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

Das übergeordnete Ziel des folgenden Experiments ist es, die Auswirkungen der Ionenrekombination in einem Flüssigkeitsionisationsdetektor zu charakterisieren, der für die Dosimetrie eines stereotaktischen Strahlentherapiesystems verwendet wird. Dies wird durch die Verwendung der Zwei-Dosisleistungs-Methode erreicht, die darin besteht, eine Reihe von Wassertankmessungen mit zunehmenden Abständen zwischen Quelle und Oberfläche durchzuführen, um die Dosis pro Impuls allmählich zu reduzieren und in einem zweiten Schritt die Sammeleffizienz im empfindlichen Volumen des Detektors zu erhöhen. Die Messungen bei verschiedenen Dosen pro Impuls werden verglichen und verwendet, um Werte für die allgemeine Sammeleffizienz in Abhängigkeit von der Dosis pro Impuls zu erhalten.

Die nächsten Korrekturfaktoren werden auf der Grundlage dieser Abscheidegrade berechnet und auf die Messungen der Flüssigkeitsionisationskammer angewendet, um den Rekombinationseffekt zu korrigieren. Die Ergebnisse zeigen, dass die Ionenrekombination einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss auf symmetrische Messungen hat, wenn sie einen großen Dosisbereich pro Puls abdecken. Die Größe und die Gewebeäquivalenz des aktiven Volumens des Detektors sind zwei wichtige Gewebe bei der Messung eines kleinen Feldes, was diesen Detektor interessant macht, da er ein sehr kleines empfindliches Volumen darstellt, das mit einem flüssigen Medium gefüllt ist.

Ein Vorteil dieser Technik ist die genaue Positionierung des Behandlungskopfes, der sich entlang der vertikalen Achse bewegt, was es uns ermöglicht, die Rekombination zu untersuchen, ohne den gesamten Aufbau wie bei herkömmlichem Linux ändern zu müssen. Stellen Sie zunächst den Wassertank so tief wie möglich unter den Behandlungskopf und füllen Sie den Tank mit Wasser. Richten Sie als Nächstes den Wassertank mit dem LINAC so aus, dass seine vertikalen Seiten parallel zu den vertikalen Seiten des Kopfes sind, und verwenden Sie den Laser, um sicherzustellen, dass er sich in der richtigen Ausrichtung befindet.

Überprüfen Sie dann die vertikale Ausrichtung des LINAC, indem Sie X- und Y-Profilmessungen in zwei verschiedenen Tiefen durchführen. Berechnen Sie die Deklination des Strahls, und korrigieren Sie sie anhand der Drehachsen des Kopfes. Ersetzen Sie als Nächstes den Kollimator durch das TER-Zubehör und positionieren Sie den Kopf genau auf 78,5 Zentimeter SSD, so dass die Spitze des Zubehörs die Wasseroberfläche kaum berührt.

Entfernen Sie dann den TER und setzen Sie den 60-Millimeter-Kollimator auf den Behandlungskopf. Positionieren Sie anschließend die Flüssigkeitsionisationskammer oder LIC in einer vertikalen Position, wobei die Achse des zylindrischen Hohlraums parallel zur Strahlrichtung verläuft. Positionieren Sie den LIC mit dem Laser in der Mitte des Strahls in lateraler Richtung.

Platzieren Sie dann eine 0,125 Zentimeter große, kubische, luftgefüllte Ionisationskammer oder einen IC neben dem LIC, um Dämpfungsabstand und Streueffekte korrigieren zu können. Platzieren Sie die Kammer 1,5 Zentimeter unter dem Wasserspiegel. Schließen Sie die LIC und die Hochspannungsversorgung an das Elektrometer an und stellen Sie die Spannung auf 800 Volt ein.

Verbinden Sie den A-IC mit einem anderen Elektrometer und stellen Sie die Spannung auf 400 Volt ein. Warten Sie dann eine Stunde, bis sich das System stabilisiert hat. Führen Sie Profilmessungen in beiden Querrichtungen durch und korrigieren Sie den Nullpunkt des LIC, um die Genauigkeit der seitlichen Positionierung des Detektors zu gewährleisten.

