Caractérisation des effets recombinaison dans une Chambre d'ionisation liquide utilisé pour la dosimétrie d'un accélérateur de radiochirurgie

L’objectif général de l’expérience suivante est de caractériser les effets de la recombinaison ionique dans un détecteur à ionisation liquide utilisé pour la dosimétrie d’un système de radiothérapie stéréotaxique. Ceci est réalisé en utilisant la méthode à deux débits de dose, qui consiste à effectuer une série de mesures du réservoir d’eau avec des distances croissantes entre la source et la surface pour réduire progressivement la dose par impulsion, augmentant ainsi l’efficacité de collecte dans le volume sensible du détecteur dans un deuxième temps. Les mesures à différentes doses par impulsion sont comparées et utilisées pour obtenir des valeurs de l’efficacité générale de collecte en fonction de la dose par impulsion.

Les facteurs de correction suivants sont calculés en fonction de ces efficacités de collecte et sont appliqués aux mesures de la chambre d’ionisation de liquide pour corriger l’effet de recombinaison. Les résultats montrent que la recombinaison ionique a des effets non négligeables sur les mesures symétriques lorsqu’elle couvre une large gamme de doses par impulsion. La taille et l’équivalence tissulaire du volume actif du détecteur sont deux tissus importants lors de la mesure d’un petit champ, ce qui rend ce détecteur intéressant à caractériser car il présente un très petit volume sensible rempli d’un milieu liquide.

Un avantage de cette technique est le positionnement précis de la tête de traitement qui se déplace le long de l’axe vertical, ce qui nous permet d’étudier la recombinaison sans avoir à changer toute la configuration comme dans Linux conventionnel. Pour commencer, placez le réservoir d’eau sous la tête de traitement aussi bas que possible, remplissez le réservoir d’eau. Ensuite, alignez le réservoir d’eau avec le LINAC de sorte que ses côtés verticaux soient parallèles aux côtés verticaux de la tête, et utilisez le laser pour vous assurer qu’il est dans la bonne orientation.

Vérifiez ensuite l’orientation verticale du LINAC en effectuant des mesures de profil X et Y à deux profondeurs différentes. Calculez la déclinaison du faisceau et corrigez-la à l’aide des axes de rotation de la tête. Ensuite, remplacez le collimateur par l’accessoire TER et positionnez avec précision la tête à 78,5 centimètres SSD, de sorte que la pointe de l’accessoire touche à peine la surface de l’eau.

Retirez ensuite le TER et placez le collimateur de 60 millimètres sur la tête de traitement. Positionnez ensuite la chambre d’ionisation de liquide ou LIC en position verticale avec l’axe de la cavité cylindrique parallèle à la direction du faisceau. Utilisez le laser pour positionner le LIC au centre du faisceau dans la direction latérale.

Placez ensuite une chambre d’ionisation remplie d’air de 0,125 centimètre cube ou un circuit intégré à côté du LIC pour pouvoir corriger la distance d’atténuation et les effets de diffusion. Placez la chambre à 1,5 centimètre sous le niveau de l’eau. Connectez le LIC et l’alimentation haute tension à l’électromètre et réglez la tension sur 800 volts.

Connectez le circuit intégré A à un autre électromètre et réglez la tension sur 400 volts. Attendez ensuite une heure que le système se stabilise. Effectuez des mesures de profil dans les deux directions transversales et corrigez le zéro du LIC pour assurer la précision du positionnement latéral du détecteur.

Tout d’abord, délivrez une dose de pré-irradiation de 3000 unités de surveillance ou MU afin de stabiliser la réponse LIC. Ensuite, mettez à zéro les TER. Ensuite, effectuez une série d’acquisitions de charge avec le faisceau éteint pour évaluer le courant de fuite et la stabilité.

Réglez ensuite la télécommande sur le mode cartésien et effectuez un mouvement de 20 centimètres dans la direction Z pour placer la tête de traitement à 58,5 centimètres. SSD. Ensuite, quittez la salle de traitement, fermez la porte et programmez un rayonnement de 100 mu à la console de l’opérateur. Démarrer les deux TER pour délivrer la dose et noter les charges mesurées par le LIC et le A IC.Répétez le processus 10 fois pour évaluer les incertitudes statistiques.

Après 10 mesures, déplacez la tête de traitement à 68,5 centimètres. SSD. Répétez ensuite l’irradiation lorsque la tête s’est éloignée du réservoir. La distance entre les points de mesure peut être augmentée à mesure que la charge varie selon la loi de la distance carrée inverse pour chaque distance.

D, prenez le rapport entre chaque valeur LIC mesurée et la valeur a IC correspondante obtenue à la même distance. Ensuite, tracez les rapports en fonction de la dose par impulsion et utilisez un ajustement linéaire pour obtenir le rapport extrapolé à une dose nulle par impulsion. R zéro, supposons que l’efficacité de collecte est égale à un à zéro milligramme par impulsion et normalisez tous les rapports calculés à la valeur extrapolée afin d’obtenir les valeurs de F.Ensuite, tracez les valeurs de F en fonction des valeurs de la dose par impulsion pour représenter l’évolution de l’efficacité de collecte.

Les barres d’erreur peuvent être calculées en propageant les incertitudes sur les charges LIC et A IC évaluées à partir des mesures répétées à chaque distance. Collection. Les efficacités peuvent également être obtenues à l’aide de la méthode B calculée à partir de la relation suivante où les paramètres sont calculés à partir des rapports de charge des différents SSD. L’efficacité de collecte F obtenue par la méthode A a été tracée en fonction de la dose par impulsion, où l’on peut observer une perte de signal de 2 %.

Les barres d’erreur mettent en évidence d’importantes incertitudes inhérentes à la méthode A, qui peuvent être considérablement réduites avec l’utilisation de la méthode B.L’efficacité de collecte générale représentée par rapport à la dose par impulsion calculée à partir de la méthode B s’avère plus précise et fournit des valeurs absolues de F par rapport aux calculs générés avec la méthode A.Les écarts sont faibles et la perte de signal est inférieure à celle de la méthode A.Cette figure montre la dose de profondeur relative obtenue avant et après correction de recombinaison. Lorsque les courbes sont normalisées à la profondeur de 240 millimètres. Lorsque les effets de recombinaison disparaissent, ils coïncident avec les corrections pour compenser les effets de recombinaison dans la zone d’accumulation où les facteurs de correction sont les plus élevés, faisant allusion à la précision des facteurs de correction calculés, une validation de la méthode à deux débits de dose suivant cette procédure.

D’autres méthodes comme la modélisation de Montecarlo peuvent être utilisées pour compléter la caractérisation de la chambre d’ionisation liquide et étudier d’autres facteurs tels que les matériaux du détecteur ou les effets de volume sensibles.