CN112213764B - 一种基于像素型电离室的质子束流截面测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于像素型电离室的质子束流截面测量装置，包括电离室机构、电子学机构、计算机测量结果显示机构；所述电离室机构工作时布设于治疗室内、被安放在治疗床的与旋转机架治疗头相对应的位置上、并通过有线方式与电子学机构相连接，该电离室机构用于在整机测试的物理模式下测量治疗头发出的束流与预设点的偏离位置、以及用于在整机测试的物理模式下测量一个M*N区域内束流信号的分布情况；本发明用像素型电离室替代了现有技术的胶片+扫描仪取得了预料不到的效果，相比现有技术胶片测量方法，处理速度快，即时显示结果，10分钟即可完成全部操作，满足了临床的需求，且像素型电离室可以重复使用。

Description

一种基于像素型电离室的质子束流截面测量装置

技术领域

本发明属于肿瘤质子治疗束流测量领域，具体涉及一种基于像素型电离室的质子束流截面测量装置。

背景技术

肿瘤质子治疗技术是目前国内放疗领域的一大研究热点。质子在组织中行进时，在较浅部位，质子沉积能量较少，到达一定深度时沉积剂量迅速上升到峰值，然后迅速下降，很快降到零。质子放疗技术正是利用了质子在组织内剂量沉积的这一布拉格峰特性。

在质子笔形束点扫描治疗中，对束流截面的测量具有重要意义。束斑的形状、中心位置以及束流截面的剂量分布会严重影响到肿瘤患者病灶靶区的剂量分布。测量质子束流截面有助于保证治疗的准确性和安全性。

质子笔形束点扫描应用如图1所示，质子治疗头安装在旋转机架上随着旋转机架转动，通过旋转机架带动治疗头从不同角度照射到患者病灶之处。为了保证治疗效果，要求质子治疗旋转机架的旋转精度达到1毫米精度。1毫米精度是考虑到旋转机架的精度要与束团中心点区域直径相匹配。在实际应用中，旋转机架要始终保持1毫米的旋转精度是非常、非常困难的，首先是旋转机架超重不容易控制，重达200多吨的旋转机架，虽然采用了各种提高旋转精度的手段，但由于机械性能的原因，往往不能保证精度持久不变；其次，束流经过回旋加速器的加速，然后通过静电垂直偏转板引出，经过能量选择系统、束流传输线、治疗头才能到达患者病灶。在这一过程中，任何一部分发生变化都会对束流产生较大影响。所以，即使设备运行初期完成了旋转机架精度的调整，该基准值随着环境的变化也会发生漂移，日积月累，漂移就会累加，最终超出允许的范围。基于这种情况，每天质子治疗前必须先进行物理模式下的整机测试，包括束流精度的测试，达到精度标准才可以进行治疗。而每天开机以后的物理模式测试要求时间非常短，束流精度测试一般要求在10分钟内完成。采用传统胶片测量的方法，得到带有束斑的胶片后还需要多道人工操作的环节才能显示测量结果，不能做到即时显示，并且，胶片测量每次都要更换新的胶片，胶片不能重复使用。

发明内容

针对质子束流截面测量方法，本发明提供一种基于像素型电离室的质子束流截面测量装置，通过像素型多层薄膜结构的电离室结构设计方案，能够做到即时测量即时显示，并解决重复使用的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于像素型电离室的质子束流截面测量装置，包括电离室机构、电子学机构、计算机测量结果显示机构；所述电离室机构工作时布设于治疗室内、被安放在治疗床的与旋转机架治疗头相对应的位置上、并通过有线方式与电子学机构相连接，该电离室机构用于在整机测试的物理模式下测量治疗头发出的束流与预设点的偏离位置、以及用于在整机测试的物理模式下测量一个M*N区域内束流信号的分布情况；所述电子学机构、以及测量结果显示机构分别布设于治疗室外面，该电子学机构用于接收电离室机构信号并进行信号转换、再将电子学转换结果发送给计算机测量结果显示机构；所述计算机测量结果显示机构经过软件计算后以曲线方式显示测量结果，显示内容为束流中心位置和半高宽。

