一种空气平板电离室和具有该电离室的剂量仪

摘要

一种空气平板电离室，其适用于医用电子直线加速器，该空气平板电离室为无壳式平板形结构，与空气直接接触，用于经X射线照射产生感应电流，检测判断医用电子直线加速器的X射线的质量；所述无壳式平板形结构由上层基片、下层基片、绝缘层组成；所述绝缘层为中空结构，设置在上层基片和下层基片之间，形成一个有效灵敏体积；所述上层基片的上表面为第一屏蔽极，下表面为高压极；所述下层基片的上表面为收集极，下表面为第二屏蔽极，所述下层基片的上表面上还设置有保护环。本发明的空气平板电离室不仅制作工艺简单、装配方便快捷，而且线性好、性能稳定。

说明书

技术领域

本发明属于医疗技术领域，涉及一种直线加速器的辅助装置，具体涉及一种用于 检测医用电子直线加速器射线的的电离室和具有该电离室的剂量仪。

背景技术

随着放射治疗技术的不断发展，放射性治疗在肿瘤治疗方面的成效已成为现代医 学检查中一种不可缺少的治疗手段。放射治疗使用的放射源主要有三类：放射性同位素产生 的α、β、γ射线；X线治疗机和各类加速器产生的不同能量的X射线；各类加速器产生的 电子束、质子束、中子束、负π介子以及其他重离子束等。

医用电子直线加速器是一种产生高能X射线和电子束，用于对肿瘤进行放射治疗 的粒子加速器装置，由于其适用症广泛，治疗效果好，从而被广泛利用。

为减少医用电子直线加速器的故障率，从而保证治疗顺利、治疗安全和治疗质量， 每天使用剂量仪对医用电子直线加速器进行晨检，则显得非常必要。

平板电离室也称X射线探测器，其原理是通过X射线轰击，将空气电离，在高 压电场的作用下收集电荷离子，产生微弱电流，进而产生电流信号，对医用电子直线加速器 进行质量检测。

现有的电离室种类繁多，如CN103681179A就公开了一种平板电离室，该电离室 为了保证其探测性能和稳定性，将高压极、收集极密封在壳体内。

但是，该电离室需要将外壳和投射窗一体化设计，制作工艺并不简单，这也是现 有技术的电离室普遍存在的问题。同时，现有技术的电离室还存在漏电流大、电极材料镀膜 不均匀等问题。

发明内容

本发明的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种空气平板电离室，该平板电 离室不仅制作工艺简单、装配方便快捷，而且线性好、性能稳定。

为了达到上述目的，采用如下技术方案：一种空气平板电离室，其适用于医用电 子直线加速器，该空气平板电离室为无壳式平板形结构，与空气直接接触，用于经X射线照 射产生感应电流，检测判断医用电子直线加速器的X射线的质量。

所述无壳式平板形结构由上层基片、下层基片、绝缘层组成；所述绝缘层为中空 结构，设置在上层基片和下层基片之间，形成一个有效灵敏体积。

所述上层基片的上表面为第一屏蔽极，下表面为高压极；

所述下层基片的上表面为收集极，下表面为第二屏蔽极，所述下层基片的上表面 上还设置有保护环。

作为一种具体的实施例，所述上层基片、绝缘层与下层基片上均开设有导电过孔， 通过金属固定件将所述上层基片、绝缘层与下层基片固定在一起，并且导通第一屏蔽极和第 二屏蔽极。

作为一种具体的实施例，所述上层基片与下层基片的厚度均为1mm。

进一步地，所述上层基片与下层基片的材料为纯度为96％的高纯型氧化铝陶瓷。

作为一种具体的实施例，所述高压极、收集极、第一屏蔽极和第二屏蔽极的厚度 均为0.02mm-0.03mm。

进一步地，所述高压极、收集极与屏蔽极采用化学镍金处理。

进一步地，所述保护环包括有两个圆环，与第二屏蔽极相连，两个圆环之间的距 离为1mm。。

作为一种具体的实施例，所述绝缘层为绝缘环，材质为有机玻璃。

作为一种具体的实施例，所述高压极与直流电源连接，所述收集极、保护环接地。

本发明的另一个目的，是提供一种剂量仪，其用于检测医用电子直线加速器射线 的剂量，该剂量仪包括有权利要求1-9所述的空气平板电离室。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明空气平板电离室没有密封外壳，相应的也没有投射视窗，可以直接与空气 接触，结构简单、装配快捷方便。本发明设置有第一屏蔽极和第二屏蔽极，有效地防止了外 部电磁对电离室内部的干扰，确保电离室检测准确。

