專利名稱：膠片測量水箱以及多功能水箱和調(diào)強驗證水箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膠片測量水箱以及多功能水箱和調(diào)強驗證水箱。
背景技術(shù)：
隨著腫瘤放射治療技術(shù)的不斷進步，三維適形放射治療和調(diào)強適形治療也逐步的開始普及。三維適形放射治療為一種治療技術(shù)，使得高劑量區(qū)劑量分布的形狀在三維方向上與病變(靶區(qū))的形狀一致。從這個意義上講，學術(shù)界將它稱為三維適形放射治療。為了達到劑量分布的三維適形，必須滿足下述的必要條件1.在照射方向上，照射野的形狀必須與病變(靶區(qū))的形狀一致；2.要使病變(靶區(qū))內(nèi)的劑量處處相等，必須要求每一個射野內(nèi)諸點的輸出劑量能按要求的方式進行調(diào)整。滿足上述兩個必要條件的第一個條件的三維適形治療稱為經(jīng)典適形治療，也簡稱三維適形治療；同時滿足上述兩個必要條件的三維適形治療稱為調(diào)強適形治療，也簡稱調(diào)強放療。
為了讓治療計劃系統(tǒng)能對放射劑量精確計算必須對加速器進行相應的數(shù)據(jù)測量，包括百分深度劑量、離軸比、SCP、SC等測量。由于百分深度劑量、離軸比等需要在水中測量，并且需要在垂直或者水平方向上連續(xù)測量一組數(shù)據(jù)，這就常需要用到三維水箱測量，而三維水箱一般都需要幾十萬人民幣，價格高，并且使用復雜，由于它使用的電離室一般為半導體電離室，不能用來測量絕對劑量，所以不能用于日常的劑量校正工作。
普通的測量水箱一般都只有電離室桿，只能放置一個指形電離室用于點劑量的測量，只能用于日常的劑量校正工作，不能完成百分深度劑量、離軸比等測量。
由于調(diào)強放療過程復雜，環(huán)節(jié)較多，其準確性也受到很多因素影響，諸如治療計劃系統(tǒng)的逆向優(yōu)化計算的準確度，以及加速器的劑量輸出的準確性。所以調(diào)強放療必須進行必要的劑量驗證。
常用的劑量驗證設(shè)備有調(diào)強模體和固體水。調(diào)強模體所用的材料主要是一些物理性質(zhì)與水相近的物質(zhì)制作而成，如聚苯乙烯。而固體水則是由物理性質(zhì)幾乎與水完全一致的材料構(gòu)成，它具有很多于水相同的特性，不同之處是水是液體的，而固體水是固體可以很方便的使用。
常用的劑量驗證過程是，先將調(diào)強模體或者固體水CT掃描，得到CT圖象，然后通過網(wǎng)絡(luò)或者膠片掃描儀等方式將CT圖象輸入治療計劃系統(tǒng)。在治療計劃系統(tǒng)中進行CT圖象的三維重建，然后將需要驗證的病人的治療計劃中的加速器的相關(guān)設(shè)置包括臂架角度、光欄角度、MLC位置等移植到調(diào)強模體或者固體水中，再讓治療計劃系統(tǒng)計算放射劑量在調(diào)強模體或者固體水中的分布。最后將調(diào)強模體或者固體水放置在加速器下按照治療計劃給的條件照射，驗證實際的照射劑量是否與治療計劃計算的劑量相同，分析誤差是否在可接受的范圍內(nèi)。
在國外和國內(nèi)常用的驗證是測量一個或者多個點的絕對吸收劑量，并測量一個或多個面的相對劑量。
