基于Geant4的碳离子治疗三维电离室阵列仿真设计

为快速准确地实现碳离子治疗计划的三维剂量验证,采用有机玻璃PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)为电离室室壁和水等效模体,设计了一种三维电离室阵列,并通过Geant4软件对三维电离室阵列的结构设计进行了深入研究与验证。首先通过模拟不同能量碳离子束在水和PMMA模体中沉积的剂量分布,计算了PMMA模体的水等效厚度系数;然后研究了三维电离室阵列中电离腔室间的距离及信号导线对其剂量测量准确度的影响;最后模拟并验证了碳离子束在三维电离室阵列中沉积的剂量分布。结果表明:PMMA模体的水等效厚度系数为1.151;相邻电离腔室间的信号串扰主要来源于前侧的电离腔室,且串扰程度与电离腔室间距呈反比,间距为1 mm时串扰程度占电离腔室内剂量的3%,间距为30 mm时串扰影响可完全消除;信号导线对后侧电离腔室内剂量的干扰影响约为1%。将碳离子束在三维电离室阵列中沉积的剂量分布与PMMA模体中的剂量分布进行对比,碳离子束的射程具有良好的一致性,偏差为0.5 mm。

MatriXX二维电离室阵列的剂量特性研究

目的 :在加速器X线、电子线射野条件下,通过测量和计算的方法研究Matri XX二维电离室阵列的剂量学特性,为调强放疗计划的剂量验证提供依据。方法:用Matri XX测量X线、电子线射野,研究其剂量线性、重复性和剂量率响应;用计算和测量相比对的方法,研究Matri XX多叶光栅射野的平面剂量分布。结果:Matri XX有良好的剂量线性、重复性,无剂量率依赖性;多野光栅射野较大时,计算和测量的剂量分布一致性较好,但在射野边缘和剂量梯度大的区域,计算和测量的结果一致性较差。结论:Matri XX可用于调强放疗计划的剂量验证,对于剂量梯度较大区域的剂量验证需要进一步研究。

电离室阵列在电子束旋转照射剂量验证中的应用

目的:考察一种二维电离室阵列对斜入射电子线剂量测量的特性与误差,探讨其用于电子束旋转照射计划剂量分布验证的可行性。材料与方法:(1)在±50°范围内比较电离室阵列与指形电离室测量的差别并校准电离室阵列;(2)设计6和10MeV电子束旋转照射体模计划各三个(0°机架角时的射线束中心轴对称夹角30°、60°和90°)。用二维电离室阵列分别测量验证各计划的剂量分布。结果:(1)电离室阵列中心探头与指形电离室在上述斜入射条件下对6MeV/10MeV电子线的测量差别小于2%。(2)各电子线旋转照射计划在中心轴上最大剂量深度处的剂量误差均小于3%。离轴剂量比误差在非旋转方向上旋转射野中间70%区域内小于2%;在旋转方向上最大不超过1.5%。冠状平面上的100%～20%各等剂量曲线符合性较好;6MeV和10MeV的电子线的30°、60°、90°旋转照射计划的Gamma指数通过率(=5%和=5mm)分别为99.98%、99.89%、99.74%、98.64%、99.16%和99.44%。结论:所测试的二维电离室阵列对斜入射电子线测量误差能满足±50°范围内的电子束旋转治疗的计划剂量验证要求。

基于电离室阵列测量X射线半值层实验的研究

目前测量X诊断医用辐射源的半值层的方法基本采用人工叠加吸收片,测量出射线穿透不同厚度吸收片后的照射量,从而采用绘图方法或插入法计算X诊断医用辐射源的半值层[1],该方法曝光次数多,光机损伤大,操作不方便。为了准确测量诊断X射线的辐射质,减少工作量,设计一种电离室阵列测量方案,通过单次测量不同厚度吸收片下的剂量值,根据衰减曲线插值计算得到给定千伏下的半值层。通过测试比较,电离室阵列测量方案操作简单,数据准确,曝光次数少,能减少光机的损耗,具有较高的应用前景。

