用于測量和控制帶電粒子筆形射束的多分辨率檢測器的制造方法
【專利摘要】一種多分辨率檢測器包括高分辨率像素化電極和低分辨率像素化電極。高分辨率像素化電極包括第一像素的多個子陣列。每個子陣列中的每個相對位置處的每個分別的第一像素彼此并聯(lián)電連接。低分辨率像素化電極包括多個第二像素?？刂葡到y(tǒng)接收作為輸入的來自每個像素化檢測器的輸出?？刂葡到y(tǒng)使用這些輸入來以高分辨率像素化電極的分辨率確定入射的帶電粒子筆形射束的物理位置和橫向強(qiáng)度分布。
【專利說明】
用于測量和控制帶電粒子筆形射束的多分辨率檢測器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明一般地涉及帶電粒子筆形射束治療。具體地，公開了使用多分辨率檢測器來提供帶電粒子筆形射束的增強(qiáng)的監(jiān)控、診斷和/或控制的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]輻射治療系統(tǒng)可以被用來向患有各種病況的患者提供處置。輻射治療可以被用來執(zhí)行選擇性細(xì)胞破壞，其對于通過處置腫瘤組織來控制癌癥是有用的。粒子治療是使用光離子來毀壞目標(biāo)細(xì)胞的輻射治療的一種形式。粒子治療可以是選擇性地毀壞目標(biāo)細(xì)胞的靈驗(yàn)的方式，因?yàn)楣怆x子與其他離子化輻射(諸如電子或高能光子)相比具有獨(dú)特的劑量測定特性。光離子穿過組織在它們的路徑的末端附近沉積它們的大部分能量。因?yàn)殡x子所提供的劑量集中在該離子停止的區(qū)域周圍的“布拉格峰”處，所以對于鄰近目標(biāo)區(qū)域的健康組織的劑量也可以減小。離子的良好定義的最大范圍確保目標(biāo)的遠(yuǎn)側(cè)的組織接收到可忽略的輻射劑量。
[0003]特定類型的粒子治療是質(zhì)子治療，在質(zhì)子治療中，光離子種類是質(zhì)子。質(zhì)子是便于使用的粒子，因?yàn)樗鼈兪翘峁┥鲜鰞?yōu)點(diǎn)的最輕的離子種類。
[0004]用于遞送粒子治療的一種技術(shù)被稱為筆形射束掃描。在該技術(shù)中，光離子射束保持很窄地準(zhǔn)直成“筆形射束”，并且在角度上被轉(zhuǎn)向(偏轉(zhuǎn))并且在范圍(能量)上被調(diào)整以在患者內(nèi)的精確體積處使劑量沉積為小斑點(diǎn)。因此，復(fù)雜的體積形狀(例如，器官)可以用筆形射束來處置，而不照射周圍的組織。
[0005]方法可能是非常準(zhǔn)確的。然而，如果患者在曝光之間要移動，則小斑點(diǎn)大小可能造成不均勻的劑量放置或“冷斑點(diǎn)”的風(fēng)險。另外，斑點(diǎn)的位置和劑量(例如，隨著時間的過去的強(qiáng)度分布)的精確測量和控制對于患者的安全有效的處置是關(guān)鍵的。
[0006]現(xiàn)有的用于測量射束斑點(diǎn)的位置、橫向強(qiáng)度分布和劑量的像素化離子化檢測器通常具有多達(dá)大約I，000個的通道計數(shù)。這樣的檢測器要么在大的工作區(qū)域上具有低分辨率，要么在小的工作區(qū)域上具有高分辨率。雖然在大的區(qū)域處可以提高分辨率，但是只有以增加讀出電子通道的數(shù)量為代價才可以這樣做。這提高了裝置的成本，并且需要昂貴的高容量數(shù)據(jù)鏈路來以高的更新速率將大量數(shù)據(jù)從像素發(fā)送到接收裝置。
[0007]因此，需要一種可以使用不太昂貴的組件來準(zhǔn)確地確定大的區(qū)域上的輻射劑量和射束位置、同時保持高的更新速率的高分辨率檢測器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本文中所公開的示例性實(shí)施方案具有創(chuàng)新的特征，其中沒有一個特征對于它們的期望屬性是必不可少的或者獨(dú)自負(fù)責(zé)它們的期望屬性。下面的描述和附圖詳細(xì)地闡述了本公開的說明性實(shí)現(xiàn)，這些實(shí)現(xiàn)指示可以實(shí)現(xiàn)本公開的各種原理的幾種示例性方式。然而，說明性示例并非窮舉本公開的許多的可能的實(shí)施方案。不限制權(quán)利要求的范圍，有利特征中的一些現(xiàn)在將被概述。本公開的其他的目的、優(yōu)點(diǎn)和新穎特征將在本公開的結(jié)合附圖考慮時的下面的詳細(xì)描述中被闡述，附圖意圖圖示說明、而非限制本發(fā)明。
[0009]在一方面，本發(fā)明包括一種設(shè)置在等中心平面處或附近(例如，近鄰)的多分辨率檢測器。該多分辨率檢測器包括第一像素化電極和第二像素化電極。第一像素化電極包括第一像素的多個子陣列，其檢測入射的帶電粒子筆形射束創(chuàng)建的電流。每個子陣列中的每個相對位置處的每個分別的第一像素彼此并聯(lián)電連接，以使得第一像素化電極動態(tài)地產(chǎn)生第一輸出，其表示來自子陣列的分別的第一像素的組合的電輸出。第一像素可以具有與第一分辨率對應(yīng)的第一大小。
[0010]第二像素化電極包括多個第二像素。第二像素化電極被配置來動態(tài)地產(chǎn)生第二輸出，其表示帶電粒子筆形射束在基本上平行于等中心平面的平面中的大致物理位置。第二像素可以具有與第二分辨率對應(yīng)的第二大小。第一像素可以具有比第二像素小的大小，從而導(dǎo)致分辨率較高的第一像素化電極和分辨率較低的第二像素化電極。
[0011]診斷控制系統(tǒng)包括存儲器和處理器。診斷控制系統(tǒng)被配置來:接收作為輸入的第一輸出和第二輸出，并且基于第一輸出和第二輸出來確定所述帶電粒子射束的實(shí)際位置和實(shí)際橫向強(qiáng)度分布。實(shí)際位置和實(shí)際強(qiáng)度分布具有第一像素化電極的分辨率(例如，高分辨率)。
[0012]在另一方面，本發(fā)明包括一種設(shè)置在等中心平面處或附近(例如，近鄰)的多分辨率檢測器系統(tǒng)。該多分辨率檢測器系統(tǒng)包括第一像素化檢測器和第二像素化檢測器。第一像素化檢測器包括第一像素化電極，其包括第一像素的多個子陣列，這些子陣列檢測入射的帶電粒子筆形射束創(chuàng)建的電流。每個子陣列中的每個相對位置處的每個分別的第一像素彼此并聯(lián)電連接，以使得第一像素化電極動態(tài)地產(chǎn)生第一輸出，其表示來自子陣列的分別的第一像素的組合的電輸出。第一像素可以具有與第一分辨率對應(yīng)的第一大小。
