Et stigende antal enheder strålebehandling har den fordel at levere dosen gennem meget små bjælker til tumoren, giver mulighed for øget overensstemmelse og højere doser pr fraktion. Mange forskellige detektorer kan anvendes til dosimetri af disse små felter. I den foreliggende undersøgelse, er effekten af ion rekombination undersøgt for en flydende ioniseringskammer hjælp af en stereotaktisk strålebehandling system.
De fleste moderne udstyr strålebehandling tillader anvendelse af meget små områder, enten gennem beamlets i intensitet-moduleret strålebehandling (IMRT) eller via stereotaktisk strålebehandling hvor positioneringsnøjagtighed muligt at levere meget høje doser pr fraktion i et lille volumen af patienten. Dosimetriske målinger på medicinske acceleratorer konventionelt gennemføres ved luftfyldte ioniseringskamre. Men i små bjælker disse er genstand for nonnegligible perturbationsmetoder effekter. Denne undersøgelse fokuserer på flydende ioniseringskamre, som tilbyder fordele i form af rumlig opløsning og lav fluens forstyrrelse. Ion rekombinationsbegivenheder effekter undersøges for microLion detektor (PTW) bruges med Cyberknife systemet (Accuray). Metoden består i at udføre en serie af vandtank målinger ved forskellige kilde-overflade afstande og anvende korrektioner for flydende detektor aflæsninger baseret på samtidige gasformige detektor målinger. Denne fremgangsmåde facilitaTES isolere rekombinationssitene virkninger af den høje tæthed af det flydende følsomme medium og opnåelse korrektionsfaktorer at gælde for den detektor aflæsninger. Den største vanskelighed er bosat i at opnå en tilstrækkelig grad af nøjagtighed i setup at kunne detektere små ændringer i kammeret respons.
Dosimetri i strålebehandling er blevet udført under anvendelse af gasformige ioniseringskamre i mange år. Disse detektorer klarer sig godt så langt som "konventionelle" strålebehandling angår, er nemlig store homogene (eller langsomt varierende) felter anvendes. Men mange nyere apparater, såsom Cyberknife (figur 1)-system undersøgt i dette arbejde, giver mulighed for at bruge meget små marker (ned til 5 mm). Andre enheder producere meget modulerede bjælkeprofiler såsom i intensitet-moduleret strålebehandling (IMRT). Konventionelle luftfyldte detektorer er ikke velegnet til disse teknikker 1; med henblik på at nå frem til en acceptabel rumlig opløsning volumenet af hulrum skulle blive reduceret til en størrelse, hvor kammeret svar ville blive for lav. Dioder har den fordel af mindre følsomme volumener, og de bliver flittigt brugt i lille stråle dosimetri. Men de præsentere andre begrænsninger såsom spredning effektersom følge af deres metalliske afskærmning 12,13.
I en flydende ioniseringskammer 2 (LIC) ionisering massefylde er meget højere, og dermed reduktionen af følsomme volumen er muligt uden at kompromittere detektorrespons. Desuden følsomme medium har en densitet der ligger tæt på vand, hvilket reducerer intensitetsniveauer forstyrrelser forbundet med en luft hulrum. Disse aspekter gør LIC en interessant kandidat til lille stråle dosimetri 3-5.
Der er dog nogle problemer at løse, før de kan udføre rutinemæssige dosimetriske målinger med LIC. Først på grund af den højere ioniseringstæthed rekombinationssitene virkninger er vigtigere end luftfyldte kamre 6-8. Rekombination kan enten være initial (en elektron splejset sin mor ion) eller generelt (to ioner der kommer fra forskellige ionisering begivenheder kombinere). Sidstnævnte er afhængig af dosis indfaldende på sensoren; tsine midler, at den relative dosis målinger (dvs. dosis profiler, doser procent dybde, output faktorer) potentielt kan gennemgå afvigelser på grund af ændringen i dosis. Rekombination er kendetegnet ved den almene opsamlingseffektivitet, defineret som forholdet mellem den målte ladning til ladning produceret af den indfaldende stråling og undslippe indledende rekombination: f = Q C / Q 0. I gasformige detektorer rekombinationsfremgangsmåder effekter evalueres ved anvendelse af to-spænding metode fra teorien om Boag 9,10, som ikke kan anvendes i lavindkomstlandene 11.