所述电离室机构包括从外到里顺序横向排列的入射窗膜支撑框架、入射窗膜；阳极膜支撑框架、阳极膜；气体间隙框架；阴极膜、阴极膜支撑框架；出射窗膜、出射窗膜支撑框架；该电离室机构保证每两个支撑框架之间有一层膜：具体为：该入射窗膜固定在入射窗膜支撑框架的内侧外表面、阳极膜固定在阳极膜支撑框架的内侧外表面、阴极膜固定在阴极膜支撑框架的内侧外表面、出射窗膜固定在出射窗膜支撑框架的内侧外表面、气体间隙框架布设在两侧的阴极膜和阳极膜之间；所述入射窗膜和出射窗膜分别为为阳极膜和阴极膜的保护膜窗；使用固定螺丝将所有支撑框架按顺序叠层紧密固定在一起。

在阴极膜上面向阳极的一面开设的方形电离室像素点矩阵，在阴极膜上背离阳极膜的一面连1024个引脚、用于引出像素点矩阵电流信号、并阴极膜上背离阳极膜的一面的一条边框上开凹槽，用于像素点矩阵电流引线通过。

衡量质子束流束斑大小的指标采用半高宽FWHM(full width at half maximum)、用于肿瘤治疗的质子束斑半高宽一般为5-15毫米；所述32*32的方形电离室像素点矩阵每个方格的宽度小于等于半高宽的下限值；所述计算机软件计算所述束斑偏移的精度为0.2毫米。

所述入射窗膜、阳极膜、阴极膜、出射窗膜均为聚酰亚胺薄膜，所述的各个框架为玻璃纤维支撑框架，所述阴极膜和阳极膜两面均镀有0.1um厚的铝膜；在阴极膜和阳极膜之间的玻璃纤维支撑框架厚度为5mm，提供气体灵敏体积；在阳极膜加+1000V高压，在阳极膜和阴极膜之间可以形成2000V/cm的高压电场。

在气体间隙框架的任意一条边框上开凹槽、使灵敏体积与外界大气连通；采用自由空气作为灵敏体积气体，不需要额外使用其他填充气体，简单方便。

所述电子学机构包括以下计算模块：设定电流信号阈值模块、设定多个测量角度模块、获取多角度截面曲线模块、计算平均值模块；所述电流信号阈值模块用于设定计算截面曲线的有效信号值，低于阈值的为无效信号；所述多个测量角度模块用于设定360度周向不同测量角度；所述获取多角度截面曲线模块用于根据设定的多个角度绘制该角度对应的截面曲线；所述计算平均值模块用于计算不同角度的截面曲线取最高点的平均值、并将该最高点平均值作为计算束斑偏离点的实际值，再根据理论值与实际值计算偏差。

本发明的优点效果

本发明用像素型电离室替代了现有技术的胶片+扫描仪、用1024个引脚电流强度值代替胶片的灰度值，取得了预料不到的效果，本发明相比现有技术胶片测量方法有两个好处：第一、处理速度快，即时显示结果，10分钟即可完成全部操作，满足了临床的需求；第二、胶片属于一次性消耗品，照射一次之后就不能再用了。而本发明像素型电离室可以重复使用。

附图说明

图1为本发明应用效果图；

图2为本发明电离室结构图；

图3为电离室阴极膜正面图；

图4为网格与束斑同尺寸、以及网格大于束斑尺寸示意图；

图5为计算机显示的对应束斑平均值中心点和半高宽的曲线图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述。

发明原理

1、束斑的大小用半高宽FWHM表示。衡量束流大小用半高宽表示。半高宽的计算缘由是：束流是一个团，靠近中心区域质子数量最多，而发散在束团周边的粒子数较少，在束流的中心截面上质子分布形态为高斯分布，将束团中心粒子数量最多处作为最高点，其两侧质子数量为其一半的地方之间的距离作为束流截面的半高宽。FWHM＝2.35σ，σ为束流中心截面质子高斯分布的标准差。半高宽只是用来衡量束斑的大小，它不代表完整的束斑，一个完整的束斑肯定是大于半高宽的。质子束流的能量越高，发散越小，所以半高宽越小，反之，质子束流的能量越低，发散越大，所以半高宽越大。