Geben Sie zunächst eine Vorbestrahlungsdosis von 3000 Monitoreinheiten oder MU ab, um die LIC-Reaktion zu stabilisieren. Nullen Sie dann die TERs. Führen Sie als Nächstes eine Reihe von Ladungserfassungen bei ausgeschaltetem Strahl durch, um den Leckstrom und die Stabilität zu beurteilen.

Stellen Sie dann die Fernbedienung auf den kartesischen Modus und führen Sie eine Bewegung von 20 Zentimetern in Z-Richtung aus, um den Behandlungskopf auf 58,5 Zentimeter zu platzieren. SSD. Verlassen Sie anschließend den Behandlungsraum, schließen Sie die Tür und programmieren Sie und eine Strahlung von 100 μm am Bedienpult. Starten Sie beide TERs, geben Sie die Dosis ab und notieren Sie die vom LIC und dem A-IC gemessenen Ladungen.Wiederholen Sie den Vorgang 10 Mal, um statistische Unsicherheiten zu bewerten.

Bewegen Sie den Behandlungskopf nach 10 Messungen 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 nach dem Gesetz des umgekehrten quadratischen Abstands für jede Entfernung variiert.

D das Verhältnis jedes gemessenen LIC-Wertes zu dem entsprechenden IC-Wert, der in der gleichen Entfernung erhalten wurde. Als nächstes stellen Sie die Verhältnisse gegen die Dosis pro Impuls dar und verwenden eine lineare Anpassung, um das extrapolierte Verhältnis bei null Dosis pro Impuls zu erhalten. R Null, nehmen Sie an, dass die Sammeleffizienz gleich eins bei null Milligramm pro Impuls ist, und normalisieren Sie alle berechneten Verhältnisse auf den extrapolierten Wert, um Werte von F zu erhalten.Dann stellen Sie die Werte von F gegen die Werte der Dosis pro Impuls dar, um die Entwicklung der Sammeleffizienz darzustellen.

Die Fehlerbalken können berechnet werden, indem die Unsicherheiten auf die LIC- und A-IC-Ladungen übertragen werden, die aus den wiederholten Messungen bei jeder Entfernung ausgewertet wurden. Sammlung. Wirkungsgrade können auch mit Methode B ermittelt werden, die aus der folgenden Beziehung berechnet wird, wobei die Parameter aus den Ladeverhältnissen an den verschiedenen SSDs berechnet werden. Die aus Methode A erhaltene Abscheideeffizienz F wurde gegen die Dosis pro Impuls aufgetragen, wobei ein Signalverlust von 2 % zu sehen ist.

Die Fehlerbalken zeigen wichtige Unsicherheiten, die der Methode A inhärent sind und die durch die Verwendung von Methode B stark reduziert werden können.Die allgemeine Abscheideeffizienz, aufgetragen gegen die mit Methode B berechnete Dosis pro Impuls, erweist sich als präziser und liefert absolute Werte von F im Vergleich zu Berechnungen, die mit Methode A erstellt wurden.Die Abweichungen sind gering und der Signalverlust ist geringer als bei Methode A.Diese Abbildung zeigt die erhaltene relative Tiefendosis vor und nach der Rekombinationskorrektur. Wenn die Kurven in einer Tiefe von 240 Millimetern normalisiert werden. Wo Rekombinationseffekte verschwinden, fallen sie zusammen, die Korrekturen kompensieren Rekombinationseffekte in dem Aufbaubereich, in dem die Korrekturfaktoren am höchsten sind, wobei auf die Genauigkeit der berechneten Korrekturfaktoren angespielt wird, eine Validierung der Zwei-Dosisleistungs-Methode Nach diesem Verfahren.

Andere Methoden wie die Montecarlo-Modellierung können verwendet werden, um die Charakterisierung der Flüssigkeitsionisationskammer zu vervollständigen und andere Faktoren wie Detektormaterialien oder die empfindlichen Volumeneffekte zu untersuchen.