測量絕對吸收劑量是將電離室插進調(diào)強模體或者固體水中的測量孔，然后在加速器下做照射用劑量儀讀數(shù)乘以相應的因子就得到絕對吸收劑量，而該因子主要與機器的照射條件以及受照射的物質(zhì)有關(guān)，而我們平時劑量檢測的時候用的是水，所用的因子都以水為基準，所以當換成調(diào)強模體之后，調(diào)強模體由于其很多物理性質(zhì)與測量常用的介質(zhì)水相比較不一樣尤其是質(zhì)能轉(zhuǎn)化系數(shù)，所以調(diào)強模體不能直接使用日常校正劑量輸出的電離室所用的因子測量絕對吸收劑量，還必須附帶一些修正因子，這樣不僅增加了工作量，其結(jié)果也不準確。固體水在很大程度上克服了調(diào)強模體的這個缺點，但是固體水目前只有從國外進口價格高昂。調(diào)強模體和固體水都預先在特定的部位留有電離室測量用的孔，也只有孔所在的位置才能用電離室測量絕對劑量，所以都不能測量任意位置的吸收劑量。
測量相對劑量和面的劑量是利用一種特殊的放射劑量檢測膠片，也稱為慢感光膠片，原理是它吸收不同的劑量將形成不同的黑度的影象，該黑度不同膠片影象可利用膠片灰度分析軟件就可以得到整個面的相對劑量分布圖。使用慢感光膠片一般都需要刻度，刻度的過程大致這樣首先由膠片的最大耐受劑量確定需要測量的若干劑量，例如最大耐受劑量為100cGy的膠片一般需要測量10cGy、20cGy、30cGy、40cGy、50cGy、60cGy、70cGy、80cGy、90cGy、100cGy等10個數(shù)據(jù)，為了在膠片上得到這些劑量分布一般使用固體水，首先確定照射野需要的大小，為了節(jié)約膠片一般照射野的大小一般為4cm×4cm，然后在膠片上畫10個4cm×4cm大小的矩形要求矩形之間的距離盡量要遠(防止相互之間的影響)。膠片的下面水平放置至少2厘米厚的固體水，膠片上水平放置1.5厘米厚的固體水，計算在該條件下為了讓膠片得到相應的劑量放療機器需要輸出的劑量，然后照射。測量的膠片沖洗后得到10cGy、20cGy、30cGy、40cGy、50cGy、60cGy、70cGy、80cGy、90cGy、100cGy等10個矩形的不同灰度的劑量分布。然后將膠片掃描進計算機，用專用的軟件分析獲得劑量——灰度曲線。以后就可以用這個曲線去分析膠片的劑量分布了。調(diào)強模體和固體水都是一片一片的疊加而成的，所以在做驗證時將膠片放置到需要的層面，調(diào)強模體或者固體水就可以把膠片壓緊。然后和電離室一起在加速器下做照射，照射完畢將膠片沖洗，利用膠片灰度分析軟件就可以得到整個面的相對劑量分布圖。由于國內(nèi)的大部分的醫(yī)院都沒有固體水，膠片刻度一般都用有機玻璃板替代，但是有機玻璃板對射線的吸收與水對射線的吸收不同，結(jié)果不準確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能替代昂貴的三維水箱，在水中對放療設(shè)備進行百分深度劑量、離軸比測量的膠片測量水箱，以及提供一種既能用于日常劑量校正，又可以測量百分深度劑量、離軸比的多功能水箱，和一種可用于調(diào)強放療劑量驗證的調(diào)強驗證水箱。
本發(fā)明中的膠片測量水箱是這樣實現(xiàn)的，它由水箱體、膠片固定裝置等構(gòu)成。
如上所述的水箱體主要用來裝水，以及為其他的一些附屬結(jié)構(gòu)提供必要的支撐。它具備普通測量用水箱的特性，如在水箱體的側(cè)面有用于水平激光和垂直激光校準位置用的線；同時為了觀察水位，水箱體上有相應的垂直刻度；為了方便調(diào)整水平，它可以有四個腳，這四個腳是螺絲固定的可以調(diào)節(jié)高度；同時也為了測量的精確水箱體的材料使用一些水的等效材料制作，如聚苯乙烯；為了方便水箱加水和放水，水箱體可以有加水和放水裝置；為了方便測量多個點的需要，水箱體的一個面或者多個面可以預留多個電離室的插孔，而這些插孔在未使用時都由有機玻璃的螺絲桿堵塞，以防止漏水。在需要使用時將專用的電離室桿更換螺絲桿。
