Charakterisierung der Rekombination Effekte in einer Flüssigkeit Ionisationskammer Wird für die Dosimetrie eines radiochirurgische Accelerator

Das übergeordnete Ziel des folgenden Experiments besteht darin, die Effekte der Ionenrekombination in einem flüssigen Ionisationsdetektor zu charakterisieren, der für die Dosimetrie eines stereotaktischen Strahlentherapiesystems verwendet wird. Dies wird mit Hilfe der Zwei-Dosisleistungs-Methode erreicht, bei der eine Reihe von Messungen im Wasserbecken mit zunehmenden Abständen zwischen Strahlungsquelle und Oberfläche durchgeführt wird, um die Dosis pro Impuls schrittweise zu verringern, und als zweiter Schritt die Sammeleffizienz im empfindlichen Volumen des Detektors erhöht wird. Die Messungen bei unterschiedlichen Dosen pro Impuls werden verglichen und genutzt, um Werte der allgemeinen Sammeleffizienz in Abhängigkeit von der Dosis pro Impuls zu ermitteln.

Als Nächstes werden auf der Grundlage dieser Sammelwirkungsgrade Korrekturfaktoren berechnet und auf die Messungen mit der flüssigen Ionisationskammer angewandt, um den Rekombinationseffekt zu korrigieren. Die Ergebnisse zeigen, dass die Ionenrekombination nicht zu vernachlässigende Auswirkungen auf Dosis-Messungen bei symmetrischen Bestrahlungen hat, insbesondere wenn ein großer Bereich an Dosis pro Impuls abgedeckt wird. Die Größe und die Gewebeäquivalenz des aktiven Volumens des Detektors sind zwei wichtige Faktoren bei der Messung von kleinen Feldern, wodurch dieser Detektor interessant zur Charakterisierung ist, da er ein sehr kleines empfindliches Volumen aufweist, das mit einem flüssigen Medium gefüllt ist.

Ein Vorteil dieser Technik ist die genaue Positionierung des Behandlungskopfs, der sich entlang der vertikalen Achse bewegt, wodurch wir Rekombination untersuchen können, ohne wie bei herkömmlichem Linux die gesamte Aufbauten ändern zu müssen. Zunächst platzieren Sie den Wassertank unterhalb des Behandlungskopfs so tief wie möglich und füllen den Tank mit Wasser. Danach richten Sie den Wassertank mit dem LINAC aus, sodass seine vertikalen Seiten parallel zu den vertikalen Seiten des Kopfes liegen, und verwenden Sie den Laser, um die korrekte Ausrichtung sicherzustellen.

Danach überprüfen Sie die vertikale Ausrichtung des LINAC, indem Sie X- und Y-Profilmessungen bei zwei verschiedenen Tiefen durchführen. Berechnen Sie die Strahleinfallswinkelabweichung und korrigieren Sie diese mithilfe der Rotationsachsen des Behandlungskopfs. Ersetzen Sie anschließend den Kollimator durch das TER-Zubehörteil und positionieren Sie den Kopf präzise bei einem SSD von 78,5 Zentimetern, sodass die Spitze des Zubehörs gerade die Wasseroberfläche berührt.

Entfernen Sie dann den TER und platzieren Sie den 60-Millimeter-Kollimator am Behandlungskopf. Positionieren Sie als Nächstes die flüssige Ionisationskammer (LIC) vertikal, wobei die Achse des zylindrischen Hohlraums parallel zur Strahlrichtung verläuft. Verwenden Sie den Laser, um die LIC in lateraler Richtung mittig im Strahl zu positionieren.

Danach eine 0,125 Kubikzentimeter große, luftgefüllte Ionisationskammer oder eine IC neben die LIC platzieren, um Korrekturen für Dämpfungsentfernung und Streueffekte vornehmen zu können. Die Kammer 1,5 Zentimeter unterhalb des Wasserspiegels platzieren. Die LIC und die Hochspannungsquelle mit dem Elektrometer verbinden und die Spannung auf 800 Volt einstellen.

Schließen Sie die A-IC an ein anderes Elektrometer an und stellen Sie die Spannung auf 400 Volt ein. Warten Sie anschließend eine Stunde, bis sich das System stabilisiert hat. Führen Sie Profilmessungen in beiden transversalen Richtungen durch und korrigieren Sie den Nullpunkt der LIC, um die Genauigkeit der lateralen Detektorpositionierung sicherzustellen.

