액체 이온화 챔버의 재조합 효과의 특성은 Radiosurgical 가속기의 선량 측정에 사용

다음 실험의 전반적인 목표는 정위 방사선 치료 시스템의 선량 측정에 사용되는 액체 전리 검출기에서 이온 재결합의 영향을 특성화하는 것입니다. 이는 두 가지 선량률 방법을 통해 수행되며, 이 방법은 소스와 표면 사이의 거리를 늘려가며 일련의 수조 측정을 수행함으로써 펄스당 선량을 점진적으로 감소시키고, 두 번째 단계로 검출기 감도 부피 내의 수집 효율을 높이는 방식으로 구성됩니다. 서로 다른 펄스당 선량에서의 측정값을 비교하여 펄스당 선량의 함수로서 일반 수집 효율 값을 구합니다.

다음으로, 이러한 수집 효율을 바탕으로 보정 계수를 계산하여 액체 이온화 챔버 측정값에 적용함으로써 재결합 효과를 보정합니다. 결과에 따르면, 펄스당 선량의 범위가 넓을 때 이온 재결합이 대칭 측정에 무시할 수 없는 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 소조사면 측정 시 검출기 활성 부피의 크기와 조직 등가성은 두 가지 중요한 요소이며, 이 검출기는 액체 매질로 채워진 매우 작은 민감 부피를 가지고 있어 특성 분석 가치가 높습니다.

이 기술의 장점은 수직축을 따라 이동하는 치료 헤드의 정확한 위치 지정이 가능하다는 것이며, 이를 통해 기존의 LINAC에서와 같이 전체 설정을 변경할 필요 없이 재결합을 연구할 수 있습니다. 우선, 수조를 치료 헤드 아래에 최대한 낮게 배치하고 수조에 물을 채웁니다. 다음으로, 수조의 수직 측면이 헤드의 수직 측면과 평행하도록 LINAC과 정렬하고, 레이저를 사용하여 방향이 올바른지 확인합니다.

그 다음, 두 가지 서로 다른 깊이에서 X 및 Y 프로파일 측정을 수행하여 LINAC의 수직 방향을 확인합니다. 빔 경사도를 계산하고 헤드의 회전축을 사용하여 이를 교정하십시오. 다음으로, 콜리메이터를 TER 액세서리로 교체하고 헤드를 78.5 centimeters SSD 위치에 정확하게 배치하여 액세서리의 팁이 수면에 겨우 닿게 합니다.

그런 다음 TER을 제거하고 치료 헤드에 60 millimeter 콜리메이터를 장착하십시오. 다음으로 액체 전리함(LIC)을 원통형 공동의 축이 빔 방향과 평행하도록 수직 방향으로 배치하십시오. 레이저를 사용하여 LIC를 가로 방향의 빔 중심에 위치시키십시오.

그다음 감쇠 거리 및 산란 효과를 보정하기 위해 0.125 cm³ 크기의 공기 충전 전리함 또는 IC를 LIC 옆에 배치합니다. 전리함을 수면 아래 1.5 cm 지점에 둡니다. LIC와 고전압 전원 공급 장치를 전위계(electrometer)에 연결하고 전압을 800 V로 설정합니다.

A IC를 다른 전위계에 연결하고 전압을 400 volts로 설정하십시오. 그 후 시스템이 안정화될 때까지 한 시간 동안 기다립니다. 두 가로 방향 모두에서 프로파일 측정을 수행하고, 검출기의 측면 위치 정확도를 보장하기 위해 LIC의 영점을 보정하십시오.

먼저, LIC 반응을 안정화하기 위해 3000 monitor unit 또는 MU의 사전 조사선을 조사합니다. 그다음 TER을 영점 조정합니다. 이어서 빔을 끈 상태에서 일련의 전하 획득을 수행하여 누설 전류와 안정성을 평가합니다.

그런 다음 리모컨을 데카르트 좌표 모드로 설정하고 Z 방향으로 20 centimeter 이동시켜 치료 헤드를 58.5 centimeters SSD 위치에 놓습니다. 다음으로 치료실에서 나와 문을 닫고, 조작 콘솔에서 100 mu의 방사선을 프로그래밍합니다. 두 TER를 모두 시작하여 선량을 조사하고 LIC와 AIC에서 측정된 전하량을 기록합니다. 통계적 불확실성을 평가하기 위해 이 과정을 10회 반복합니다.

10회 측정을 마친 후, 트리트먼트 헤드를 68.5 centimeters.SSD 위치로 이동시킵니다. 그 다음, 헤드가 탱크에서 더 멀어진 상태에서 조사를 반복합니다. 각 거리마다 거리 역제곱 법칙에 따라 전하량이 변하므로, 측정 지점 사이의 거리를 늘릴 수 있습니다.

D에서, 측정된 각 LIC 값과 동일한 거리에서 얻은 해당 IC 값의 비율을 구합니다. 다음으로, 이 비율을 펄스당 선량에 대해 도식화하고 선형 적합을 사용하여 펄스당 선량이 0일 때의 외삽된 비율을 구합니다. R zero에서, 펄스당 0 mg일 때 수집 효율이 1이라고 가정하고, 계산된 모든 비율을 외삽된 값으로 정규화하여 F 값을 구합니다. 그런 다음 F 값을 펄스당 선량 값에 대해 도식화하여 수집 효율의 변화를 나타냅니다.

오차 막대는 각 거리에서의 반복 측정으로 평가된 LIC 및 A IC 전하의 불확실성을 전파하여 계산할 수 있습니다. 수집 효율은 서로 다른 SSD에서의 전하 비율로부터 파라미터를 계산하는 다음 관계식을 이용한 방법 B를 통해서도 얻을 수 있습니다. 방법 A로 얻은 수집 효율 F를 펄스당 선량에 대해 도식화하였으며, 여기서 2%의 신호 손실을 확인할 수 있습니다.

오차 막대는 방법 A에 내재된 중요한 불확실성을 나타내며, 이는 방법 B를 사용함으로써 크게 줄일 수 있습니다. 방법 B로 계산된 펄스당 선량에 따른 일반 수집 효율 그래프는 방법 A로 생성된 계산 결과와 비교했을 때 더 정밀하며 F의 절대값을 제공합니다. 편차는 작으며 신호 손실은 방법 A보다 낮습니다. 이 그림은 재결합 보정 전후에 얻은 상대적 깊이 선량을 보여줍니다. 곡선들이 240 millimeters 깊이에서 정규화되었을 때, 재결합 효과가 사라지는 지점에서 곡선들이 일치합니다. 보정은 보정 계수가 가장 높은 빌드업 영역의 재결합 효과를 보완하며, 이는 계산된 보정 계수의 정확성을 암시하고 이 절차를 따른 두 가지 선량률 방법의 타당성을 입증합니다.

액체 이온화 챔버의 특성 분석을 완성하고 검출기 재질이나 민감 체적 효과와 같은 다른 요인들을 조사하기 위해 몬테카를로 모델링과 같은 다른 방법들을 사용할 수 있습니다.