2、像素型电离室的设计原理

1)网格宽度设定原理。用于治疗肿瘤的质子束流能量一般为70MeV-230MeV，束流能量为70MeV时对应的笔形束束斑FWHM约为15mm，束流能量为230MeV时对应的笔形束束斑FWHM约为5mm。为了保证精度，本发明设计的网格宽度应接近或小于束斑半高宽的下限5mm，由于受到电路板制作工艺的限制也不能无限小，同时考虑到束斑最小FWHM约为5mm，因此在工艺允许的情况下本发明的像素点矩阵网格宽度设计为5mm。

设定网格宽度接近或小于束斑半高宽的下限5mm的优势在于：无论5毫米或15毫米的束斑打在网格上均能保证精度。当采用低能量70MeV时，对应的笔形束束斑FWHM约为15mm，15毫米的束斑相对于5毫米的束斑将更多地打在周围5毫米宽的网格上，由于周围每个网格均布设了电流引线，所以15毫米直径的束斑均能够被周围的网格采集到，信号不会丢失，从而保证了精度；如果设定网格的宽度远远大于束斑FWHM为5mm的宽度将会产生误差，如图4右图所示，束斑位于10毫米网格的左上角，此时束斑的宽度5毫米小于网格的宽度，由于网格的宽度大于束斑的宽度，所以网格的位置不能准确代表束斑的位置，网格引线的电流只能证明其电流强度，却不能细分该电流强度来自网格的左上角、或右上角、或左下角、或右下角。唯一能够做到的就是用网格的位置代表束斑的位置。因此，本发明设置格子的宽度小于等于束斑的宽度而不能大于束斑的宽度。

2)电力室空气间隙设计原理。电离室的空气间隙设计为5mm是因为如果空气间隙太小，质子束流电离空气产生的电子离子对较少，像素点引出的电流信号较低，不容易与未受到束流照射区域的本底电流信号区分，造成计算结果的较大偏差。而且较小的空气间隙很容易被高压击穿，发生放电现象，使空气间隙失去意义；如果空气间隙太大，电子离子对在高压电场下向两极漂移的时间延长，影响电子学机构的响应时间。

3)电流信号产生产生的原理。当束流穿过电离室空气间隙时，电离空气产生电子离子对。电子在高压电场的作用下向阳极漂移，阳离子在高压电场的作用下向阴极漂移。在完整束斑照射范围内的像素点会根据束斑不同位置的质子数量的不同产生对应数量的感应电荷，不同的像素点产生的感应电流经引脚引出到电子学机构。

4)束斑平均值中心位置设计原理。束斑打在电离室上的数形是一个M*N(对应M*N的网格)的面,M可以等于N也可以不等于N,在这个面上，水平方向有M个点、垂直方向有N个点、斜对角方向有对应个点，该M*N个点的数据由电离室发送给电子学机构，电子学机构经过信号处理将信号自动传送到计算机软件，软件自动计算在束流截面内水平方向、垂直方向以及其他360度范围内的任意角度方向的截面曲线，曲线峰值处为该方向的中心位置，所有方向的中心位置的平均值为束斑的平均值中心。如图5所示，计算完成后在计算机上显示对应束斑平均值中心点和半高宽的曲线图,再将该中心点和预先理论计算的目标点进行比较，从而获得束斑的偏离位置。

3、一站式快速测量原理。在束斑打到电离室的同时，电脑终端即时显示测量结果，此为一站式快速测量。实现手段为：计算机测量结果显示单元提前启动并实时接收数据，束流打到电离室以后，电离室自动传送信号到电子学机构，电子学机构进行信号处理，自动传送给计算机进行计算，计算机测量结果显示单元以图形界面显示测量结果，由此完成一站式快速测量。和现有技术的胶片测量方法相比，胶片测量为多站式测量：人工先获取胶片、人工将胶片放入扫描机、人工将扫描结果存放到电脑的某个文件夹、人工启动计算软件、人工从电脑指定文件夹提取扫描数据到软件指定界面、软件根据导入的数据进行计算并显示。

基于以上发明原理，本发明设计了一种基于像素型电离室的质子束流截面测量装置。

一种基于像素型电离室的质子束流截面测量装置如图1所示，包括电离室机构、电子学机构、计算机测量结果显示机构；所述电离室机构工作时布设于治疗室内、被安放在治疗床的与旋转机架治疗头相对应的位置上、并通过有线方式与电子学机构相连接，该电离室机构用于在整机测试的物理模式下测量治疗头发出的束流与预设点的偏离位置、以及用于在整机测试的物理模式下测量一个N*N区域内束流信号的分布情况；所述电子学机构、以及测量结果显示机构分别布设于治疗室外面，该电子学机构用于接收电离室机构信号并进行信号转换、再将电子学转换结果发送给计算机测量结果显示机构；所述计算机测量结果显示机构经过软件计算后以曲线方式显示测量结果，显示内容为束流中心位置和半高宽。

