Способ регулирования энергии в установке для облучения объектов электронным излучением Советский патент 1984 года по МПК G21K5/00 A61N5/10 

Изобретение отйосится к радиационной технике, в частности к средствам облучения объектов электронным излучением, например, в терапевтических целях.

В радиационной терапии известно использование источников электронов (линейных ускорителей и бетатронов) для облучения пациентов электронными пучками с энергиями единицы - десятки МэВ 1.

Известен способ регулирования энергии, заключающийся в том, что на выходе пучка ускорителя устанавливают слой замедляющего электроны материала, например парафина, полиэтилена и т.д., причем степень замедления регулируют путем выбора толщины замедляющего слоя 2.

Недостатком известного технического рещения является то, что оно позволяет производить только однонаправленное воздействие на энергию пучка. Кроме того, итоговая точность такого воздействия невелика.

Наиболее близким к предлагаемому является способ регулирования энергии в установке для облучения объектов электронным излучением, содержащей ускоритель электронов (бетатрон), заключающийся в измерении интенсивности электронного пучка, формировании измерительного сигнала, сравнении измерительного сигнала с опорным сигналом и осуществлении регулирующего воздействия на средства регулирования энергии электронов в соответствии с результатами сравнения, который обеспечивает поддержание постоянной мощности дозы на импульс излучения 3.

Однако такой способ не гарантирует точности получения требуемого распределения дозного поля в объекте, что определяется прежде всего поддержанием заданной энергии электронов в пучке. ..

Цель изобретения - повыщение точности установленного дозного поля в облучаемом объекте.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования энергии в установке для облучения объектов электронным излучением, заключающемуся в измерении интенсивности электронного пучка, формировании измерительного сигнала, сравнении измерительного сигнала с опорным сигналом и осуществлении регулирующего воздействия на средства регулирования энергии электронов в соответствии с результатами сравнения, производят по меньшей мере два измерения интенсивности прошедщего через слои поглощающего материала заданной толщины электронного пучка, причем толщины слоев выбирают так, что одно измерение производят на плато, а другое - На спаде распределения дозного поля в поглощающем материале для всех энергий рабочего диапазона, формируют сигнал отНощения полученных измерительных сигналов и используют сигнал OTHomcttiiH в качестве измерительного сигнала для сравнения.

На фиг. 1 приведена блок-схема установки для облучения объектов электронным пучком; На фиг. 2 - нормированные кривые распределения дозного поля в поглощаю,щем материале.

Для любой энергии из рабочего диапа0 зона энергий ускорителя (имеется в виду, например, отечественный бетатрон марки Б5М-25) существует такая толщина поглотителя d,, которая соответствует плато распределения дозных полей, и такая тол щина di, которая соответствует спадам распределений дозных полей. В результате этого, отнощения интенсивностей электронного пучка На этих толщинах однозначно характеризуют рабочую энергию ускорителя, т.е. этот параметр можно использовать для ста0 6 JiYi3du.v4i На заданном .уровне энергии электронов в рабочем пучке ускорителя, чего нельзя добиться за счет простого измерения интенсивности электронного пучка.

Установка для реализации способа содержит ускоритель 1 электронов, например бетатрон, со средствами регулирования энергии электронов. В пучке ускорителя 1 (предпочтительно в периферической части первичного пучка, не участвующей в фор0 мировании поля облучения, например, между выходным окном ускорителя и диафрагмой) установлена схема 2 для получения измерительного сигнала, включающая расположенные друг за другом по ходу пучка детекторы 3 и 4, которые предпочтительно выпол5 нены в виде полупроводниковых плоских детекторов, перед каждым из которых установлен слой 5 или 6 из материала, поглощающего электронное излучение и схему 7 деления. Толщина слоя 5 соответствует

д толпдине dj, т.е. детектор 3 измеряет интенсивность электронного пучка на плато распределения дозного поля для всех энергий электронного пучка в рабочем диапазоне. Суммарная толщина слоев 5 и 6 соответствует толщине dj, т.е. детектор 4 изме5 ряет интенсивность электронного пучка на спадах распределений дозного поля.

Детекторы 3 и 4 могут быть расположены не друг за другом, а рядом, в случае чего толщина слоя 6 выбирается из условия ее соответствия толщине dj. Однако в

этом случае для правильных измерений детекторы 3 и 4 должны быть расположены в точках поля электронного излучения равной интенсивности, которые относительно сложно найти на периферических участj ках рабочего пучка или должна вводиться соответствующая коррекция.

В качестве поглощающих слоев 5 и 6 можно применять различные материалы.

однако предпочтительным является алюминий, обеспечивающий достаточную компактность средств детектирования. Переход от тканеэквивалентного материала к любому другому не изменяет характер кривой распределения дозного поля, а только сжимает ее в масштабе, соответствующем отношению электронных плотностей -этого материала и тканеэквивалентного материала.

Детекторы 3 и 4 подключены к входам схемы 7 деления, выход которой подключен к одному входу схемы 8 сравнения, к другому входу которой подключен источник 9 опорного напряжения, выход схемы 8 сравнения подключен к средствам регулирования ускорителя 1.

Установка работает следующим образом.

При включении ускорителя 1, детекторы 3 и 4 вырабатывают сигналы, соответствующие интенсивности электронного пучка на плато и спаде распределения дозного поля. Сигналы детекторов 3 и 4 делятся в

схеме 7 деления. Сигнал отношения с выхода схемы 7 деления сравнивается в схеме 8 сравнения с опорным сигналом источника 9, откалиброванного соответствующим образом. Сигнал рассогласования с выхода схемы 8 сравнения управляет работой средств регулирования энергии электронов ускорителя 1 таким образом, чтобы сигнал на выходе схемы 7 деления стал равен опорному сигналу источника 9. Регулирование энергии электронов в ускорителе осуществляется одним из известных способов. В результате, энергия электронов в рабочем пучке устанавливается точно в соответствии с уставкой, обеспечивающей получение требуемого распределения дозного поля в облучаемом объекте.

Использование предлагаемого способа позволит осуществить регулирование энергии электронного пучка и установить точно заданное распределение дозного поля в ,облучаемых объектах, что обеспечивает повышение эффективности терапевтического воздействия.

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ В УСТАНОВКЕ ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ЭЛЕКТРОННЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ, заключающийся в измерении интенсивности электронного пучка, формировании измерительного сигнала, сравнении измерительного сигнала с опорным сигналом и осуществлении регулирующего воздействия на средства регулирования энергии электронов в соответствии с результатами сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности установления распределения дозного поля в облучаемом объекте, производят по меньшей мере два измерения интенсивности прошедшего через слои поглощающего материала заданной толщины электронного пучка, причем толщины слоев выбирают так, что одно измерение производят на плато, а другое - на спаде распределения дозного поля в поглощающем материале для всех энергий рабочего диапазона, формируют сигнал отнощения полученных сигналов и используют сигнал отнощения в, качестве измерительного сигнала для срав(Л нения. 05 ел 00 со