如上所述的膠片固定裝置的主要作用是將膠片固定在水箱體中的特定位置，并且保持膠片的平整。膠片固定裝置主要由膠片盒、膠片盒夾等構(gòu)成。由于慢感光膠片質(zhì)地比較軟，因此需要膠片盒將其壓緊，讓它在水箱中處于平整狀態(tài)。膠片盒主要由兩片薄而硬的平板構(gòu)成，該平板最好是使用與水等效的材料制作如有機玻璃，膠片盒的作用是將膠片固定壓緊。膠片盒夾把膠片盒支撐并固定在水箱體上。膠片盒夾與水箱體的連接方式可以有多種方式，其一是膠片盒夾直接固定在水箱體上的一個或多個特定的位置上；其二是膠片盒夾可以移動在水箱體上，該移動可以是滑動在導軌上，也可以直接滑動在水箱體上，而導軌可以是固定在水箱體上的，也可以是利用水箱體的邊作為導軌。如果膠片盒夾是相對于水箱體移動的，則膠片盒夾上應該有一條標識線，用來對齊水箱體上的刻度。膠片盒夾可以是直接固定在水箱體上也可以是相對水箱體移動，也可以是兩種方式都兼有。為了使用方便一個水箱可以有多個膠片盒夾，這樣可以很方便的同時在多個位置進行測量。膠片盒夾可以是讓慢感光膠片垂直放置，也可以讓慢感光膠片水平放置。垂直放置主要用來測量冠狀面和矢狀面的劑量，水平放置主要用來測量水平面的劑量，水平放置還有一個重要的作用就是對膠片進行刻度，每一批次的膠片在使用的時候都需要刻度，刻度的時候就需要將膠片水平放置，水平面高過膠片1.5cm。為了盡量減少有機玻璃替代水對劑量的影響，組成膠片盒的有機玻璃板可以是有孔的有機玻璃板。為了方便地將膠片放置在膠片盒中的位置，膠片盒上可以有相應的線條用來對齊膠片，這樣就可以保證膠片在膠片盒中的位置固定而準確，同時為了保證膠片盒的位置和膠片盒夾的位置每次插入位置的重復性好，可以在膠片盒上有一條標識線，而對應在膠片夾上也有一條標識線，每次膠片盒插入膠片夾的時候保證兩條標識線重合。為了方便使用膠片盒除了主要由兩片薄的有機玻璃板構(gòu)成外，它還可以有夾子，該夾子的作用是為了將兩片有機玻璃板更好的固定，而膠片盒夾的作用是將膠片盒固定支撐在水箱體上，它們的作用有所不同；膠片盒的兩片有機玻璃板還可以相互之間有凸凹的扣，這樣可以保證兩片有機玻璃板之間每次重合的很好。
本發(fā)明中的多功能水箱是這樣實現(xiàn)的，它由水箱體、膠片固定裝置、電離室固定裝置等構(gòu)成。
如上所述的水箱體、膠片固定裝置與膠片測量水箱相同。
如上所述的電離室固定裝置主要功能是固定電離室在水箱體中的位置，其位置可以相對于水箱體固定也可是相對水箱體活動。當它的位置為固定時一般使用電離室桿。當電離室固定裝置可以相對于水箱體活動時一般是將防水電離室固定在活動的導板上，而導板可以在水箱體中相對移動。水箱也可以同時擁有位置固定的電離室固定裝置和位置活動的電離室固定裝置，即擁有電離室桿也可擁有帶導板的電離室固定器。
本發(fā)明中的調(diào)強驗證水箱是這樣實現(xiàn)的，它由水箱體、膠片固定裝置、電離室固定裝置、定位系統(tǒng)等構(gòu)成。
如上所述的水箱體、膠片固定裝置與膠片測量水箱相同，電離室固定裝置和多功能水箱相同。
如上所述的定位系統(tǒng)主要功能是幫助確定需要測量的點和面在水箱中的位置。該定位系統(tǒng)主要由水箱體上的水平刻度和垂直刻度，以及一些能在CT圖象上留下可以識別的標記物組成。其中標記物可以是用于靜態(tài)標記的，也可以是用于動態(tài)標記。靜態(tài)標記物主要是用來標記一些固定的位置，如等中心(加速器做治療時臂架旋轉(zhuǎn)中心)的位置，通常是用十字線，當CT層面顯示為十字線的中心的時候該層面就是等中心所在的層面，而兩個十字線連線的中心就是等中心所在的位置；靜態(tài)標記物還有一個重要的作用就是用來標記電離室測量中心的位置。而動態(tài)標記物類似于立體定位框架，它至少有一根固定平行的標記桿，和一條移動的標記桿。通常的做法是有兩條相互平行的標記桿和一條移動的標記桿，它們的關(guān)系如同字母“Z”。移動的標記桿與平行桿的兩個交點中一個假定為起點另外一個點則為終點。