Et alternativ kan findes i brugen af to-dosishastighed metode 8, bestående af varierende dosishastigheden at isolere indflydelse af generel rekombination og måle den generelle samling effektivitet gennem relationen
hvor u er defined som
med α være rekombination koefficient, Q 0 mængden af afgift, der undslipper indledende rekombination, h elektrode separation, e elementarladningen, V den følsomme volumen af kammeret, k 1 og k 2 mobiliteterne af de positive og negative ladninger, og U den anvendte spænding. Ved at måle ved forskellige doser pr puls er det muligt at opnå parameteren u og dermed opsamlingseffektiviteten f. Dosen impuls er givet ved forholdet
Alle målinger er foretaget ved standardbetingelser for Cyberknife (Kilde-areal SSD = 78,5 cm, 1,5 cm dybde, 60 mm kollimator). Anvendelsen af et stort kollimator allows undgå volumen effekter forbundet med små bjælker. I betragtning af dosishastigheden er 800 MU / min, og gentagelse frekvens er 150 Hz, resulterer dette i en dosis på 0,89 mGy / puls (ved standardbetingelser, 1 MU svarer til en dosis på 1 cGy). Når pulsrepetitionsfrekvensen holdes konstant, dosis per impuls afhænger kun dosishastigheden i Gy / min, hvilket er relateret til SSD gennem den inverse-squared distance lov:
for to SSD'er d1 og d2.
De metoder, der præsenteres ovenfor, tillader at evaluere rekombinationssitene effekter i en LIC over et stort udvalg af dosishastigheder (0,14-1,58 mGy / puls). Metode A er enkel, men er forbundet med flere usikkerhedsmomenter end metode B, som giver ret nøjagtige (og absolutte) værdier for indsamling effektivitet, f.. Rekombination er ansvarlig for omkring 2% tab i signal over hele spektret undersøgt, men dette område er større end hvad der normalt strakte sig under rutinemæssige målinger. Den største fejl på et output faktor er 0,35%, og når op på 1% for en måling dosis procent dybde som blev vist i afsnittet om resultater.
Det kritiske element i gennemførelsen af protokollen er den indledende opsætning af eksperimentet, som alle målingerne er udført i forhold til den oprindelige position af behandlingen hovedet. Således bør man være forsigtig med nøjagtig måling af den oprindelige SSD at være i stand til at relatere detektor aflæsninger til hverdosis per impuls. Dette gælder også for placering af detektoren i vandet; der skal sørges for, at den effektive målepunkt (beliggende 1 mm bag indgangen vinduet i tilfælde af microLion detektor) er placeret på 1,5 cm under overfladen. Forsinkelsen 1 time og præ-strålingsdosis det er også afgørende for at stabilisere 800 V forsyning og temperaturen.
Gentagelsen sats af linac direkte påvirker dosis pr puls. Ved 800 MU / min og med en frekvens på 150 Hz, dosis pr puls er 0,89 mGy / puls. Denne frekvens bør fastsættes for alle målinger for at sikre, at afstanden er den eneste variable faktor, der har indflydelse på dosis pr puls. Fremgangsmåden kan anvendes i tilfælde af en kontinuerlig stråle med visse tilpasninger 7. På andre enheder, hvor SSD ikke kan varieres ved direkte at flytte behandling hoved kunne impulsfrekvens modificeres til at indføre dosen impuls variation. Hvis denne parameter erfaste og kan SSD stadig ændres ved at flytte LIC og vandoverfladen i tanken, men nøjagtigheden af denne fremgangsmåde sandsynligvis ville være lavere end den behandling, hoved bevægelse anvendt i den foreliggende undersøgelse.
Det næste skridt i karakteriseringen af LIC til brug for lille felt dosimetri er at undersøge de andre faktorer, der inducerer forstyrrelse af respons, såsom materialer detektoren og volumen effekt (dvs. at den følsomme volumen er ikke lille i forhold til dimensionerne af bjælken). Dette er muligt ved hjælp af Monte Carlo-simulationer 5. Med disse aspekter er taget i betragtning, kan den globale korrektionsfaktorer anvendes til LIC aflæsninger opnået i kliniske rutinemæssige målinger (output faktorer, doser procentvise dybde, dosis profiler) for fuldt ud at fjerne forstyrrelser.
Efter fuldstændig karakterisering og korrektion af disse perturbation effekter, than LIC kan bruges som en ekstra detektor for lille stråle dosimetri, så uafhængig kontrol af profiler, doser procentvise dybde og output faktorer målt ved andre detektorer. Dens meget høj rumlig opløsning i længderetningen vil også være velegnet til dosimetri af rektangulære felter med kun en lille dimension (f.eks tomotherapy.)
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne har ingen bekræftelser.
MicroLion chamber | PTW | 31018 | http://www.ptw.de/2263.html |
Unidos Webline dosimeter | PTW | http://www.ptw.de/unidos_webline_dosemeter_rt0.html | |
HV supply | PTW | http://www.ptw.de/2265.html | |
MP3 water scanning system | PTW | http://www.ptw.de/2032.html | |
0.125 cm3 SemiFlex chamber | PTW | 31010 | http://www.ptw.de/semiflex_chambers0.html?&cId=6069 |
Cyberknife | Accuray |