Zunächst wird eine Vorbestrahlungsdosis von 3000 Monitor-Einheiten oder MU appliziert, um die LIC-Antwort zu stabilisieren. Danach werden die TERs auf Null gesetzt. Anschließend erfolgt eine Reihe von Ladungsakquisitionen bei ausgeschalteter Strahlung, um den Leckstrom und die Stabilität zu bewerten.

Danach den Fernsteuerungscontroller in den kartesischen Modus schalten und eine 20 Zentimeter lange Bewegung in Z-Richtung durchführen, um den Behandlungskopf auf 58,5 Zentimeter SSD zu positionieren. Anschließend den Behandlungsraum verlassen, die Tür schließen und am Bedienpult eine Bestrahlung mit 100 MU programmieren. Beide TERs starten, um die Dosis abzugeben, und die von LIC und A IC gemessenen Ladungen notieren. Den Vorgang 10-mal wiederholen, um die statistischen Unsicherheiten zu bewerten.

Nach 10 Messungen bewegen Sie den Behandlungskopf auf 68,5 Zentimeter SSD. Wiederholen Sie dann die Bestrahlung, wenn sich der Kopf weiter vom Tank entfernt hat. Der Abstand zwischen den Messpunkten kann vergrößert werden, da die Ladung mit dem inversen Quadrat des Abstands für jede Distanz variiert.

D, bilden Sie das Verhältnis jedes gemessenen LIC-Werts zum entsprechenden aIC-Wert, der bei der gleichen Distanz ermittelt wurde. Tragen Sie anschließend die Verhältnisse gegen die Dosis pro Impuls auf und verwenden Sie eine lineare Anpassung, um das extrapolierte Verhältnis bei Null Dosis pro Impuls zu erhalten. R null: Gehen Sie davon aus, dass die Sammeleffizienz bei null Milligramm pro Impuls gleich eins ist, und normieren Sie alle berechneten Verhältnisse auf den extrapolierten Wert, um die Werte von F zu erhalten. Tragen Sie danach die Werte von F gegen die Werte der Dosis pro Impuls auf, um die Entwicklung der Sammeleffizienz darzustellen.

Die Fehlerbalken können berechnet werden, indem die Unsicherheiten der LIC- und A-IC-Ladungen, die aus wiederholten Messungen bei jedem Abstand ermittelt wurden, fortgepflanzt werden. Sammlung. Effizienzen können auch mit Methode B erhalten werden, die anhand der folgenden Beziehung berechnet wird, wobei die Parameter aus den Ladungsverhältnissen bei den verschiedenen SSDs ermittelt werden. Die mit Methode A erhaltene Sammelleistung F wurde gegen die Dosis pro Impuls aufgetragen, wobei ein Signalverlust von 2 % erkennbar ist.

Die Fehlerbalken zeigen wichtige Unsicherheiten auf, die der Methode A inhärent sind und die durch die Verwendung der Methode B stark reduziert werden können. Die allgemeine Sammelleistung, aufgetragen gegen die pro Puls berechnete Dosis gemäß Methode B, erweist sich als präziser und liefert absolute Werte von F im Vergleich zu Berechnungen, die mit Methode A erzeugt wurden. Die Abweichungen sind gering, und der Signalverlust ist niedriger als bei Methode A. Diese Abbildung zeigt die relative Tiefendosis vor und nach der Rekombinationskorrektur. Wenn die Kurven in der Tiefe von 240 Millimetern normiert werden, wo Rekombinationseffekte verschwinden, fallen sie zusammen; die Korrekturen gleichen die Rekombinationseffekte im Aufbaubereich aus, wo die Korrekturfaktoren am höchsten sind, was auf die Genauigkeit der berechneten Korrekturfaktoren hinweist – eine Validierung der Zwei-Dosisraten-Methode anhand dieses Verfahrens.

Andere Methoden wie die Monte-Carlo-Modellierung können verwendet werden, um die Charakterisierung der flüssigen Ionisationskammer abzuschließen und andere Faktoren wie Detektormaterialien oder die Auswirkungen des empfindlichen Volumens zu untersuchen.