棒n 510)的各個源點(diǎn)的各個源點(diǎn)一劑量計(jì)射線的區(qū)域長度是針對劑量計(jì)522進(jìn)行計(jì)算的。類似地，也可以計(jì)算位于產(chǎn)品托箱2 524到產(chǎn)品托箱n 528中劑量計(jì)的區(qū)域長度。在一個實(shí)施例中，如同參照圖6論述的那樣，區(qū)域的長度被預(yù)先計(jì)算并存儲起來。知道這些長度后，就如同參照圖7論述的那樣計(jì)算劑量。
盡管圖9針對各個源點(diǎn)一劑量計(jì)射線顯示了三個區(qū)域長度，但是可以理解，可能會遇到任意數(shù)目的區(qū)域。例如，在另外一個實(shí)施例中，其它產(chǎn)品托箱可能會位于被跟蹤射線的軌跡之上。另外，各個產(chǎn)品托箱還可以包含一個以上的劑量計(jì)。此外，在另外一個實(shí)施例中射線通過多個固定區(qū)域和可變區(qū)域。如上所述，產(chǎn)品托箱可能包含被源點(diǎn)一劑量計(jì)射線通過的罩子。當(dāng)產(chǎn)品托箱520前進(jìn)到輻照室中的下一個停留位置時，就針對各個停留位置重復(fù)圖3-7中所述的方法。產(chǎn)品托箱520完成通過輻照室的路程后，提供輻照室中各個劑量計(jì)的計(jì)算劑量。可以理解，當(dāng)停留位置之間的距離變得無窮小時，該方法就接近于連續(xù)通過輻照室而沒有停留位置。
可以理解，在一個實(shí)施例中，本發(fā)明可能會被描述為一種裝置。輻照室(例如圖1和圖2中的輻照室)包含一個輻射源。在優(yōu)選實(shí)施例中，輻射源是鈷60。然而，也可能會使用其它的輻射源或處理，例如伽馬射線、X射線、銫、中子、光、擴(kuò)散氣體、熱、粒子、原子、原子粒子和亞原子粒子。在一個實(shí)施例中，輻照室被配置為容納來自輻射源的輻射。例如，在一個實(shí)施例中，使用混凝土制成輻照室壁。而在其它實(shí)施例中可以根本沒有輻照室壁，例如，如果輻射源是光。此外，在另一個實(shí)施例中，輻射源包含在排列成一個面的料棒中?？梢岳斫?，如果不使用輻射源時，可以把它貯存在輻照室底部的水槽中。使用傳送機(jī)構(gòu)來移動產(chǎn)品通過輻射源并通過輻照室。在一個實(shí)施例中，傳送機(jī)構(gòu)是過一段時間后會停在指定位置上的傳送帶。在另一個實(shí)施例中，傳送機(jī)構(gòu)連續(xù)移動。如上所述，停留位置不必等間距，時間間隔也不必相等。在另一個實(shí)施例中，傳送機(jī)構(gòu)是產(chǎn)品托箱放在其上的軌道，而且在停留位置之間靠人工來移動。還有另外一個實(shí)施例，其中根本沒有傳送機(jī)構(gòu)。還有一個實(shí)施例中只存在一個產(chǎn)品位置。
根據(jù)本申請的目的，輻照室可以是封閉的區(qū)域，其中把輻射源的作用限制為只是影響要被輻照的產(chǎn)品。輻照室也可以由非封閉的區(qū)域形成，其中把待處理的產(chǎn)品暴露在輻射源或者光源的作用之下。輻射源及其類型通常包括鈷、伽馬射線、X射線、銫、中子、光、擴(kuò)散氣體、熱、粒子、原子、原子粒子和亞原子粒子。
在一個實(shí)施例中，把待輻照的產(chǎn)品置于傳送機(jī)構(gòu)上的產(chǎn)品托箱中。根據(jù)上述方法，計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)品通過輻照室，以確定產(chǎn)品接收的劑量水平。如參考圖3-9所述，該模擬過程確定出劑量計(jì)和輻射源之間的預(yù)先計(jì)算的長度，以便確定產(chǎn)品將接收到的輻射劑量?？梢岳斫?，輻照室的幾何形狀并不局限于圖1和圖2的實(shí)施例。如上所述可以以任何幾何形狀來配置輻照室，只要能在輻照室中限定上述的射線長度和區(qū)域即可。
另外，該裝置可以是輻照室、隔間、限定的但不是必須封閉的包含處理源的區(qū)域，或者是其中產(chǎn)品暴露在處理源的作用之下的區(qū)域。例如，處理源可以是光或者化學(xué)物或者是兩者的某些組合，其中可以通過處理射線把該處理應(yīng)用到產(chǎn)品上，可以根據(jù)處理室或者處理室的幾何形狀預(yù)先計(jì)算這些處理射線的長度。在一個實(shí)施例中，可以包括例如圖2所示的計(jì)算機(jī)121這樣通用計(jì)算機(jī)。在此，通用計(jì)算機(jī)121控制處理室的自動機(jī)器，例如傳送機(jī)構(gòu)，即傳送帶。另外，通用計(jì)算機(jī)包括執(zhí)行以上參照圖3-7所述方法的代碼，用于當(dāng)產(chǎn)品實(shí)際通過輻照室時預(yù)測產(chǎn)品從處理源所接收的處理劑量。在一個實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)使用預(yù)先計(jì)算的產(chǎn)品位置參數(shù)來計(jì)算產(chǎn)品所接收的處理劑量。在此，預(yù)先計(jì)算的產(chǎn)品位置參數(shù)可以包括劑量計(jì)和它們在處理室中的位置、與輻射射線類似的處理射線的區(qū)域長度以及如上面參照圖3-7所述的區(qū)域長度。
