Caratterizzazione degli effetti di ricombinazione in una ionizzazione Camera liquido utilizzato per la dosimetria di un Acceleratore radiochirurgico

L'obiettivo generale del seguente esperimento è quello di caratterizzare gli effetti della ricombinazione ionica in un rivelatore a ionizzazione liquida utilizzato per la dosimetria di un sistema di radioterapia stereotassica. Ciò si ottiene utilizzando il metodo a due ratei di dose, che consiste nell'eseguire una serie di misurazioni del serbatoio dell'acqua con distanze crescenti dalla sorgente alla superficie per ridurre gradualmente la dose per impulso, aumentando l'efficienza di raccolta nel volume sensibile del rivelatore come secondo passo. Le misurazioni a diverse dosi per impulso vengono confrontate e utilizzate per ottenere valori dell'efficienza generale di raccolta in funzione della dose per impulso.

I fattori di correzione successivi vengono calcolati in base a queste efficienze di raccolta e vengono applicati alle misurazioni della camera di ionizzazione del liquido per correggere l'effetto di ricombinazione. I risultati mostrano che la ricombinazione ionica ha effetti non trascurabili sulle misurazioni simmetriche dell'ossigeno disciolto quando si estende su un ampio intervallo di dosi per impulso. La dimensione e l'equivalenza tissutale del volume attivo del rivelatore sono due tessuti importanti quando si misura un piccolo campo, il che rende questo rivelatore interessante da caratterizzare in quanto presenta un volume sensibile molto piccolo riempito con un mezzo liquido.

Un vantaggio di questa tecnica è il posizionamento accurato della testina di trattamento che si muove lungo l'asse verticale, che ci consente di studiare la ricombinazione senza dover modificare l'intera configurazione come nel Linux convenzionale. Per iniziare, posizionare il serbatoio dell'acqua sotto la testa di trattamento il più in basso possibile, riempire il serbatoio con acqua. Quindi, allineare il serbatoio dell'acqua con il LINAC in modo che i lati verticali siano paralleli ai lati verticali della testa e utilizzare il laser per assicurarsi che sia nell'orientamento corretto.

Verifica quindi l'orientamento verticale del LINAC eseguendo misure dei profili X e Y a due diverse profondità. Calcola la declinazione del fascio e correggila utilizzando gli assi di rotazione della testa. Successivamente, sostituire il collimatore con l'accessorio TER e posizionare con precisione la testa a 78,5 centimetri SSD, in modo che la punta dell'accessorio tocchi appena la superficie dell'acqua.

Quindi rimuovere il TER e posizionare il collimatore da 60 millimetri sulla testina di trattamento. Quindi posizionare la camera di ionizzazione del liquido o LIC in posizione verticale con l'asse della cavità cilindrica parallelo alla direzione del fascio. Utilizzare il laser per posizionare il LIC al centro del raggio in direzione laterale.

Quindi posizionare una camera di ionizzazione riempita d'aria da 0,125 centimetri al cubo o un circuito integrato accanto al LIC per essere in grado di correggere la distanza di attenuazione e gli effetti di dispersione. Posizionare la camera a 1,5 centimetri sotto il livello dell'acqua. Collegare il LIC e l'alimentazione ad alta tensione all'elettrometro e impostare la tensione a 800 volt.

Collegare l'IC A a un altro elettrometro e impostare la tensione a 400 volt. Quindi attendi un'ora affinché il sistema si stabilizzi. Eseguire le misure del profilo in entrambe le direzioni trasversali e correggere lo zero del LIC per garantire l'accuratezza del posizionamento laterale del rivelatore.

In primo luogo, erogare una dose di pre-irradiazione di 3000 unità monitor o MU per stabilizzare la risposta LIC. Quindi azzerare i TER. Successivamente, eseguire una serie di acquisizioni di carica con il raggio spento per valutare la corrente di dispersione e la stabilità.

Quindi impostare il telecomando in modalità cartesiana ed eseguire un movimento di 20 centimetri in direzione Z per posizionare la testina di trattamento a 58,5 centimetri. SSD. Successivamente, uscire dalla sala di trattamento, chiudere la porta e programmare una radiazione di 100 mu sulla console dell'operatore. Avviare entrambi i TER erogano la dose e annotare le cariche misurate dal LIC e dall'A IC.Ripetere il processo 10 volte per valutare le incertezze statistiche.

Dopo 10 misurazioni, spostare la testina di trattamento a 68,5 centimetri. SSD. Ripetere quindi l'irradiazione quando la testa si è allontanata dal serbatoio. La distanza tra i punti di misurazione può essere aumentata al variare della carica seguendo la legge della distanza inversa del quadrato per ogni distanza.

D, prendere il rapporto tra ciascun valore LIC misurato con il corrispondente valore IC ottenuto alla stessa distanza. Quindi, tracciare i rapporti rispetto alla dose per impulso e utilizzare un adattamento lineare per ottenere il rapporto estrapolato a zero dose per impulso. R zero, supponiamo che l'efficienza di raccolta sia uguale a uno a zero milligrammi per impulso e normalizzare tutti i rapporti calcolati al valore estrapolato per ottenere valori di F.Quindi tracciare i valori di F rispetto ai valori della dose per impulso per rappresentare l'evoluzione dell'efficienza di raccolta.

Le barre di errore possono essere calcolate propagando le incertezze sulle cariche LIC e A IC valutate dalle misurazioni ripetute ad ogni distanza. Collezione. Le efficienze possono essere ottenute anche utilizzando il metodo B calcolato dalla seguente relazione, in cui i parametri sono calcolati dai rapporti di carica nei diversi SSD. L'efficienza di raccolta F ottenuta dal metodo A è stata tracciata rispetto alla dose per impulso, dove si può vedere una perdita del 2% del segnale.

Le barre di errore mostrano importanti incertezze inerenti al metodo A, che possono essere notevolmente ridotte con l'uso del metodo B.L'efficienza generale di raccolta tracciata rispetto alla dose per impulso calcolata dal metodo B si dimostra più precisa e fornisce valori assoluti di F rispetto ai calcoli generati con il metodo A.Le deviazioni sono piccole e la perdita di segnale è inferiore rispetto al metodo A.Questa figura mostra la dose di profondità relativa ottenuta prima e dopo la correzione della ricombinazione. Quando le curve sono normalizzate alla profondità di 240 millimetri. Quando gli effetti di ricombinazione svaniscono, coincidono le correzioni compensano gli effetti di ricombinazione nell'area di accumulo dove i fattori di correzione sono più elevati, alludendo all'accuratezza dei fattori di correzione calcolati, una convalida del metodo a due tassi di dose Seguendo questa procedura.

Altri metodi, come la modellazione Montecarlo, possono essere utilizzati per completare la caratterizzazione della camera di ionizzazione liquida e studiare altri fattori come i materiali del rivelatore o gli effetti sensibili del volume.