Dozymetria w radioterapii jest od wielu lat wykonywana przy użyciu gazowych komór jonizacyjnych. Detektory te sprawdzają się dobrze w przypadku „konwencjonalnej” radioterapii, t.j. gdy stosowane są duże, jednorodne (lub wolnozmienne) pola. Jednak wiele nowoczesnych urządzeń, takich jak system Cyberknife (Rysunek 1) badany w niniejszej pracy, oferuje możliwość stosowania bardzo małych pól (nawet do 5 mm). Inne urządzenia generują silnie modulowane profile wiązki, jak w przypadku radioterapii z modulacją intensywności (IMRT). Konwencjonalne detektory wypełnione powietrzem nie nadają się do tych technik1; aby osiągnąć akceptowalną rozdzielczość przestrzenną, objętość wnęki musiałaby zostać zredukowana do rozmiaru, przy którym odpowiedź komory stałaby się zbyt niska. Diody oferują zaletę mniejszych objętości czynnych i są szeroko stosowane w dozymetrii małych wiązek. Wykazują one jednak inne ograniczenia, takie jak efekty rozpraszania wynikające z ich metalowego ekranowania12,13.
W komorze jonizacyjnej z cieczą2 (LIC) gęstość jonizacji jest znacznie wyższa, co umożliwia zmniejszenie objętości czynnej bez pogorszenia odpowiedzi detektora. Ponadto ośrodek czynny ma gęstość zbliżoną do gęstości wody, co redukuje zaburzenia strumienia związane z obecnością pustki powietrznej. Te aspekty sprawiają, że LIC jest interesującym kandydatem do dosymetrii wąskich wiązek3-5.
Niemniej jednak istnieje kilka kwestii, które należy rozwiązać przed możliwością wykonywania rutynowych pomiarów dozymetrycznych za pomocą LIC. Po pierwsze, ze względu na wyższą gęstość jonizacji, efekty rekombinacji są istotniejsze niż w komorach wypełnionych powietrzem6-8. Rekombinacja może być początkowa (elektron rekombinuje z jonem macierzystym) lub ogólna (rekombinują dwa jony pochodzące z różnych zdarzeń jonizacyjnych). Ta druga zależy od mocy dawki padającej na detektor; oznacza to, że pomiary dawki względnej (t.j. profile dawki, procentowe dawki w głębokości, współczynniki wyjściowe) mogą potencjalnie wykazywać odchylenia ze względu na zmianę mocy dawki. Rekombinację charakteryzuje ogólna sprawność zbierania, zdefiniowana jako stosunek ładunku zmierzonego do ładunku wytworzonego przez padające promieniowanie i unikającego rekombinacji początkowej: f = QC/Q0. W detektorach gazowych efekty rekombinacji ocenia się przy użyciu metody dwóch napięć wynikającej z teorii Boaga9,10, której nie można zastosować w LIC11.
Alternatywą może być zastosowanie metody dwóch mocy dawki8, polegającej na zmianie mocy dawki w celu wyizolowania wpływu rekombinacji ogólnej i zmierzenia ogólnej wydajności zbierania za pomocą zależności

gdzie u jest zdefiniowane jako

gdzie α jest współczynnikiem rekombinacji, Q0 ilością ładunku, który uniknął rekombinacji początkowej, h odległością między elektrodami, e ładunkiem elementarnym, V objętością czynną komory, k1 i k2 ruchliwościami ładunków dodatnich i ujemnych, a U przyłożonym napięciem. Poprzez pomiary przy różnych dawkach na impuls możliwe jest wyznaczenie parametru u, a tym samym sprawności zbierania ładunku, f. Dawka na impuls jest określona zależnością

Wszystkie pomiary są wykonywane w warunkach referencyjnych systemu Cyberknife (odległość źródło-powierzchnia SSD = 78.5 cm, głębokość 1.5 cm, kolimator 60 mm). Zastosowanie dużego kolimatora pozwala uniknąć efektów objętościowych związanych z wąskimi wiązkami. Przy mocy dawki wynoszącej 800 MU/min i częstotliwości repetycji 150 Hz, daje to dawkę 0.89 mGy/impuls (w warunkach referencyjnych 1 MU odpowiada dawce 1 cGy). Gdy częstotliwość repetycji impulsów jest stała, dawka na impuls zależy wyłącznie od mocy dawki w Gy/min, która jest powiązana z SSD zgodnie z prawem odwrotnych kwadratów odległości:

dla dwóch wartości SSD d1 oraz d2.