二维电离室阵列探测器的室壁效应研究

由于二维电离室阵列探测器在剂量测量精度、实时性、可重复性上具有优势,其在放射治疗中的应用日益广泛。二维电离室阵列探测器由平行板电离室单元组成的二维平面阵列构成,阵列单元由充空气的腔室（空腔）及其室壁构成。根据空腔理论,空腔中的电离几乎全部由来自室壁的次级电子产生,因此研究室壁效应是提高二维电离室阵列探测器性能与优化其结构设计的重要环节。利用蒙特卡罗方法,分析研究了不同能量的入射光子在不同部位的室壁中产生的次级电子数量随室壁厚度的变化规律。结果表明,进入空腔的大部分次级电子由电离室前壁产生,且随入射光子能量增加,次级电子数达到最大所需的室壁厚度也增加;对于侧壁和后壁,大部分次级电子产生于空腔附近2～3mm厚的室壁中,且对入射光子能量不敏感。同时还研究了不同探测器结构对各探测单元之间信号串扰的影响。结果表明,串扰程度与侧壁厚度密切相关,且随入射光子能量的增加而增大,而与空腔尺寸的关系不大。研究结果对二维电离室阵列探测器的设计具有重要的指导价值。

放疗中二维平板电离室阵列所测剂量的空间映射研究

二维平板电离室阵列常用于临床放疗的剂量分布探测,其所测剂量实际对应的空间位置(即有效测量点或剂量-空间位置对应关系)是精确放疗中需研究的重要问题。本文采用蒙特卡罗方法研究了用于放疗剂量分布监测的二维平板电离室阵列的有效测量点位置及其随电离室的空腔直径、空腔厚度和射线能量等的变化规律。先用蒙特卡罗模拟得到水模体在MeV级光子束辐照下射野中心轴上的剂量曲线,再在相同条件下模拟获得二维平板电离室阵列测得的剂量曲线,然后通过相关性分析,得到有效测量点。结果表明,用于放疗的二维平板电离室阵列的有效测量点相对于前表面中心有一小于1mm的偏移;该偏移量随电离室空腔厚度、射线能量的增加而增加,随电离室空腔直径的增加而减小。

二维电离室阵列与EDR2胶片在螺旋断层治疗计划剂量验证中的应用研究

目的比较EDR：胶片与二维电离室阵列在螺旋断层治疗（HT）计划质量保证过程中的剂量学特性，并分析测量方法间的可能差异。方法采用IBA公司I’mRT MatriXX二维电离室阵列其相配套MULTICube等效固体水模体，同时夹放EDR，胶片对15例患者HT计划实施剂量学验证，分别实行轴位和纵向摆位测量以获取模体冠、矢状面剂量分布。照后将两种方法所测得的剂量分布与其对应模体计划中计算结果进行比对，以γ分析法（3mm／3％）评估验证情况及实施效率。结果15例患者冠状面、矢状面二维电离室阵列和EDR2胶片测量的γ≤1平均通过率分别为97．00％±1．56％和95．98％±2．52％（t=-2．22，P=0．043）、98．28％±1．55％和95．42％±1．99％（t=0．75，P=0．464）；其中〉90％、〉95％通过率比例分别为93．3％、66．7％。两种方法测量所得剂量分布与计算结果在相同平面的几何分布均有较好的符合度，且亦存在一定相关性（r=0．14，P=0．001）。结论日常HT质量保证中二维电离室阵列可有效替代胶片和电离室测量，而胶片验证作为“金标准”为定期相互比对提供了可能。

用二维电离室阵列对螺旋断层治疗的调强计划进行剂量验证

目的研究采用二维电离室阵列对螺旋断层治疗（HT）的调强计划实施剂量验证的可行性，寻求建立一套临床上针对该条件下患者治疗更为有效的剂量验证方法。方法采用IBA公司I’mRT MatriXX二维电离室阵列及其相配套MULTICube等效固体水模体对10例患者HT的调强计划实施验证。分别对二维电离室阵列实行冠状及纵向位测量，并获取模体中阵列轴平面和纵断面剂量分布。通过HT系统兆伏级CT图像实现模体精确配准及校正，以确保二维电离室阵列摆位准确性。束流照射后将二维阵列剂量测量平面分布与HT计划系统模体计划中计算平面结果进行比较，定性或定量分析其绝对剂量及相对剂量验证情况。探讨其不同位置摆放来实现其测量方法的可行性。结果定性或定量分析所测量与计算绝对剂量点及相对剂量分布的结果均显示出了较好一致性，点绝对测量与计算剂量偏差保持在±3％以内。MatriXX阵列测量的相对剂量分布与治疗计划系统模体中计算平面相比较，采用了Gamma法（3mm或3％）进行2mm栅格精度分析，1≤1像素点平均通过率分别为97．76％、96．83％。结论MatriXX二维电离室阵列可较好地进行绝对剂量及相对剂量测量，能较好地实现调强计划的剂量验证。