所述电离室机构如图2所示，包括从外到里顺序横向排列的入射窗膜支撑框架1、入射窗膜1-1；阳极膜支撑框架2、阳极膜2-1；气体间隙框架3；阴极膜4、阴极膜支撑框架4-1；出射窗膜5-1、出射窗膜支撑框架5；该电离室机构保证每两个支撑框架之间有一层膜：具体为：该入射窗膜1-1固定在入射窗膜支撑框架1的内侧表面、阳极膜2-1固定在阳极膜支撑框架2的内侧表面、阴极膜4-1固定在阴极膜支撑框架4的内侧表面、出射窗膜5-1固定在出射窗膜支撑框架5的内侧表面、气体间隙框架3布设在两侧的阴极膜2-1和阳极膜4-1之间；所述入射窗膜1-1和出射窗膜5-1分别为为阳极膜和阴极膜的保护膜窗；使用固定螺丝将所有支撑框架按顺序叠层紧密固定在一起。

如图3所示，在阴极膜上面向阳极的一面开设的方形电离室像素点矩阵，在阴极膜上背离阳极膜的一面连1024个引脚、用于引出像素点矩阵电流信号、并阴极膜上背离阳极膜的一面的一条边框上开凹槽，用于像素点矩阵电流引线通过。

衡量质子束流束斑大小的指标采用半高宽FWHM(full width at half maximum)、用于肿瘤治疗的质子束斑半高宽一般为5-15毫米；所述32*32的方形电离室像素点矩阵每个方格的宽度小于等于半高宽的下限值；所述计算机软件计算所述束斑偏移的精度为0.2毫米。

所述入射窗膜、阳极膜、阴极膜、出射窗膜均为聚酰亚胺薄膜，所述的各个框架为玻璃纤维支撑框架，所述阴极膜和阳极膜两面均镀有0.1um厚的铝膜；在阴极膜和阳极膜之间的玻璃纤维支撑框架厚度为5mm，提供气体灵敏体积；在阳极膜加+1000V高压，在阳极膜和阴极膜之间可以形成2000V/cm的高压电场。

在气体间隙框架的任意一条边框上开凹槽、使灵敏体积与外界大气连通；采用自由空气作为灵敏体积气体，不需要额外使用其他填充气体，简单方便。

所述电子学机构包括以下计算模块：设定电流信号阈值模块、设定多个测量角度模块、获取多角度截面曲线模块、计算平均值模块；所述电流信号阈值模块用于设定计算截面曲线的有效信号值，低于阈值的为无效信号；所述多个测量角度模块用于设定360度周向不同测量角度；所述获取多角度截面曲线模块用于根据设定的多个角度绘制该角度对应的截面曲线；所述计算平均值模块用于计算不同角度的截面曲线取最高点的平均值、并将该最高点平均值作为计算束斑偏离点的实际值，再根据理论值与实际值计算偏差。

补充说明：

阳极膜加+1000V高压，阳极膜和阴极膜之间的间隙为5mm，用1000V高压除以阳极膜和阴极膜之间的间隙0.5cm，这样间隙内就形成了2000V/cm的高压电场。

在高压电场的作用下，质子束流在空气间隙内电离产生的电子离子对会向两极运动，两极会产生感应电荷。在阴极膜上面向阳极的一面为32*32的方形像素点矩阵，在另一面连1024个引脚，将感应电流引出到电子学机构。另外两层薄膜作为入射窗和出射窗，对阴极膜和阳极膜具有保护作用。使用固定螺丝将所有支撑框架按照入射窗膜、阳极膜、气体间隙支撑框架、阴极膜、出射窗膜的顺序叠层紧密固定在一起，膜都固定在靠近中间的一侧，保证每两个支撑框架之间有一层膜。在玻璃纤维支撑框架3的任意一条边框上开凹槽，使灵敏体积与外界大气连通；采用自由空气作为灵敏体积气体，不需要额外使用其他填充气体，简单方便。在玻璃纤维支撑框架4的一条边框上阴极膜的对面开凹槽，用于像素点矩阵电流引线通过。