[0013]第二像素化檢測器包括第二像素化電極，其包括多個第二像素。第二像素化電極被配置來動態(tài)地產(chǎn)生第二輸出，其表示帶電粒子筆形射束在基本上平行于等中心平面的平面中的大致物理位置。第二像素可以具有與第二分辨率對應(yīng)的第二大小。第一像素可以具有比第二像素小的大小，從而導(dǎo)致分辨率較高的第一像素化電極和分辨率較低的第二像素化電極。
[0014]診斷控制系統(tǒng)包括存儲器和處理器。診斷控制系統(tǒng)被配置來:接收作為輸入的第一輸出和第二輸出，并且基于第一輸出和第二輸出來確定所述帶電粒子射束的實(shí)際位置和實(shí)際橫向強(qiáng)度分布。實(shí)際位置和實(shí)際強(qiáng)度分布具有第一像素化電極的分辨率(例如，高分辨率)。
[0015]在另一方面，本發(fā)明包括一種表征帶電粒子筆形射束的方法。該方法包括用第一像素化電極接收帶電粒子筆形射束產(chǎn)生的組合的電輸出。第一像素化電極包括具有第一分辨率的第一像素的多個子陣列。每個子陣列中的每個相對位置處的每個分別的第一像素彼此并聯(lián)電連接。
[0016]所述方法還包括用來自第二像素化電極的電輸出數(shù)據(jù)來確定帶電粒子筆形射束的大致物理位置。第二像素化電極包括多個具有第二分辨率的第二像素。第二分辨率(例如，較大的像素大小)低于第一分辨率(例如，較小的像素大小)。
[0017]所述方法還包括:使用從第一像素化電極輸出的組合的電輸出以及從第二像素化電極確定的大致物理位置來計算帶電粒子筆形射束的實(shí)際物理位置和實(shí)際橫向強(qiáng)度分布。在第一分辨率確定實(shí)際物理位置和實(shí)際橫向強(qiáng)度分布，第一分辨率高于/細(xì)于第二分辨率。
[0018]在另一方面，本發(fā)明包括一種集成多分辨率檢測器。該多分辨率檢測包括第一像素化電極、第二像素化電極和高壓平面。第一像素化電極設(shè)置在第一平面中。第一像素化電極包括第一像素的多個子陣列，其檢測入射的帶電粒子筆形射束創(chuàng)建的電流。每個子陣列中的每個相對位置處的每個分別的第一像素彼此并聯(lián)電連接。第一像素化電極動態(tài)地產(chǎn)生第一輸出，其表示來自子陣列的分別的第一像素的組合的電輸出。
[0019]第二像素化電極設(shè)置在第二平面中。第二像素化電極包括多個第二像素。第二像素化電極被配置來動態(tài)地產(chǎn)生第二輸出，其表示帶電粒子筆形射束在第二平面中的物理位置。第二像素化電極具有小于第一像素化電極的第一分辨率(例如，較小的像素大小)的第二分辨率(例如，較大的像素大小)。
[0020]高壓平面設(shè)置在第一像素化電極和第二像素化電極之間。第一平面、第二平面和高壓平面基本上彼此平行。
【附圖說明】
[0021]附圖圖示說明實(shí)施方案的設(shè)計和效用，在附圖中，類似的元件用共同的標(biāo)號指代。這些附圖不一定按比例繪制。為了更好地領(lǐng)會如何獲得以上記載的以及其他的優(yōu)點(diǎn)和目的，將呈現(xiàn)實(shí)施方案的更具體的描述，這些實(shí)施方案將在附圖中被圖示說明。這些附圖僅描繪典型的實(shí)施方案，因此不要被認(rèn)為是其范圍的限制。
[0022]圖1圖示說明筆形射束掃描(PBS)系統(tǒng)的框圖。
[0023]圖2圖示說明被配置用于質(zhì)量保證的PBS系統(tǒng)的框圖。
[0024]圖3圖示說明多分辨率像素化檢測器的截面圖。
[0025]圖4圖示說明多分辨率像素化檢測器的一部分的透視圖。
[0026]圖5圖示說明由多個子陣列構(gòu)成的高分辨率像素化讀出電極平面的平面圖。
[0027]圖6圖示說明低分辨率像素化讀出電極平面的平面圖。
[0028]圖7圖示說明投射到低分辨率像素化電極上的帶電粒子筆形射束的示例性橫向強(qiáng)度分布或“斑點(diǎn)”。
[0029]圖8圖示說明投射到高分辨率像素化電極上的帶電粒子筆形射束的示例性斑點(diǎn)。
[0030]圖9圖示說明由高分辨率像素化電極的讀出導(dǎo)致的電子數(shù)據(jù)陣列的表示。
[0031 ]圖10圖示說明將高分辨率電極數(shù)據(jù)陣列映射到高分辨率像素化電極的物理像素上的處理。
[0032]圖11圖示說明在圖10中描述的疊加數(shù)據(jù)陣列。
[0033]圖12圖示說明重構(gòu)的射束輪廓(beamprofile)如何被安置在整個高分辨率讀出平面上。
[0034]圖13是圖示說明收集質(zhì)量保證數(shù)據(jù)并且控制帶電粒子筆形射束系統(tǒng)的示例性方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本公開涉及粒子射束治療的應(yīng)用中的系統(tǒng)和方法。具體地，方法包括位置感測電極的新穎制造。系統(tǒng)包括粒子射束的環(huán)境控制、互鎖、接口和準(zhǔn)確監(jiān)控以及以良好的空間分辨率和良好的時間分辨率測量射束輪廓的手段。前面的討論展示了質(zhì)子治療系統(tǒng);然而，本發(fā)明不超出用于治療目的的其他射束的范圍，諸如，高能光子、正離子、中子或者其他強(qiáng)子或輕子。
[0036]本公開一般地描述了一種檢測器系統(tǒng)，在該檢測器系統(tǒng)中，讀出電極沿著射束的傳播方向緊密鄰近，以使得兩個讀出電極對相同的橫向強(qiáng)度分布大致同樣地做出響應(yīng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到應(yīng)用本文中描述的原理的替代配置和實(shí)施方案。例如，讀出電極可以在它們自己的檢測器系統(tǒng)中物理分離。可以對這樣的替代配置執(zhí)行附加處理以解決由于射束發(fā)散而導(dǎo)致的射束的軌跡角(一個或多個)和/或射束的放大。
[0037]筆形射束的位置和/或橫向強(qiáng)度分布的改進(jìn)分辨率可以通過高分辨率離子化腔室電極和低分辨率離子化腔室電極的組合來實(shí)現(xiàn)。高分辨率電極包括多個子陣列，每個子陣列包括具有導(dǎo)致第一分辨率的第一大小的像素。子陣列彼此并聯(lián)電連接，以使得每個子陣列中的所有的第一像素都連接，每個子陣列中的所有的第二像素都連接，對于所有的子陣列像素，依此類推。高分辨率電極的輸出信號包括表不所有子陣列的逐像素求和的電輸出的數(shù)據(jù)。
