基于定镜动态准直的傅里叶变换拉曼光谱仪

本文介绍了一种基于定镜动态准直的傅里叶变换拉曼光谱仪。光谱仪采用了迈克尔逊干涉仪将拉曼光信号调制成干涉信号,通过计算机对干涉信号做快速傅里叶变换(FFT)得到拉曼光谱。为了克服干涉仪中动镜和定镜两面平面反射镜之间在运动过程中产生倾斜和振动,导致拉曼光谱调制度和信噪比降低,设计中采用了通过控制三个磁力线圈的磁场力的方式动态调整定镜的姿态实现动态准直。采用单晶硅材料作为样品对仪器性能进行测试,实验结果表明,该拉曼光谱仪的分辨率达到2 cm-1,测试硫的光谱和三氧化二锑的光谱的信噪比优于100:1。该仪器的设计和研发为我国未来同类仪器的创新发展做出有益探索。

动态自准直开放式FTIR系统性能研究

傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术已经成为监测大气痕量气体成分的有效方法。使用中国科学院安徽光学紧密机械研究所自主开发的动态自准直开放式FTIR系统对甘肃省庆阳市化工园区进行了连续监测,并在同等条件下将其与国外开放式FTIR仪器的监测数据进行对比分析和性能比较。结果表明,所采用开放式FTIR能够很好地在线实时监测化工园区的污染气体组分,为环境污染治理监督提供了科学监测方法,且在信噪比等方面优于国外相应的开放式FTIR仪器。

三点式氧碘化学激光器光腔准直技术

提出三点式动态准直法,并以此设计具有自动校准功能的光腔自准直系统,提高了氧碘化学激光器的光束质量。该系统采用位置传感器作为光束位置检测元件,压电陶瓷作为动态调整元件,建立三输入三输出的耦合模型,利用多变量自适应闭环解耦控制法,实现准直系统的高速动态调整,实现了光腔准直,提高了光束质量。经初步实验验证,该系统准直范围可达4 mrad,精度为5μrad,响应频率达20 Hz,满足氧碘化学激光器对光腔准直系统的要求。

全脑全脊髓放疗中不同优化方法的对比研究

目的:对比梯度优化(gradient optimization,GO)方法和动态多叶准直器自动优化(dynamic multi-leaf collimator automatic optimization,dMLC-AO)方法在全脑全脊髓放疗(craniospinal irradiation,CSI)中的剂量学参数差异,为Monaco治疗计划系统的CSI计划设计提供可行性参考。方法:回顾性选取在某院接受CSI的15例患者,通过Monaco治疗计划系统为每例患者设计GO计划(作为GO组)和dMLC-AO计划(作为dMLC-AO组)进行容积旋转调强放疗。比较2组的计划靶区(planning target volume,PTV)、剂量衔接区、危及器官的剂量学参数。采用SPSS 24.0统计学软件进行数据分析。结果:dMLC-AO组的D98%和均匀性指数略优于GO组,差异有统计学意义(P<0.05),但2组的D2%、D50%和适形性指数比较,差异无统计学意义(P>0.05)。除肠道Dmean外,2组的危及器官辐射剂量差异无统计学意义(P>0.05)。GO组较dMLC-AO组跌落区的剂量分布更均匀有序,GO组中段计划36 Gy等剂量线覆盖的靶区长度明显长于dMLC-AO组。结论:GO方法相较于dMLC-AO方法可有效地控制CSI计划剂量衔接区的剂量跌落。

傅里叶变换红外光谱仪动镜倾斜误差分析

通过建立傅里叶变换光谱仪中动镜、定镜和干涉面的坐标对应关系,对动镜存在多个方向倾斜时的干涉光路进行了详细的分析。建立了非准直状态下干涉面光强分布的二维数学模型,确立了干涉图函数的数学表达式,从调制度、相位误差和频率噪声的角度,对动镜倾斜造成的影响进行了系统分析。在动镜的运动中,左右方向的倾斜和俯仰方向的倾斜对系统的影响彼此具有独立性,又具有叠加性;干涉图中初相位因子随光程差改变缓慢变化或快速变化,对相位误差的影响也不全相同。在倾斜误差分析的基础上,对动镜的最大倾斜角度和减少误差的方法进行讨论,并提出了两种动态准直校正的思路。