通過上述實(shí)施例的描述，應(yīng)該理解，本發(fā)明可以使用涉及存儲在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的各種由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的操作。這些操作要求對物理量進(jìn)行物理操縱。雖然不是必需的，但是這些量通常會采用可以存儲、傳輸、合并、比較及其它操作的電信號或磁信號的形式。此外，通常用產(chǎn)生、識別、確定或比較等術(shù)語來稱呼這些操作。
在此描述的形成本發(fā)明一部分的任何操作都是有用的機(jī)器操作。本發(fā)明還涉及執(zhí)行這些操作的設(shè)備或裝置。該裝置可以是為所要求的目的而專門構(gòu)造的，或者是由存儲在計(jì)算機(jī)中的計(jì)算機(jī)程序有選擇性地激活或配置的通用計(jì)算機(jī)。特別地，可以在多種通用機(jī)器上使用根據(jù)此處的教導(dǎo)而編寫的計(jì)算機(jī)程序，或者可以更方便地構(gòu)建一個更為專用的裝置來執(zhí)行所需操作。
本發(fā)明還可以實(shí)施為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀代碼。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)是可以存儲數(shù)據(jù)而后由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取的任意數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包括硬盤驅(qū)動器、網(wǎng)絡(luò)附屬存儲器(NAS)、只讀存儲器、隨機(jī)存取存儲器、CD-ROM、CR-R、CD-RW、磁帶以及其它光學(xué)和非光學(xué)數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還可以在通過網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上分布，這樣就能夠以分布式的方式存儲和執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀代碼。
雖然為理解清楚起見而詳細(xì)地描述了上述發(fā)明，但是顯而易見，可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行特定的變化和改進(jìn)。相應(yīng)地，應(yīng)該認(rèn)為所提出的實(shí)施例的用意在于說明而非僅限于這些實(shí)施例，并且本發(fā)明并不限于此處所給出的詳細(xì)描述，而是可以在附加的權(quán)利要求及其等同物的范圍中進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種用于確定要在距離處理源的至少一個規(guī)定位置上暴露在該處理源之下的產(chǎn)品所接收的劑量的方法，該方法包括定義產(chǎn)品上的點(diǎn)；定義固定區(qū)域和可變區(qū)域；確定在所述至少一個規(guī)定位置中的每一個位置上所述產(chǎn)品上的點(diǎn)和輻射源之間的預(yù)先計(jì)算長度；計(jì)算在所述至少一個規(guī)定位置中的每一個位置上所述產(chǎn)品上的點(diǎn)所接收的處理劑量，所述計(jì)算利用了所述的預(yù)先計(jì)算長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中處理源是從由伽馬射線、X射線、中子、光、擴(kuò)散氣體、原子、原子粒子和亞原子粒子構(gòu)成的組中選取的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中處理源和產(chǎn)品容納在處理室中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括計(jì)算處理源和產(chǎn)品上的點(diǎn)之間的射線；以及確定所述固定區(qū)域和可變區(qū)域?qū)λ?jì)算的射線的影響。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括累計(jì)在所述至少一個規(guī)定位置中的每一個位置上所述的點(diǎn)接收到的處理劑量；以及提供累計(jì)的劑量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中確定所述固定區(qū)域和可變區(qū)域?qū)λ?jì)算的射線的影響的方法操作包括對在所述至少一個規(guī)定位置中的每一個位置上對于為所述的點(diǎn)所計(jì)算的射線通過的可變區(qū)域進(jìn)行計(jì)數(shù)；以及把所述至少一個規(guī)定位置中的每一個位置上對于所述的點(diǎn)的可變區(qū)域數(shù)目存儲在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。