[0038]低分辨率電極包括多個具有第二大小的像素。第二大小大于第一大小，以使得第一分辨率大于第二分辨率。低分辨率電極的輸出信號包括表不筆形射束斑點(diǎn)的物理位置的數(shù)據(jù)。
[0039 ]控制系統(tǒng)接收高分辨率電極和低分辨率電極的輸出信號?？刂葡到y(tǒng)可以使用來自低分辨率電極的數(shù)據(jù)來確定筆形射束斑點(diǎn)的強(qiáng)度形心的大致位置。控制系統(tǒng)然后可以確定高分辨率電極中的與低分辨率電極測量的大致物理位置對應(yīng)的特定子陣列(一個或多個)?？刂葡到y(tǒng)然后可以重新映射來自高分辨率電極的數(shù)據(jù)以在物理空間中以高分辨率電極的全分辨率重構(gòu)筆形射束斑點(diǎn)的強(qiáng)度分布。使用高分辨率物理位置數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)可以產(chǎn)生用于粒子射束性質(zhì)的質(zhì)量保證的數(shù)據(jù)和/或修改帶電粒子射束的位置和/或強(qiáng)度的控制信號。
[0040]該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是，可以以高分辨率、在使用不太復(fù)雜的且不太昂貴的組件時確定帶電粒子筆形射束的物理位置和/或橫向強(qiáng)度分布。該優(yōu)點(diǎn)對于使用與條形元件完全不同的像素化感測元件的檢測器尤其明顯。像素化元件是有益的，因?yàn)樗鼈兲峁┥涫鴱?qiáng)度分布的真實(shí)的二維采樣，而不是一維投影。這可以揭示強(qiáng)度分布中的通過條形采樣不可檢測的特征。然而，像素化元件與條形元件相比需要額外的讀出電子器件來獲得相同的空間分辨率，所以像素化元件一般比條形元件更復(fù)雜而且更昂貴。
[0041]通過將高分辨率電極的每個子陣列中的等效像素彼此并聯(lián)連接，需要的電路和讀出電子器件少于每個像素被個別地量測以供讀出時。例如，為了確定射束在2_的分辨率上在25cmX 25cm的典型的射束掃描區(qū)域上的物理位置，將需要具有15，625個像素(在“X”方向上125個像素，在“y”方向上125個像素)和相同數(shù)量的電子讀出通道的像素化檢測器。由于靈敏讀出電路的數(shù)量以及以用于粒子治療系統(tǒng)的典型的操作頻率(例如，10Hz至5kHz)(從大量像素和傳感器)讀取大量數(shù)據(jù)所需的高容量數(shù)據(jù)鏈路，這樣的檢測器的制造將更昂貴。
[0042]相反，本文中所描述的高分辨率像素化檢測器可以以大幅降低的成本制造。如果上述具有15,625個像素的高分辨率像素化電極被配置成16個子陣列，子陣列由彼此并聯(lián)電連接的像素組成，則相當(dāng)于像素的數(shù)量的1/16(8卩，大約1，000個像素)。如果相關(guān)聯(lián)的低分辨率電極在相同的射束掃描區(qū)域上也具有大約I，000個像素，則與具有等效的空間分辨率的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相比，讀出通道的數(shù)量的總體減少是減少到八分之一。由于讀出通道的數(shù)量的減少，到控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈路上的數(shù)據(jù)負(fù)荷對應(yīng)地減小。
[0043]在下文中結(jié)合附圖來描述一個或多個實(shí)施方案或?qū)崿F(xiàn)，在附圖中，相似的標(biāo)號始終用于指代相似的元件，并且各種特征不一定按比例繪制。
[0044]圖1圖示說明筆形射束掃描(PBS)系統(tǒng)10的框圖。系統(tǒng)10包括筆形射束發(fā)生器110、磁場發(fā)生器130、檢測器系統(tǒng)140以及控制系統(tǒng)170。筆形射束發(fā)生器110產(chǎn)生帶電粒子筆形射束100，其在基本上平行于參考軸105的方向上從筆形射束發(fā)生器110行進(jìn)到磁場發(fā)生器130。帶電粒子筆形射束100可以是質(zhì)子射束或另一帶電粒子(諸如氦或碳的離子)的射束。帶電粒子筆形射束100具有能量(通常以兆電子伏或MeV為單位測量)以及橫向于其行進(jìn)方向的強(qiáng)度分布。在一些實(shí)施方案中，筆形射束100具有30和250MeV之間的能量，這對于人體患者里的腫瘤和其他病況的治療處置可以是有用的。對于給定時間間隔，帶電粒子筆形射束100的能量可以是大體上恒定的。然而，能量可以在時間間隔之間變化。
[0045]帶電粒子筆形射束100由磁場發(fā)生器130產(chǎn)生的一個或多個磁場引導(dǎo)。磁場發(fā)生器130可以引導(dǎo)和/或偏轉(zhuǎn)帶電粒子筆形射束100以形成以相對于參考軸105的角度朝向患者160里的目標(biāo)體積165行進(jìn)的偏轉(zhuǎn)的帶電粒子筆形射束100’。在一些實(shí)施方案中，偏轉(zhuǎn)的帶電粒子筆形射束100’和參考軸105之間的角度是小的，例如小于或等于10度。目標(biāo)體積165可以對應(yīng)于患者160里的腫瘤的作為處置目標(biāo)的一部分。在一些實(shí)施方案中，磁場發(fā)生器130包括第一電磁體和第二電磁體，第一電磁體用于在平行于第一軸106的第一方向上引導(dǎo)帶電粒子筆形射束100，第一軸106正交于參考軸105(例如，水平或“X”方向)，第二電磁體用于在平行于第二軸107的第二方向上引導(dǎo)帶電粒子筆形射束100，第二軸107正交于參考軸105和第一方向兩者(例如，垂直或“y”軸)。如上所述，第一磁體和第二磁體可以一起工作或者分開工作來將帶電粒子筆形射束100引導(dǎo)到患者160里的模型目標(biāo)位置165。另外或者在替代方案中，磁場發(fā)生器130可以包括具有極片的多極磁體，這些極片被布置成以帶電粒子筆形射束100的未偏轉(zhuǎn)軸為中心的對稱圖案。如以上所討論的，這樣的多極磁體或電磁體可以在第一方向和/或第二方向上將帶電粒子筆形射束100引向模型目標(biāo)位置165。磁場發(fā)生器130的其他變體和布置對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是清楚的。