基于DICOM RT标准的射野数据传输

介绍了1种基于DICOM RT标准的射野数据生成和传输方法,用于调强放射治疗中治疗机器(加速器)的标准或多叶准直器的控制。文中首先介绍了系统模块的实现方法,然后分别对静态多叶准直器(SMLC)和动态多叶准直器(DMLC)2种调强实现方法进行详细地描述,最后结合实例来验证系统的有效性。

两种精确放射治疗系统在周围型肺癌立体定向放射治疗剂量学中的应用

目的:比较VarianEclipse治疗计划系统和Truebeam加速器(VET)与ElektaMonaco治疗计划系统和Synergy加速器(EMS)两种精确放射治疗系统在立体定向放射治疗(SBRT)周围型肺癌的剂量学特点,为选择合适的精确放射治疗系统进行周围型肺癌SBRT提供参考。方法:选择在医院接受放射治疗的15例周围型肺癌患者,分别采用VET系统和EMS系统进行治疗,每个系统分别设计动态多叶准直器(DMLC)和容积旋转调强治疗(VMAT)两种计划(EMS-DMLC、EMSVMAT、VET-DMLC和VET-VMAT计划),处方剂量66 Gy/11次。对VET和EMS两种精确放射治疗系统的DMLC计划和VMAT计划进行比较,比较靶区的最大剂量(Dmax)、平均剂量(Dmean)、最小剂量(Dmin)、2%靶体积剂量(D2)、98%靶体积剂量(D98)、适形指数(CI)、均匀性指数(HI)及危及器官的受照剂量和机器跳数。结果:VET和EMS系统计划靶区D98的VET-DMLC与VET-VMAT比较、EMS-DMLC与EMS-VMAT计划比较、VET-VMAT与EMS-VMAT计划比较和VET-VMAT与EMS-DMLC计划比较,差异均有统计学意义(t=0.664,t=2.697,t=-4.674,t=-4.641;P<0.05)。危及器官剂量学比较中,VET系统对患侧肺保护优于EMS系统,患侧肺VET-DMLC计划与EMS-DMLC、EMS-VMAT比较,患侧肺平均剂量(MLD)、20%肺体积所受照剂量(V20)差异有统计学意义(tEMS-DMLC=-5.002,t=-4.467;tEMS-VMAT=-3.811,t=-4.449;P<0.05);VET-VMAT计划与EMS-DMLC、EMS-VMAT比较,患侧肺MLD、V20差异有统计学意义(tEMS-DMLC=-5.287,t=-3.520;tEMS-VMAT=-4.670,t=-3.123;P<0.05)。VET-DMLC计划健侧肺MDL、V5剂量学参数数值低于EMS-DMLC计划,差异有统计学意义(t=-3.717,t=-3.298;P<0.05)。心脏MHD剂量VET-DMLC计划优于EMS-DMLC,VET-VMAT计划优于EMS-VMAT,差异有统计学意义(t=-3.053,t=-2.892;P<0.05)。脊髓1 cc体积所受照剂量(D1cc)VET-DMLC计划优于VET-VMAT计划,差异有统计学意义(t=-3.018,P<0.05)。结论:VET和EMS两种精确放射治疗系统在周围型肺癌SBRT治疗中都能满足临床要求。EMS精确放射治疗系统靶区剂量学参数优于VET精确放射治疗系统,而VET精确放射治疗系统能更好的保护患侧肺和心脏。

自准直动态靶标的旋转虚拟目标光机系统设计

为了满足自准直动态靶标跟踪精度的需求,建立一种用于离心工况下旋转虚拟目标光机系统,即采用一个旋转式平行光管来模拟无穷远处的旋转目标以完成光电跟踪光端机的跟踪性能检测与定标。对于平行光管中安装在主反射镜背部的三个辅助支撑,通过对辅助支撑径向位置的优化排布可以使该结构的基频达到167 Hz,离心工况下主镜面形误差的方均根(RMS)值小于λ/30(λ为632.8 nm)。采用4D干涉仪对平行光管的波像差进行检测,检测结果表明平行光管的波像差RMS值优于λ/15。