本发明的剂量仪测量稳定性好、线性度好，操作简单、高效。

附图说明

图1是发明空气平板电离室的结构示意图。

图2是A处放大图。

图3是本发明的收集极示意图。

图4是本发明的高压极示意图。

图5是本发明的第一屏蔽极、第二屏蔽极示意图。

图6是本发明的绝缘层示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方法来详细说明本发明，在本发明的示意性实施例 及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1-6所示，本发明一种空气平板电离室，其适用于医用电子直线加速器，其 中，本发明的空气平板电离室，是与空气直接接触的。而现有的平板电离室一般是具有外壳， 并且由外壳密封而成，然后在外壳中设置投射窗，但是这种平板电离室普遍造价高、制作工 艺复杂。并且为了排除空气对电离室内部的干扰，现有的电离室往往需要保证电离室的密封 性，而在使用久了之后，现有技术的电离室也往往会因为密封性不好的问题使的检测不准确， 性能不稳定。

本发明采用空气平板电离室，该空气平板电离室为无壳式平板形结构，与空气直 接接触，用于经X射线照射产生感应电流，检测判断医用电子直线加速器的X射线的质量。

所述无壳式平板形结构由上层基片1、下层基片2、绝缘层3组成；所述绝缘层3 为中空结构，设置在上层基片1和下层基片2之间，形成一个有效灵敏体积。

为了保证灵敏体积确定，优选地，保证上层基片1与下层基片2保持平行。

其中，所述上层基片1与下层基片2的材料为纯度为96％的高纯型氧化铝陶瓷。 可以有效地保证绝缘性。

为了使上层基片1和下层基片2不会因为太薄而导致破碎，同时又减少基片厚度 对X射线的衰减作用，保证X射线的质量，本发明的上层基片1与下层基片2的厚度选择在 1mm左右，优选1mm。

其中，所述上层基片1的上表面为第一屏蔽极11，下表面为高压极12；所述下 层基片2的上表面为收集极21，下表面为第二屏蔽极22。

为了使收集极21的边缘电场分布均匀，进一步，减少收集极漏电，导致检测数 据不精准，在所述下层基片的上表面上还设置有保护环23。

进一步地，所述高压极12、收集极21与屏蔽极11和22采用化学镍金处理。有 着防止电极上的铜被氧化或腐蚀的作用。

优选地，所述高压极12、收集极21、第一屏蔽极11和第二屏蔽极22的厚度均 为0.02mm-0.03mm。

所述高压极与直流电源连接，收集极21、保护环23接地。优选地，高压极12与 300-400V直流高压相连接。

本发明的平板电离室在X射线的照射的情况下降电离空气，产生离子，在高压电 场的作用下收集正负离子，形成感应电流信号。其输出的感应电流的大小为μA级。

其中，所述第一屏蔽极11和第二屏蔽极22可以有效防止外部电磁干扰。

其中，所述保护环23包括有两个圆环，与第二屏蔽极22相连，两个圆环之间的 距离为1mm。由于收集极与屏蔽极为等电位，同时与高压极形成均匀电场，间距的选择考虑 到收集极边缘电场均匀变化情况，屏蔽极与收集极距离较近，形成的电场更加均匀，有减小 小漏电流，提高离子收集效率的作用。

优选地，所述绝缘层3为绝缘环，材质为有机玻璃。所述绝缘层3的厚度范围为 2mm-3mm，优选地，厚度为2.7mm。绝缘层的厚度涉及到高压极与收集极之间的间距，间距 的大小又直接影响灵敏体积的大小，间距越大，虽然灵敏体积增大，离子收集更多，但是离 子收集效率不高。

其中，所述上层基片1、绝缘层3与下层基片2上均开设有导电过孔，通过金属 固定件将所述上层基片1、绝缘层3与下层基片3固定在一起，并且导通第一屏蔽极11和第 二屏蔽极22。所述金属固定件可以是螺丝、螺栓等等。

本发明的电离室因为不具有外壳，通过上层基片1和下层基片2以及绝缘层3固 定在一起即可，结构简单，装配方便快捷。并且本发明的检测性能稳定，检测精确。通过漏 电流少。

一种剂量仪，其用于检测医用电子直线加速器射线的剂量，该剂量仪包括有上述 的空气平板电离室。

本发明采用空气平板电离室，一方面使得电离室的制造简单，造价低；另一方面， 由于空气平板电离室直接裸露在空气中，由此产生的感应电流相较正常值会有一定的误差， 最终导致得到的剂量值也存在一定的误差。

为了得出准确的相对剂量值，避免因空气平板电离室直接与空气接触对相对剂量 值的影响。即对得出的剂量值进行修正，修正后得到一个相对剂量值。所述对剂量值进行修 正的计算公式为：式中的t为温度值，p为气压值。

综上，本发明的剂量仪测量稳定性好、线性度好。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例 对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发 明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式 以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。