[0046]檢測器系統(tǒng)140被配置來在患者處置期間跟蹤偏轉(zhuǎn)的帶電粒子筆形射束100’。檢測器系統(tǒng)140可以是一個或多個離子化檢測器，諸如條形離子化檢測器或像素化離子化檢測器。在一些實(shí)施方案中，檢測器系統(tǒng)140是如下所述的集成多分辨率像素化檢測器。在一些實(shí)施方案中，檢測器系統(tǒng)140包括具有第一分辨率(例如，第一像素大小)的第一像素化檢測器和具有第二分辨率(例如，第二像素大小)的第二像素化檢測器。在一些實(shí)施方案中，檢測器系統(tǒng)140對于偏轉(zhuǎn)的帶電粒子筆形射束100 ’中的帶電粒子具有可忽略的能量損失和橫向散射偏轉(zhuǎn)。
[0047]控制系統(tǒng)170與筆形射束發(fā)生器110、磁場發(fā)生器130和檢測器系統(tǒng)140進(jìn)行通信?？刂葡到y(tǒng)170接收表示來自筆形射束發(fā)生器110、磁場發(fā)生器130和檢測器系統(tǒng)140的輸出數(shù)據(jù)的信號，并且如本領(lǐng)域中已知的那樣將反饋控制信號提供給筆形射束發(fā)生器110和磁場發(fā)生器130?？刂菩盘柨梢哉{(diào)整PBS系統(tǒng)10的一個或多個參數(shù)，包括帶電粒子筆形射束100的強(qiáng)度和/或偏轉(zhuǎn)的帶電粒子筆形射束100，的偏轉(zhuǎn)角。
[0048]圖2是被配置用于質(zhì)量保證測量的PBS系統(tǒng)20的框圖。PBS系統(tǒng)20包括筆形射束發(fā)生器210、磁場發(fā)生器230、檢測器系統(tǒng)230、控制系統(tǒng)270以及診斷檢測器系統(tǒng)280和檢測器控制系統(tǒng)285。診斷檢測器系統(tǒng)280位于等中心平面處或附近，患者將被放置在等中心平面以供處置(例如，上述患者160)。診斷檢測器系統(tǒng)280包括具有第一分辨率(例如，像素大小)的第一像素化檢測器和具有第二分辨率(例如，像素大小)的第二像素化檢測器。第一分辨率不同于第二分辨率。在一些實(shí)施方案中，第一分辨率低于第二分辨率(例如，較大的像素大小)。在一些實(shí)施方案中，第一分辨率高于第二分辨率(例如，較小的像素大小)。在一些實(shí)施方案中，診斷檢測器系統(tǒng)280包括測量射束的動能和/或總射束電流的射束闌(beamstop)。診斷檢測器系統(tǒng)280可以收集數(shù)據(jù)以讀出偏轉(zhuǎn)射束200’的對于準(zhǔn)確患者處置重要的參數(shù)。這樣的射束參數(shù)可以包括橫向強(qiáng)度分布的形心位置、射束軌跡角、射束的橫向強(qiáng)度分布的形狀、射束分布的包絡(luò)的發(fā)散角、總射束電流以及射束動能。這樣的參數(shù)可以被用于質(zhì)量保證(例如，在系統(tǒng)設(shè)置和/或鑒定期間)。在一些實(shí)施方案中，這些參數(shù)從診斷系統(tǒng)280發(fā)送到控制系統(tǒng)270以修改和/或校準(zhǔn)筆形射束發(fā)生器210和/或磁場發(fā)生器230。
[0049]如圖3所示，診斷檢測器系統(tǒng)280中的第一像素化檢測器和第二像素化檢測器可以被集成到多分辨率像素化檢測器325中。多分辨率像素化檢測器325包括第一像素化電極340、第一氣隙342、高壓平面350、第二氣隙346以及第二像素化電極360，這些被設(shè)置在殼體370中。射束進(jìn)入窗口設(shè)置在第一像素化電極340的近側(cè)。殼體370和射束進(jìn)入窗口 380可以提供清潔的干燥的氣體環(huán)境。可選的氣隙385設(shè)置在射束進(jìn)入窗口 380和第一電極340之間。如所示，偏轉(zhuǎn)的帶電粒子射束300’穿過多分辨率像素化檢測器325的大致正交于由每個像素化電極340、360限定的分別的平面的層。第一像素化電極340和第二像素化電極360分別具有第一分辨率和第二分辨率。第一分辨率可以大于第二分辨率(例如，較小的像素大小)，或者反過來。
[0050]圖4圖示說明沒有檢測器殼體370或射束入口380的多分辨率像素化檢測器325的透視圖。像素化電極340、360和高壓平面350被布置為平行的平面，氣隙被限定在這些平面之間。像素化電極340、360和高壓平面350之間的距離可以被以高精度控制以提供準(zhǔn)確的讀出。像素化電極340、360上的分別的像素圖案345、365被布置為面對高壓平面350。如虛線所示的像素化電極340上的像素圖案345因此在圖4中所示的視圖中在該平面的下側(cè)。如所示，第一像素化電極340具有低于第二像素化電極360的分辨率。指出，如以上所討論的，第一像素化電極340可以具有高于第二像素化電極360的分辨率。
[0051]以上所指出的相對小的射束軌跡角以及第一氣隙342的中心和第二氣隙346的中心之間的很小的距離意味著，偏轉(zhuǎn)的帶電粒子筆形射束300’的非零軌跡角的影響是可忽略的。換句話說，偏轉(zhuǎn)的帶電粒子筆形射束300，到電極340和360上的投影(包括橫向射束強(qiáng)度分布的投影)可以被認(rèn)為是相同的。氣隙的中心之間的距離可以在5_和25_之間。
[0052]像素化離子化檢測器腔室也在美國專利申請公開N0.2014/0265823中被描述，該申請被轉(zhuǎn)讓給記錄的相同的受讓人，特此通過引用并入本文。指出，如本領(lǐng)域中已知的，每個像素化電極340、360可以在與它自己的離子化腔室(氣隙和高壓平面)分離的殼體中，而不是圖3和圖4中所示的集成配置。在這種情況下，軌跡角的影響可能是不可忽略的，取決于間隔。如果軌跡角是已知的，例如，從磁場發(fā)生器的設(shè)置知道，則可以應(yīng)用數(shù)學(xué)校正來補(bǔ)償在X軸和/或y軸上在投影到第一像素化電極和第二像素化電極上的橫向射束強(qiáng)度形心之間造成的偏移。
[0053]第一像素化電極340具有像素尺寸較大(例如，分辨率較低)的像素的陣列。例如，第一像素化電極340可以具有大約5mm和大約1mm之間的像素中心間隔。來自第一分辨率像素化電極340的輸出信號可以被用于使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的計算來確定帶電粒子筆形射束100’的橫向射束強(qiáng)度分布的形心。在一些實(shí)施方案中，第一像素化電極340具有與分辨率較高的像素化檢測器360的每個子陣列相同數(shù)量的像素。
