点扫描束配系统的扫描算法研究
苗春晖
学位类型博士
导师赵振堂
2018
学位授予单位中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)
关键词质子治疗 点扫描 束流照射位置 控制系统
摘要质子治疗束配系统的主要功能是将加速器引出的束流转换为治疗束流,并将治疗束流准确照射在目标组织上,如何精确地控制质子束流在等中心处的照射位置是整个束配系统的关键之一。束配系统可以划分为被动束配系统和主动束配系统。被动束配系统主要采用散射和降能的方法使加速器引出的质子束流在空间上均匀分布,适形于目标组织;主动束配系统直接采用加速器引出束流照射目标组织;通过扫描磁铁改变束流位置,实现在侧向扩展;采用加速器直接调节束流能量,实现在深度方向扩展。主动束配系统包括扫描磁铁和电离室等主要硬件,相对于被动束配系统,治疗头的结构大为简化。主动束配系统几乎可以完全实现对目标组织的三维适形,同时,主动束配系统束流利用率高,半影区和DDF都比较小。主动束配系统大致划分为点扫描和连续扫描。点扫描是束流移动阶段停止照射;连续扫描是束流移动阶段保持照射。上海质子治疗装置采用的是基于点扫描的照射位置控制系统。照射位置控制的目标是引导束流达到治疗计划系统(TPS)所要求的侧向(l ateral)位置,其主要功能是控制扫描电源,消除磁滞效应;通过反馈系统校正扫描磁铁磁场误差、束流位置及偏角变化和各类安装误差,精确控制束流的照射位置。本文根据束配系统指标,通过蒙特卡罗仿真的方式计算得出了点扫描照射位置控制系统的指标;确定了点扫描照射位置控制系统的系统结构,并且根据现有的硬件系统设计了照射位置控制算法。并且通过最终的带束测试验证了该照射位置控制系统在束流横向位置控制方面的准确性。本文对深入了解质子点扫描照射位置控制系统的设计具有实际参考价值。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/28487
专题中科院上海应用物理研究所2011-2018年
作者单位中国科学院上海应用物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
苗春晖. 点扫描束配系统的扫描算法研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所),2018.
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