7.一種對產(chǎn)品進(jìn)行處理的設(shè)備，包括處理室，該處理室配置成封住產(chǎn)品路徑；位于處理室中的處理源；產(chǎn)品，其中產(chǎn)品暴露在處理源的處理之中，同時沿著產(chǎn)品路徑移動；可以通過計(jì)算機(jī)模擬來預(yù)測產(chǎn)品上的點(diǎn)的處理劑量；該計(jì)算機(jī)模擬配置為根據(jù)處理室的幾何形狀來獲得從處理源到產(chǎn)品上的點(diǎn)之間的處理射線的長度，使用處理射線的長度來計(jì)算產(chǎn)品沿著產(chǎn)品路徑移動時產(chǎn)品上的點(diǎn)所接收的處理劑量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中產(chǎn)品置于產(chǎn)品托箱中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中處理源是輻射。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中處理室是輻照室。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中把處理射線的長度存儲在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，還包括設(shè)置為沿著產(chǎn)品路徑移動產(chǎn)品的傳送機(jī)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中產(chǎn)品托箱包括罩子，該罩子構(gòu)造為衰減處理源的處理。
14.一種處理系統(tǒng)，包括用于控制與該處理系統(tǒng)的處理室相關(guān)的自動機(jī)器的通用計(jì)算機(jī)，該通用計(jì)算機(jī)進(jìn)一步包括用于預(yù)測產(chǎn)品從位于處理室內(nèi)的處理源接收的處理劑量的代碼，該用于預(yù)測的代碼使用預(yù)先計(jì)算的產(chǎn)品位置參數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的處理系統(tǒng)，其中所述的代碼確定處理室內(nèi)的固定區(qū)域和可變區(qū)域。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的處理系統(tǒng)，其中處理劑量是輻射劑量。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的處理系統(tǒng)，其中產(chǎn)品位置參數(shù)包括劑量計(jì)、區(qū)域長度和源點(diǎn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的處理系統(tǒng)，其中產(chǎn)品位置參數(shù)存儲在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的處理系統(tǒng)，其中處理源為伽馬射線、X射線、銫、中子、光、擴(kuò)散氣體、熱、原子、原子粒子和亞原子粒子中的一種。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的處理系統(tǒng)，其中處理室為輻照室。
全文摘要
一種確定要在距離處理源的至少一個規(guī)定位置上暴露在處理源之下的產(chǎn)品所接收的劑量的方法。一種示例方法包括定義產(chǎn)品上的點(diǎn)(圖3，138)。然后，定義固定區(qū)域和可變區(qū)域。接著在所述至少一個規(guī)定位置中的每一個位置上確定產(chǎn)品上的點(diǎn)和處理源之間的預(yù)先計(jì)算的長度(圖4，158)。然后，計(jì)算所述至少一個規(guī)定位置中的每一個位置上的產(chǎn)品上的點(diǎn)所接收的處理劑量(圖4，160)，其中該計(jì)算使用了所述預(yù)先計(jì)算的長度。本發(fā)明還提供了用于把產(chǎn)品暴露于處理之下的設(shè)備以及處理系統(tǒng)。
文檔編號A61L2/28GK1554066SQ02817768
公開日2004年12月8日 申請日期2002年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月11日
發(fā)明者巴薩姆·巴魯?shù)? 巴薩姆 巴魯?shù)?申請人:離子束應(yīng)用公司