[0054]如下所述，像素尺寸較小(例如，分辨率較高)的第二像素化電極360包括被劃分為多個子陣列的像素的陣列，子陣列由在分別的像素位置處并聯(lián)電連接的像素形成。每個這樣的并聯(lián)連接被連接到電子讀出通道。像素由在基本上垂直于帶電粒子筆形射束(例如，帶電粒子筆形射束100)的平面(例如，x-y平面)中按矩形圖案設(shè)置的電極元件限定。這些元件可以在X和y方向上按規(guī)律的或不規(guī)律的間隔分隔開以限定像素。在一些實(shí)施方案中，像素的中心相隔大約1.0mm-5.0mm。在一些實(shí)施方案中，電極元件之間的絕緣間隙被制成大約0.02mm至0.1Omm寬。像素元件收集當(dāng)偏轉(zhuǎn)的帶電粒子筆形射束100，通過電場在相鄰的間隙(例如，第二間隙346)中創(chuàng)建離子-電子對時形成的電流，如在本技術(shù)領(lǐng)域中所知的那樣。如下所述，第二像素化電極360被配置來產(chǎn)生第二輸出信號數(shù)據(jù)陣列，其表示每個子陣列的逐像素組合的電輸出。
[0055]圖5圖示說明高分辨率像素化電極560的平面圖。高分辨率像素化電極560包括大小和位置準(zhǔn)確知道的多個像素500。像素500可以具有相同的或基本上相同的尺寸。例如，像素500在平行于第一軸506 (例如，X軸)的第一方向上約為2mm，在平行于第二軸507 (例如，y軸)的第二方向上約為2mm，第二方向正交于第一方向。像素元件由檢測器元件530限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，可以使用其他分辨率用于高分辨率像素化檢測器560，諸如大約1mm、大約1.5mm、大約2.5mm、大約3mm等。
[0056]高分辨率像素化電極560被劃分為子陣列560A、560B、…、560N( —般地，子陣列560η)。如所不，子陣列560η在第一方向506和第二方向507上大小相等。在一些實(shí)施方案中，子陣列560η具有不同的大小。子陣列560η可以大于或等于射束斑點(diǎn)的大小。例如，子陣列560η可以大于或等于射束斑點(diǎn)的這樣的區(qū)域，所述區(qū)域表示總射束強(qiáng)度的大約95%至大于99%之間。
[0057]子陣列560η的分別的像素500彼此并聯(lián)電連接。照此，子陣列560Α中的給定列和行(i，j)處的像素500Α分別在子陣列560Β、500Ν中的等同位置(i，j)處電連接到像素500Β、500N，并且一般地，在子陣列560η中的等同位置(i，j)處電連接到像素500η。像素500η可以使用印刷電路板上的內(nèi)部跡線或類似配置電連接?？商娲兀袼?00η可以使用外部布線電連接。當(dāng)來自射束斑點(diǎn)的電流從(i，j )處與像素500η (其包括并聯(lián)連接的像素500A、500Β、...、500Ν)的連接被檢測到時，該電流來源于哪個子陣列560η是未知的。換句話說，在沒有更多信息的情況下，不能從電讀出確定整個電極560區(qū)域上的哪個像素560η檢測到電流。
[0058]圖6圖示說明低分辨率像素化電極640的平面圖。低分辨率像素化電極640包括多個像素600Α、600Β、…、600Ν(—般被稱為像素600η)。像素600η可以具有準(zhǔn)確知道的大小和位置。例如，像素600η可以在平行于第一軸606(例如，X軸)的第一方向上約為8mm，在平行于第二軸607(例如，y軸)的第二方向上約為8mm，第二方向正交于第一方向。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，可以使用其他分辨率用于低分辨率像素化電極340，諸如大約7mm、大約7.5mm、大約7.8mm、大約8mm等。在一些實(shí)施方案中，低分辨率像素化電極640具有與高分辨率電極的每個子陣列(例如，子陣列560η)相同數(shù)量的像素600η。
[0059]當(dāng)電流從給定像素600η被檢測到時，電極640的電讀出可以被用來確定哪個像素600η沒有歧義地檢測到電流。帶電粒子筆形射束的橫向射束強(qiáng)度分布的臨時形心可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的計算從所有像素600η中的信號獲得。
[0060]回頭參照圖2，檢測器控制系統(tǒng)285接收作為輸入的、來自檢測器系統(tǒng)280的第一像素化電極(例如，第一像素化電極340)的第一輸出信號以創(chuàng)建第一數(shù)據(jù)陣列，并且接收作為輸入的、來自檢測器系統(tǒng)280的第二像素化電極(例如，第二像素化電極360)的第二輸出信號以創(chuàng)建第二數(shù)據(jù)陣列。因?yàn)榈诙敵鲂盘柋硎久總€子陣列(例如，子陣列360η)中的每個像素位置的組合的電輸出，所以如上所述，存在關(guān)于檢測到電流的像素的物理位置(因此，帶電粒子筆形射束100’的物理位置)的不確定。這表現(xiàn)為兩個效應(yīng)。第一個效應(yīng)是，射束強(qiáng)度分布形心位于N個子陣列中的哪個中是未知的。第二個效應(yīng)是，如果射束強(qiáng)度分布在多于一個的子陣列上延伸，則由于并聯(lián)連接的像素(例如，像素500η)，該分布在第一輸出信號中將表現(xiàn)為“環(huán)繞(wrap around)”。檢測器控制系統(tǒng)285可以通過使用來自分辨率較低的像素化電極的第一數(shù)據(jù)陣列來解決該不確定并且使得射束強(qiáng)度輪廓在分辨率較高的電極提供的分辨率上可以完美地重構(gòu)。一般地，橫向射束強(qiáng)度分布不應(yīng)超過子陣列的尺寸。
[0061 ]圖7示出投影到分辨率較低的電極740上的第一射束斑點(diǎn)710和第二射束斑點(diǎn)7 20(即，橫向強(qiáng)度分布)。第一射束斑點(diǎn)710和第二射束斑點(diǎn)7 20表示來自不同時間段的射束的斑點(diǎn)。盡管未示出，指出，射束斑點(diǎn)可以具有不均勻的橫向強(qiáng)度分布，并且它們可以具有可變的和/或不規(guī)則的形狀。低分辨率電極信號被計算以使用本領(lǐng)域中已知的方法來分別給出物理空間中的形心位置715和725。由于像素大小相對較大，因此連續(xù)的射束強(qiáng)度分布的采樣很粗略，計算的形心位置715、725可能不是完美的，但是足以將射束形心位置715、725分配給如上所述的高分辨率電極子陣列中的一個。在形心位置715、725正好落在兩個或四個電極之間的劃分線上的不太可能的情況下，子陣列的選擇可以是任意的，而不失準(zhǔn)確性。例如，在這樣的情況下可以選擇較低編號的子陣列。