二维电离室阵列在调强放疗剂量验证中的应用

目的:通过测量加速器X射线射野,评估二维电离室阵列MatriXX的剂量学特性,为调强放疗计划的剂量验证提供依据。方法:用MatriXX测量X射线射野,研究其剂量、重复性;用计算和测量相比对的方法,研究MatriXX测量多叶光栅射野的平面剂量分辨率。结果:除了射野边缘外,MatriXX有良好的剂量学特性。结论:MatriXX可用于调强放疗计划的剂量验证,对于剂量梯度较大区域的剂量验证需要进一步研究。

二维阵列电离室探测器数据采集系统设计

介绍了用于对肿瘤放射治疗进行剂量验证的二维阵列电离室探测器的数据采集系统的设计与开发。文章描述了该二维阵列电离室探测器系统的构成以及工作原理,重点讨论了该探测器的数据采集子系统的设计过程,并完成了由前置放大器、前放控制器、数据采集控制器构成的数据采集子系统的开发。用户端可通过TCP/IP方式对探测器系统的参数进行设置,并进行数据高速采集、获取和进一步的处理。

采用EGS4蒙特卡罗计算程序对阵列电离室若干性能的研究

本文简单介绍了ＥＧＳ４ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ计算程序，给出了应用在辐射成像系统上的阵列电离室的一些模拟计算结果，包括室壁和气体对信号幅度的贡献、同单元各路电离室幅度及其能量非线性的不一致性特点。其中部分计算结果和相应的实验结果进行了对照比较。

利用MCNP对阵列电离室电极片电子发射产额的影响研究

本文通过对7种材质(C、Al、Fe、Cu、Ag、W、Pb)电极片在1.25 Me V入射光子束作用下的电子发射产额进行模拟计算,研究了厚度和材质对阵列电离室电极片电子发射产额的影响关系。研究结果表明:阵列电离室电极片在辐射光子作用下的电子发射产额在电极片厚度较厚时(特别是大于0.01 mm时),随着电极片厚度或电子密度的增大而明显减小。另外,电极片长度的选取需要结合电极的材质适当考虑。

气体电离室时间响应函数的一种测量方法

在快速辐射扫描成像系统中 ,阵列气体电离室时间响应速度的快慢将直接影响图像的清晰度。介绍了一种测量气体电离室时间响应函数的方法 ,并通过反卷积处理图像数据 ,可以提高图像的清晰度。

重离子治疗三维剂量验证方法研究进展

综述了重离子治疗三维剂量验证方法的研究进展.重点介绍了凝胶剂量计、PET在线验证和电离室阵列实现重离子治疗三维剂量验证的优缺点,探讨了重离子治疗中三维剂量验证技术的发展趋势.研究认为,目前通过研制三维电离室阵列,可以真正快速准确地实现重离子治疗的三维剂量验证.

^(60)Co工业DR无损检测系统

介绍了 6 0 Co工业 DR无损检测系统的构成与性能。该系统的扫描环节使用 6 0 Co工业探伤源、阵列电离室并采用电流积分型前置放大器阵列。该系统综合性能优良 ,运行与维护费用低 ,占地面积小 ,而且操作方便。

煤与矸石分离系统中X射线探测器的设计

为确定煤矸石分选系统中X射线探测器设计的最佳方案,满足煤矸石分选系统的应用需求,基于连续能谱X射线衰减与煤矸石的关系,在对阵列电离室型探测器与闪烁体探测器比较的基础上,选用阵列电离室型探测器对分选系统进行设计,并介绍了该探测器的外形、内部结构、技术指标、工作原理及技术特点。研究表明,该探测器可实现双能X射线探测,其阵列电离室型结构中带孔金属板隔离可形成高低能射线两个探测腔体,且两部分探测效率相当,结构简单,性能稳定性,适合在粉尘、振动及噪声的环境中使用。

射线探测技术及仪器

TL816 95010588 大型容体X或γ辐射成像阵列探测器的研制=Researchand construction of X or γ radiographyarray detector for large objects[刊,中]/安继刚,邬海峰,卿上玉(清华大学)//清华大学学报.—1994,34(3).—56—62介绍了大型容体X或γ辐射成像对阵列探测器的技术要求以及国内外现状,超高压阵列电离室的设计、结构、工艺以及主要性能。

大型客体X或γ辐射成像阵列探测器的研制

介绍了大型客体Ｘ或γ辐射成像对阵列探测器的技术要求以及国内外现状，超高压阵列电离室的设计、结构、工艺以及主要性能，说明这种阵列探测器在集装箱探测系统中的应用并给出得到的Ｘ—辐射投影图像。