阴极膜4-1作为收集极，其引出的电流信号通过响应算法拟合后显示束流截面。由于束流截面具有方向性，阴极膜的像素点也具有方向性。为了体现方向性，阴极膜的支撑框架一边突出一部分，作为X正方向，在叠层固定时需要注意此处的方向。

所述电子学机构包括以下计算模块：设定电流信号阈值模块、设定多个测量角度模块、获取多角度截面曲线模块、计算平均值模块；所述电流信号阈值模块用于设定计算截面曲线的有效信号值，低于阈值的为无效信号；所述多个测量角度模块用于设定360度周向不同测量角度；所述获取多角度截面曲线模块用于根据设定的多个角度绘制该角度对应的截面曲线；所述计算平均值模块用于计算不同角度的截面曲线取最高点的平均值、并将该最高点平均值作为计算束斑偏离点的实际值，再根据理论值与实际值计算偏差。

实施例一

如图1所示，一种用于质子束流截面测量的电离室结构由由四层镀有铝膜的聚酰亚胺薄膜和五个玻璃纤维材料的支撑框架组成。每层聚酰亚胺薄膜匹配一个玻璃纤维支撑框架，单独一个支撑框架为阳极膜和阴极膜之间提供气体间隙。一层薄膜作为阳极，加+1000V高压，一层薄膜作为阴极。另外两层薄膜作为入射窗和出射窗，对阴极膜和阳极膜具有保护作用。

如图2所示，在阴极膜上面向阳极的一面为32*32的方形像素点矩阵，在另一面连1024个引脚引出电流信号到电子学。使用固定螺丝将所有支撑框架按照入射窗、阳极膜、气体间隙支撑框架、阴极膜、出射窗的顺序叠层紧密固定在一起，膜都固定在靠近中间的一侧，保证每两个支撑框架之间有一层膜。在气体间隙支撑框架3的任意一条边框上开凹槽，使灵敏体积与外界大气连通；采用自由空气作为灵敏体积气体，不需要额外使用其他填充气体，简单方便。在玻璃纤维支撑框架4的一条边框上阴极膜的对面开凹槽，用于像素点矩阵电流引线通过。

阴极膜作为收集极，引出的电流信号被拟合后显示束流截面。由于束流截面具有方向性，阴极膜的像素点也具有方向性。为了体现方向性，阴极膜的支撑框架一边突出一部分，作为X正方向，在叠层固定时需要注意此处的方向。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于像素型电离室的质子束流截面测量装置，包括电离室机构、电子学机构、计算机测量结果显示机构；所述电离室机构工作时布设于治疗室内、被安放在治疗床的与旋转机架治疗头相对应的位置上、并通过有线方式与电子学机构相连接，该电离室机构用于在整机测试的物理模式下测量治疗头发出的束流与预设点的偏离位置、以及用于在整机测试的物理模式下测量一个M*N区域内束流信号的分布情况；所述电子学机构、以及测量结果显示机构分别布设于治疗室外面，该电子学机构用于接收电离室机构信号并进行信号转换、再将电子学转换结果发送给计算机测量结果显示机构；所述计算机测量结果显示机构经过软件计算后以曲线方式显示测量结果，显示内容为束流中心位置和半高宽；

衡量用于肿瘤治疗的质子束流束斑大小的指标采用半高宽FWHM，该半高宽FWHM半高宽一般为5-15毫米； 32*32的方形电离室像素点矩阵每个方格的宽度小于等于半高宽的下限值；计算机软件计算所述束斑偏移的精度为0.2毫米；

所述电离室机构网格宽度设置：束流能量为70MeV时对应的笔形束束斑FWHM约为15mm，束流能量为230MeV时对应的笔形束束斑FWHM约为5mm；为了保证精度，网格宽度应接近或小于束斑半高宽的下限5mm，由于受到电路板制作工艺的限制也不能无限小，同时考虑到束斑最小FWHM约为5mm，因此在工艺允许的情况下像素点矩阵网格宽度设计为5mm；