[0062]如果偏轉(zhuǎn)的帶電粒子筆形射束具有很大的射束軌跡角，換句話說，射束不正交于電極340和360的平面，使得形心在低分辨率電極和高分辨率電極之間的物理空間中明顯移位，那么如上所述，如果氣隙342和346的中心之間的角度和間隔通過其他手段知道，則這可以通過簡單的計算來補(bǔ)償。如果這是不可能的，則所描述的方法仍將給出正確的結(jié)果，但是可以重構(gòu)的射束強(qiáng)度分布的最大范圍縮小。
[0063]圖8圖示說明射束斑點(diǎn)810、820，它們是疊加到高分辨率電極860的幾何結(jié)構(gòu)上的射束斑點(diǎn)710、720。形心位置815、825是從低分辨率電極740的輸出確定、然后疊加到高分辨率電極860的幾何結(jié)構(gòu)上的形心位置715和725。分別的形心位置815、825均位于子陣列360η中，具體地說，對于圖8中所示的情況，位于子陣列860Α和860Ν中。
[0064]如果射束斑點(diǎn)大小整個被包含在一子陣列的范圍中，諸如子陣列860Ν中的斑點(diǎn)820那樣，則不需要重構(gòu)射束強(qiáng)度輪廓。例如，如果近似的形心825位于子陣列860Ν的中心的一個像素內(nèi)，則斑點(diǎn)820可以位于子陣列860Ν內(nèi)。射束斑點(diǎn)(以及射束強(qiáng)度輪廓)的物理位置被沒有歧義地知道，因?yàn)樽雨嚵?60Ν中的每個像素的絕對物理位置是已知的?？梢酝ㄟ^將值零(或其他標(biāo)稱值)分配給不在子陣列860N中的所有的其他像素800來配置整個高分辨率數(shù)據(jù)陣列?？商娲兀梢酝ㄟ^使用來自低分辨率像素化檢測器的輸出的信息來設(shè)置不在子陣列860N中的像素800的值。例如，可以使來自位置(x，y)處的不在子陣列860F中的像素的電流密度等于從具有最接近(x，y)的位置(x’，y’)的低分辨率陣列像素測量的電流密度。
[0065]現(xiàn)在可以從高分辨率電極的輸出計算更準(zhǔn)確的形心，并且可以進(jìn)行射束強(qiáng)度分布的寬度和形狀的更精確的計算。
[0066]如果射束強(qiáng)度分布位于兩個、三個或四個鄰接的子陣列上，則必須重新映射構(gòu)成高分辨率電極信號的個別的電流信號以獲得它們在物理空間中的正確的相對位置。例如，射束斑點(diǎn)810位于三個鄰接的子陣列860A、860B和860D上。
[0067]圖9圖不說明射束強(qiáng)度分布由于高分辨率電極860的子陣列860η中的對應(yīng)像素800的并聯(lián)連接而如何表現(xiàn)為“環(huán)繞”高分辨率電極數(shù)據(jù)陣列965。如圖9所示，第一射束斑點(diǎn)部分910Α對應(yīng)于射束斑點(diǎn)810的位于子陣列860Α中的部分。第二射束斑點(diǎn)部分910Β對應(yīng)于射束斑點(diǎn)810的位于子陣列860Β中的部分。第三射束斑點(diǎn)部分91OC對應(yīng)于射束斑點(diǎn)810的位于子陣列860C中的部分。
[0068]圖10圖示說明將高分辨率電極數(shù)據(jù)陣列965映射到高分辨率像素化電極1060的物理像素上的處理。在分析上，電子數(shù)據(jù)陣列1025以形心位置1015為中心，形心位置1015如上所述使用低分辨率電極的輸出而被計算。電子數(shù)據(jù)陣列1025具有與子陣列1060η的尺寸相同的尺寸。高分辨率電極數(shù)據(jù)陣列965通過使分別的形心位置915、1015對齊而被疊加到電子數(shù)據(jù)陣列1025上。
[0069]圖11圖示說明圖10中描述的疊加的數(shù)據(jù)陣列。如上所述，高分辨率電極數(shù)據(jù)陣列965通過使分別的形心位置915、1015(形心位置1015在圖11中未示出)在高分辨率電極1060的表示上對齊而被疊加到電子數(shù)據(jù)陣列1025上。在對齊的位置上，高分辨率電極數(shù)據(jù)陣列965的子部分920、930落在電子數(shù)據(jù)陣列1025的邊界的外部。子部分920、930中的射束斑點(diǎn)部分91B、91OC分別是以上描述的“環(huán)繞”射束強(qiáng)度分布。通過重新映射或偏移射束斑點(diǎn)部分91OB、91OC，可以在高分辨率電極1160的高分辨率上重構(gòu)射束斑點(diǎn)。指出，為了清晰起見，在圖11中未示出像素網(wǎng)格線。
[0070]圖12圖示說明重新映射的電子數(shù)據(jù)陣列1200可以如何與高分辨率電極1260的像素相關(guān)聯(lián)、以使得絕對物理位置被分配給每個數(shù)據(jù)陣列元素以生成重構(gòu)的高分辨率數(shù)據(jù)陣列?，F(xiàn)在可以從重構(gòu)的高分辨率數(shù)據(jù)陣列計算更準(zhǔn)確的形心1215，并且可以進(jìn)行射束強(qiáng)度分布的寬度和形狀的更精確的計算。不包括在重新映射的數(shù)據(jù)陣列1200中的重構(gòu)的高分辨率數(shù)據(jù)陣列中的元素可以被分配值零?？商娲?，可以通過使用來自低分辨率數(shù)據(jù)陣列的信息來設(shè)置不在重新映射的電子數(shù)據(jù)陣列1200中的像素的值。例如，可以使來自位置(x，y)的不在重新映射的數(shù)據(jù)陣列1100中的像素的電流密度等于從具有最接近(x，y)的位置U’，y’)的低分辨率陣列像素測量的電流密度。
[0071]從檢測器系統(tǒng)180和讀出系統(tǒng)185測量的值可以用于粒子射束治療系統(tǒng)的質(zhì)量保證。