當帶有這種標記的水箱在CT掃描后就形成兩個靜止的點，和一個移動的點，依靠移動的點到兩個靜止點的不同距離就可按照一定的算法得到該動點到起始點的距離，也就是該層面到掃描起始面的距離，配合水箱體上的刻度就可以很容易地確定位置。該定位系統(tǒng)在膠片固定中主要是確定需要測量劑量的層面在水箱中的確切位置，以指導膠片固定裝置將膠片固定在測量位置，用于將測量結(jié)果與相應位置的治療計劃中計算的結(jié)果相比較。定位系統(tǒng)在電離室定位中主要是幫助在治療計劃系統(tǒng)中確定電離室的位置，以獲得該位置處治療計劃系統(tǒng)所計算的劑量，并將治療計劃系統(tǒng)計算的該點劑量與實際測量的結(jié)果相比較。


圖1為實施例一的俯視圖。
圖2是實施例二的俯視圖。
圖3是圖2的A-A圖。
圖4是實施例三的俯視圖。
圖5是圖4的A-A圖。
圖6為實施例四中電離室固定裝置示意圖。
圖7為實施例五的正面透視圖。
圖8是實施例六的正面透視圖。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的祥述具體實施方式
實施例一(膠片測量水箱之一)本實施例由水箱體(1)、膠片固定裝置等構(gòu)成，其中膠片盒夾(2)、膠片盒(3)等構(gòu)成膠片固定裝置。膠片盒夾(2)直接固定在水箱體(1)上。
實施例二(膠片測量水箱之二)本實施例由水箱體(1)、膠片固定裝置等構(gòu)成，其中膠片盒夾(4)、膠片盒(3)等構(gòu)成膠片固定裝置。膠片盒夾(4)可以在水箱體(1)上移動。
實施例三(多功能水箱之一)本實施例由水箱體(1)、膠片固定裝置、電離室固定裝置等構(gòu)成。本實施例中的水箱體(1)、膠片固定裝置和實施例一以及實施例二相同，唯一不同的是本實施例中多了一個電離室固定裝置，該電離室固定裝置為電離室桿(5)。
實施例四(多功能水箱之二)本實施例其余部分同實施例三，不同之處在于電離室固定裝置相對于水箱體是活動的，電離室固定裝置由防水電離室(6)、夾子(7)、電離室座(8)、導板(9)構(gòu)成。其中防水電離室(6)通過夾子(7)固定在電離室座(8)上，而電離室坐(8)又與導板(9)連接。
由于電離室坐(8)與導板(9)的連接分為活動連接和不活動連接。當為活動連接時，即電離室坐(8)與導板(9)之間可以上下移動，這樣就可以測量任意點的劑量。
實施例五(調(diào)強驗證水箱之一)本實施例其余部分同實施例一、實施例三，不同之處在于多了一個由刻度(11)和十字線標記物(10)構(gòu)成的定位系統(tǒng)。其中電離室桿(5)構(gòu)成電離室固定裝置，膠片盒夾(2)和膠片盒(3)構(gòu)成膠片固定裝置，刻度(11)和十字線標記物(10)構(gòu)成定位系統(tǒng)。水箱體(1)為四方體，其相平行的兩個側(cè)面各固定有一個膠片盒夾(2)，膠片盒(3)由兩片薄的有機玻璃組成。十字線標記物(10)在固定有膠片盒夾(2)的水箱體(1)的側(cè)面上，并且十字線標記物中心所在的位置就是膠片盒(3)放置膠片的位置。
在本實施例中，由于膠片盒夾(2)固定在水箱體(1)上，所以在做面劑量驗證的時候只能驗證十字線標記物(10)中心所在位置處的面劑量。因為十字線標記物(10)能在CT圖象上留下標記，所以可以在治療計劃系統(tǒng)中的的圖象中找到該層面，并計算該層面的劑量分布，該劑量分布正是需要用膠片驗證的劑量分布。
實施例六(調(diào)強驗證水箱之二)本實施例其余部分同實施例二、實施例三，不同之處在于本實施例中膠片盒夾(4)相對于水箱體(1)可以移動，并且定位系統(tǒng)由“Z”形動態(tài)標記物(12)和刻度(11)構(gòu)成。
由于本實施例中的膠片盒夾(4)可以相對于水箱體(1)移動，所以本實施例可以測量多個位置的面劑量。