设定网格宽度接近或小于束斑半高宽的下限5mm的优势在于：无论5毫米或15毫米的束斑打在网格上均能保证精度；当采用低能量70MeV时，对应的笔形束束斑FWHM约为15mm，15毫米的束斑相对于5毫米的束斑将更多地打在周围5毫米宽的网格上，由于周围每个网格均布设了电流引线，所以15毫米直径的束斑均能够被周围的网格采集到，信号不会丢失，从而保证了精度；如果设定网格的宽度远远大于束斑FWHM为5mm的宽度将会产生误差，由于网格的宽度大于束斑的宽度，所以网格的位置不能准确代表束斑的位置，网格引线的电流只能证明其电流强度，却不能细分该电流强度来自网格的左上角、或右上角、或左下角、或右下角；唯一能够做到的就是用网格的位置代表束斑的位置；因此，设置格子的宽度小于等于束斑的宽度而不能大于束斑的宽度；

所述电子学机构包括以下计算模块：设定电流信号阈值模块、设定多个测量角度模块、获取多角度截面曲线模块、计算平均值模块；所述电流信号阈值模块用于设定计算截面曲线的有效信号值，低于阈值的为无效信号；所述多个测量角度模块用于设定360度周向不同测量角度；所述获取多角度截面曲线模块用于根据设定的多个角度绘制该角度对应的截面曲线；所述计算平均值模块用于计算不同角度的截面曲线最高点的平均值、并将该最高点平均值作为计算束斑偏离点的实际值，再根据理论值与实际值计算偏差；

束斑平均值中心位置的设置：束斑打在电离室上的形状是一个M*N的面,M等于N或者不等于N,在这个面上，水平方向有M个点、垂直方向有N个点、斜对角方向有对应个点，该M*N个点的数据由电离室发送给电子学机构，电子学机构经过信号处理将信号自动传送到计算机软件，软件自动计算在束流截面内水平方向、垂直方向以及其他360度范围内的多个角度方向的截面曲线，曲线峰值处为该方向的中心位置，所有方向的中心位置的平均值为束斑的平均值中心；计算完成后在计算机上显示对应束斑平均值中心点和半高宽的曲线图,再将该中心点和预先理论计算的目标点进行比较，从而获得束斑的偏离位置；所述电离室机构包括从外到里顺序横向排列的入射窗膜支撑框架、入射窗膜；阳极膜支撑框架、阳极膜；气体间隙框架；阴极膜、阴极膜支撑框架；出射窗膜、出射窗膜支撑框架；该电离室机构保证每两个支撑框架之间有一层膜：具体为：该入射窗膜固定在入射窗膜支撑框架的内侧外表面、阳极膜固定在阳极膜支撑框架的内侧外表面、阴极膜固定在阴极膜支撑框架的内侧外表面、出射窗膜固定在出射窗膜支撑框架的内侧外表面、气体间隙框架布设在两侧的阴极膜和阳极膜之间；所述入射窗膜和出射窗膜分别为为阳极膜和阴极膜的保护膜窗；使用固定螺丝将所有支撑框架按顺序叠层紧密固定在一起。

2.根据权利要求1所述一种基于像素型电离室的质子束流截面测量装置，其特征在于：在阴极膜上面向阳极的一面开设的方形电离室像素点矩阵，在阴极膜上背离阳极膜的一面连1024个引脚，该1024个引脚用于引出像素点矩阵电流信号；并且阴极膜上背离阳极膜的一面的一条边框上开凹槽，该凹槽用于像素点矩阵电流引线通过。

3.根据权利要求1所述一种基于像素型电离室的质子束流截面测量装置，其特征在于：所述入射窗膜、阳极膜、阴极膜、出射窗膜均为聚酰亚胺薄膜，所述的各个框架为玻璃纤维支撑框架，所述阴极膜和阳极膜两面均镀有0.1um厚的铝膜；在阴极膜和阳极膜之间的玻璃纤维支撑框架厚度为5mm，提供气体灵敏体积；在阳极膜加+1000V高压，在阳极膜和阴极膜之间可以形成2000V/cm的高压电场。

4.根据权利要求1所述一种基于像素型电离室的质子束流截面测量装置，其特征在于：在气体间隙框架的任意一条边框上开凹槽、使灵敏体积与外界大气连通；采用自由空气作为灵敏体积气体，不需要额外使用其他填充气体，简单方便。