[0072]將清楚的是，所述技術(shù)也可以被應(yīng)用于圖1中所示的檢測器(一個或多個)140和控制系統(tǒng)170?？刂葡到y(tǒng)170可以使用從表示由偏轉(zhuǎn)的帶電粒子筆形射束100 ’創(chuàng)建的信號的形心、寬度、形狀和總電流的高分辨率數(shù)據(jù)計算的值來更準(zhǔn)確地控制偏轉(zhuǎn)的帶電粒子筆形射束100’。如圖1所示，在控制系統(tǒng)170、帶電粒子筆形射束發(fā)生器110和磁場發(fā)生器130之間提供反饋控制回路以控制帶電粒子筆形射束的能量、劑量(強(qiáng)度和/或劑量時間)和/或偏轉(zhuǎn)角。在一些實(shí)施方案中，控制系統(tǒng)170與射束控制單元進(jìn)行通信。射束控制單元可以從控制系統(tǒng)170接收表示斑點(diǎn)的實(shí)際位置/地點(diǎn)、形狀和電荷密度的信號。如以上所討論的，射束控制單元可以產(chǎn)生對帶電粒子筆形射束發(fā)生器110和/或磁場發(fā)生器130的反饋控制。
[0073]圖13是圖示說明測量帶電粒子筆形射束系統(tǒng)的性能并且控制帶電粒子筆形射束系統(tǒng)的示例性方法的流程圖1300。在1310中，如上所述，從低分辨率像素化電極和高分辨率像素化電極接收信號。在1320中，用來自低分辨率電極的電輸出數(shù)據(jù)確定帶電粒子射束的近似形心橫向強(qiáng)度分布。該形心被用于從從高分辨率電極接收的電輸出數(shù)據(jù)去除不確定性。在1330中，裝配射束強(qiáng)度輪廓的整個高分辨率數(shù)據(jù)陣列表示，其表示高分辨率像素化電極的整個區(qū)域，等同于將從具有每個像素的個別的讀出的高分辨率電極接收的內(nèi)容。在1340中，使用該分辨率數(shù)據(jù)來計算相關(guān)的射束參數(shù)，諸如位置和橫向強(qiáng)度分布。在1350中，使用該信息作為用于粒子治療設(shè)備的有效操作的質(zhì)量保證信息。在1360中，使用該信息進(jìn)行反饋控制以提高粒子射束的位置、強(qiáng)度分布和整合強(qiáng)度的精度。
[0074]雖然已經(jīng)提及了像素化電極，但是指出，可以使用替代的檢測器來代替像素化電極。例如，可以使用如本領(lǐng)域中已知的水平條形電極和垂直條形電極來代替高分辨率像素化檢測器和/或低分辨率像素化檢測器。條形檢測器可以具有與分別的高分辨率或低分辨率像素化檢測器的分辨率相同的分辨率。
[0075]本發(fā)明不應(yīng)被認(rèn)為限于上述特定實(shí)施方案，而是相反，應(yīng)被理解為涵蓋如在本權(quán)利要求書中公正地陳述的本發(fā)明的所有方面?？梢詰?yīng)用本發(fā)明的各種修改、等同處理以及許多結(jié)構(gòu)對于本發(fā)明涉及的領(lǐng)域的技術(shù)人員而言在審閱本公開后將是容易明白的。權(quán)利要求書意圖涵蓋這樣的修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于檢測帶電粒子筆形射束的特性的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 多分辨率檢測器，所述多分辨率檢測器被設(shè)置為鄰近等中心平面，所述多分辨率檢測器包括: 第一像素化電極，所述第一像素化電極包括第一像素的多個子陣列，其中每個子陣列中的每個相對位置處的每個分別的第一像素彼此并聯(lián)電連接，以使得所述第一像素化電極動態(tài)地產(chǎn)生第一輸出，所述第一輸出表示來自所述子陣列的所述分別的第一像素的組合的電輸出，所述第一像素檢測由所述帶電粒子筆形射束創(chuàng)建的電流； 第二像素化電極，所述第二像素化電極包括多個第二像素，所述第二像素化電極被配置來動態(tài)地產(chǎn)生第二輸出，所述第二輸出表示所述帶電粒子筆形射束在基本上平行于所述等中心平面的平面中的大致物理位置，所述第二像素化電極具有小于所述第一像素化電極的第一分辨率的第二分辨率;以及 高壓平面，所述高壓平面被設(shè)置在所述第一像素化電極和所述第二像素化電極之間， 診斷控制系統(tǒng)，所述診斷控制系統(tǒng)包括存儲器和處理器，所述診斷控制系統(tǒng)被配置來:接收作為輸入的所述第一輸出和所述第二輸出，并且基于所述第一輸出和所述第二輸出來確定所述帶電粒子射束的實(shí)際位置和實(shí)際橫向強(qiáng)度分布，所述實(shí)際位置和所述實(shí)際強(qiáng)度分布具有所述第一分辨率。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述診斷控制系統(tǒng)被配置來將所述實(shí)際位置和所述實(shí)際強(qiáng)度分布發(fā)送到射束控制系統(tǒng)。3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述射束控制系統(tǒng)基于所述實(shí)際位置和所述實(shí)際強(qiáng)度分布中的至少一個來更新校準(zhǔn)參數(shù)。4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中在所述第一像素化電極和所述第二像素化電極之間限定第一氣隙。5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中在所述高壓平面和所述第二像素化電極之間限定第二氣隙。6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一像素具有第一大小，所述第二像素具有第二大小，所述第一大小小于所述第二大小。7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一像素化電極設(shè)置在第一平面中，所述第二像素化電極設(shè)置在第二平面中，以使得所述第一平面、所述第二平面和所述高壓平面基本上平行于所述等中心平面。8.