本發(fā)明應理解為它可以表現(xiàn)為其它未脫離本發(fā)明精神和實質(zhì)特點的具體實施例。因此這里的實施例和例子為說明性的和非限制性的。本發(fā)明不局限于這里所提供的細節(jié)。
本發(fā)明大膽而巧妙地將膠片放置到水箱中進行測量從而解決了一系列目前無法解決的問題，其中膠片測量水箱完全可以達到三維水箱的效果，其成本低。而多功能水箱不僅可以完成日常的劑量校正，還可以做百分深度劑量以及離軸比的測量，而調(diào)強驗證水箱還可以完成調(diào)強劑量的驗證。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，造價低，功能齊全。
權(quán)利要求
1.一種膠片測量水箱，其特征在于它由水箱體、膠片固定裝置等構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的膠片測量水箱，其特征在于水箱體上可以預留多個電離室測量孔，而該孔在未使用的時候用螺絲桿堵塞。
3.如權(quán)利要求1所述的膠片測量水箱，其特征在于膠片固定裝置由膠片盒、膠片盒夾等構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的膠片測量水箱，其特征在于膠片盒夾可以讓膠片盒水平固定，也可以讓膠片盒垂直固定。
5.如權(quán)利要求3所述的膠片測量水箱，其特征在于膠片盒夾可以是相對于水箱體固定，也可以相對于水箱體活動，也可以是兩種方式都兼有。
6.一種多功能水箱，由權(quán)利要求1所述的膠片測量水箱和電離室固定裝置等構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求6所述的多功能水箱，其特征在于電離室固定裝置可以是相對于水箱體固定，也可以是相對于水箱體活動的。
8.一種調(diào)強驗證水箱，由權(quán)利要求7所述的多功能測量水箱和定位系統(tǒng)等構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求8所述的調(diào)強驗證水箱，其特征在于定位系統(tǒng)由水箱體上的刻度以及一些能在CT圖象上可以識別的標記物等組成。
10.如權(quán)利要求8所述的調(diào)強驗證水箱，其特征在于標記物可以是靜態(tài)標記物，也可以是動態(tài)標記物，也可以是既有靜態(tài)標記物又有動態(tài)標記物。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種膠片測量水箱以及多功能水箱和調(diào)強驗證水箱，膠片測量水箱主要由水箱體和膠片固定裝置等構(gòu)成，多功能水箱由水箱體和膠片固定裝置以及電離室固定裝置等構(gòu)成，調(diào)強驗證水箱主要由水箱體和膠片固定裝置以及電離室固定裝置、定位系統(tǒng)等構(gòu)成等構(gòu)成。本發(fā)明大膽而巧妙地將膠片放置到水箱中進行測量從而解決了一系列目前無法解決的問題，其中膠片測量水箱完全可以達到三維水箱的效果，其成本低。而多功能水箱不僅可以完成日常的劑量校正，還可以做百分深度劑量以及離軸比的測量，而調(diào)強驗證水箱還可以完成調(diào)強劑量的驗證。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，造價低，功能齊全。
文檔編號A61N5/00GK1528240SQ20031010099
公開日2004年9月15日 申請日期2003年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月6日
發(fā)明者張軍, 馮國生, 陳甲信, 李善觀, 張 軍 申請人:張軍, 張 軍