—種用于檢測帶電粒子筆形射束的特性的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 多分辨率檢測器系統(tǒng)，所述多分辨率檢測器系統(tǒng)被設(shè)置為鄰近等中心平面，所述多分辨率檢測器包括: 第一像素化檢測器，所述第一像素化檢測器包括第一像素化電極，所述第一像素化電極具有第一像素的多個子陣列，其中每個子陣列中的每個相對位置處的每個分別的第一像素彼此并聯(lián)電連接，以使得所述第一像素化檢測器動態(tài)地產(chǎn)生第一輸出，所述第一輸出表示來自所述子陣列的所述分別的第一像素的組合的電輸出，所述第一像素檢測由所述帶電粒子筆形射束創(chuàng)建的電流;以及 第二像素化檢測器，所述第二像素化檢測器包括第二像素化電極，所述第二像素化電極具有多個第二像素，所述第二像素化檢測器被配置來動態(tài)地產(chǎn)生第二輸出，所述第二輸出表示所述帶電粒子筆形射束在基本上平行于所述等中心平面的平面中的大致物理位置，所述第二像素化電極具有小于所述第一像素化電極的第一分辨率的第二分辨率； 診斷控制系統(tǒng)，所述診斷控制系統(tǒng)包括處理器，所述控制系統(tǒng)被配置來:接收作為輸入的所述第一輸出和所述第二輸出，并且基于所述第一輸出和所述第二輸出來確定所述帶電粒子射束的實(shí)際位置和實(shí)際橫向強(qiáng)度分布，所述實(shí)際位置和所述實(shí)際強(qiáng)度分布具有所述第一分辨率。9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述診斷控制系統(tǒng)被配置來將所述實(shí)際位置和所述實(shí)際強(qiáng)度分布發(fā)送到射束控制系統(tǒng)。10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述射束控制系統(tǒng)基于所述實(shí)際位置和所述實(shí)際強(qiáng)度分布中的至少一個來更新校準(zhǔn)參數(shù)。11.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中在所述第一像素化電極和所述第二像素化電極之間限定第一氣隙。12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中在所述高壓平面和所述第二像素化電極之間限定第二氣隙。13.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述第一像素具有第一大小，所述第二像素具有第二大小，所述第一大小小于所述第二大小。14.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述第一像素化電極設(shè)置在第一平面中，所述第二像素化電極設(shè)置在第二平面中，以使得所述第一平面、所述第二平面和所述高壓平面基本上平行于所述等中心平面。15.—種表征帶電粒子筆形射束的方法，所述方法包括: 用第一像素化電極接收帶電粒子筆形射束產(chǎn)生的組合的電輸出，所述第一像素化電極包括具有第一分辨率的第一像素的多個子陣列，其中每個子陣列中的每個相對位置處的每個分別的第一像素彼此并聯(lián)電連接； 用來自第二像素化電極的電輸出數(shù)據(jù)來確定所述帶電粒子筆形射束的近似物理位置，所述第二像素化電極包括多個具有第二分辨率的第二像素，所述第二分辨率低于所述第一分辨率;以及 使用所述組合的電輸出和所述近似物理位置來計算所述帶電粒子筆形射束的實(shí)際物理位置和實(shí)際橫向強(qiáng)度分布，所述實(shí)際物理位置和所述實(shí)際強(qiáng)度分布具有所述第一分辨率。16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括鄰近等中心平面設(shè)置多分辨率檢測器，所述多分辨率檢測器包括所述第一像素化電極和所述第二像素化電極。17.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括鄰近等中心平面設(shè)置第一像素化檢測器和第二像素化檢測器，所述第一像素化檢測器包括所述第一像素化電極，所述第二像素化檢測器包括所述第二像素化電極。18.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括基于所述實(shí)際物理位置和所述實(shí)際強(qiáng)度分布中的至少一個來更新射束控制系統(tǒng)中的校準(zhǔn)參數(shù)。19.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括在等中心平面和磁場發(fā)生器之間設(shè)置多分辨率檢測器，所述多分辨率檢測器包括所述第一像素化電極和所述第二像素化電極。20.如權(quán)利要求19所述的方法，還包括將控制信號發(fā)送到帶電粒子射束發(fā)生器，所述控制信號基于所述帶電粒子筆形射束的所述實(shí)際物理位置和所述實(shí)際橫向強(qiáng)度分布中的至少一個。21.如權(quán)利要求19所述的方法，還包括基于所述實(shí)際位置將控制信號發(fā)送到磁場發(fā)生器，所述控制信號基于所述帶電粒子筆形射束的所述實(shí)際物理位置和所述實(shí)際橫向強(qiáng)度分布中的至少一個。22.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第一像素具有第一大小，所述第二像素具有第二大小，所述第一大小小于所述第二大小。23.—種集成多分辨率檢測器，所述集成多分辨率檢測器包括: 設(shè)置在第一平面中的第一像素化電極，所述第一像素化電極包括第一像素的多個子陣列，其中每個子陣列中的每個相對位置處的每個分別的第一像素彼此并聯(lián)電連接，以使得所述第一像素化電極動態(tài)地產(chǎn)生第一輸出，所述第一輸出表不來自所述子陣列的所述分別的第一像素的組合的電輸出，所述第一像素檢測由帶電粒子筆形射束創(chuàng)建的電流； 設(shè)置在第二平面中的第二像素化電極，所述第二像素化電極包括多個第二像素，所述第二像素化電極被配置來動態(tài)地產(chǎn)生第二輸出，所述第二輸出表示所述帶電粒子筆形射束在所述第二平面中的物理位置，所述第二像素化電極具有小于所述第一像素化電極的第一分辨率的第二分辨率;以及 高壓平面，所述高壓平面被設(shè)置在所述第一像素化電極和所述第二像素化電極之間，其中所述第一平面、所述第二平面和所述高壓平面基本上彼此平行。24.如權(quán)利要求23所述的檢測器，其中所述第一像素具有第一大小，所述第二像素具有第二大小，所述第一大小小于所述第二大小。
【文檔編號】A61N5/10GK105920744SQ201610105709
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月25日
【發(fā)明人】R·P·布瓦索, A·達(dá)特, J·戈登, K·奧塔
【申請人】皮瑞米德技術(shù)咨詢公司