توصيف التوحد آثار في غرفة التأين السائل المستخدمة لقياس الجرعات الإشعاعية من مسرع مبضع
Summary
وهناك عدد متزايد من أجهزة العلاج الإشعاعي توفر ميزة تقديم جرعة من خلال الحزم الصغيرة جدا للورم، مما يسمح لزيادة التوافق وجرعات أعلى في الكسر. العديد من أجهزة كشف مختلفة يمكن استخدامها لقياس الجرعات الصغيرة من هذه الحقول. في هذه الدراسة، ودراسة تأثير أيون إعادة التركيب لغرفة التأين السائل باستخدام نظام العلاج الإشعاعي المجسم.
Abstract
معظم أجهزة العلاج الإشعاعي الحديثة تسمح باستخدام حقول صغيرة جدا، إما من خلال beamlets في كثافة التضمين العلاج الإشعاعي (IMRT) أو عن طريق العلاج الإشعاعي المجسم حيث يسمح دقة تحديد المواقع وتقديم جرعات عالية جدا في جزء صغير في حجم صغير للمريض. تتحقق القياسات قياس الجرعات على مسرعات الطبية التقليدية باستخدام غرف التأين مليئة بالهواء. ومع ذلك، في هذه الحزم الصغيرة تخضع لتأثيرات اضطراب nonnegligible. وتركز هذه الدراسة على غرف التأين السائل، والتي تقدم مزايا من حيث القرار المكانية وانخفاض فلوينس الاضطراب. يتم التحقيق أيون آثار إعادة التركيب للكشف عن microLion (PTW) تستخدم مع نظام CyberKnife (Accuray). تتكون طريقة إجراء سلسلة من القياسات خزان المياه في مختلف المسافات مصدر السطح، وتطبيق التصحيحات على قراءات كاشف السائل على أساس القياسات في وقت واحد كاشف الغازية. هذا النهج facilitaالاحصائيين عزل الآثار الناشئة عن إعادة التركيب كثافة عالية من المتوسطة الحساسة السائل والحصول على عوامل تصحيح لتطبيقه على قراءات كاشف. الصعوبة الرئيسية تكمن في تحقيق مستوى كاف من الدقة في الإعداد لتكون قادرة على اكتشاف التغيرات الصغيرة في الاستجابة الغرفة.
Introduction
وقد تم تنفيذ قياس الجرعات في العلاج الإشعاعي باستخدام غرف التأين الغازي لسنوات عديدة. هذه كاشفات أداء جيدا بقدر ما تشعر العلاج الإشعاعي "التقليدية"، وتستخدم حقول متجانسة (أو متفاوتة ببطء) أي كبير. ولكن العديد من الأجهزة الحديثة، مثل CyberKnife في (الشكل 1) النظام درس في هذا العمل، وتقديم إمكانية استخدام الحقول الصغيرة جدا (وصولا الى 5 ملم). الأجهزة الأخرى تنتج ملامح شعاع التضمين للغاية كما هو الحال في كثافة التضمين العلاج الإشعاعي (IMRT). كشف مليئة بالهواء التقليدية ليست مناسبة تماما لهذه التقنيات 1؛ من أجل التوصل إلى قرار مقبول المكانية فإن حجم تجويف يتعين تخفيضها إلى حجم حيث ستصبح استجابة الغرفة منخفضة للغاية. الثنائيات توفر ميزة أحجام أصغر الحساسة وأنها تستخدم على نطاق واسع في قياس الجرعات الصغيرة شعاع. ولكن ما يقدمونه قيود أخرى مثل نثر الآثارالناشئة عن معدنية بهم التدريع 12،13.
في غرفة التأين السائل 2 (LIC)، وكثافة التأين هو أعلى من ذلك بكثير، وبالتالي الحد من حجم الحساسة ممكن دون المساس استجابة كاشف. وعلاوة على ذلك وسيلة الحساسة لديها كثافة قريبا من المياه، والحد من الاضطرابات المرتبطة فلوينس تجويف الهواء. هذه الجوانب تجعل LIC مرشح للاهتمام لشعاع صغير قياس الجرعات 3-5.
هناك مع ذلك بعض القضايا لمعالجة قبل أن تكون قادرة على أداء قياسات قياس الجرعات الروتينية مع البلدان منخفضة الدخل. الأولى، وذلك بسبب كثافة التأين العالي للآثار إعادة التركيب هي أكثر أهمية من في غرف مليئة بالهواء 6-8. إعادة التركيب يمكن أن تكون إما الأولي (الإلكترون يعيد توحيد مع أيون أمه) أو عامة (اثنين من أيونات القادمة من الأحداث التأين مختلفة تتحد). هذا الأخير يعتمد على الحادث معدل الجرعة على كاشف؛ رله الوسائل التي قياسات الجرعة النسبية (أي لمحات جرعة، جرعة عمق مئوية، وعوامل الانتاج) يمكن أن يحتمل الخضوع الانحرافات بسبب التغير في معدل الجرعة. يتميز إعادة التركيب من قبل الكفاءة جمع العام، الذي يعرف بأنه نسبة التهمة إلى تهمة المقاسة التي تنتجها الإشعاع الحادث والهروب إعادة التركيب الأولي: و = س C / س 0. في كشف الغازية يتم تقييم آثار إعادة التركيب باستخدام طريقة الجهد اثنين من نظرية Boag 9،10، والتي لا يمكن تطبيقها في البلدان منخفضة الدخل 11.
بديل يمكن العثور عليها في استخدام طريقة معدل الجرعة يومين-8، ويتألف من تغيير معدل الجرعة لعزل تأثير إعادة التركيب العام وقياس كفاءة جمع عام من خلال العلاقة 
حيث ش هي صفركما INED 
مع α كونها معامل إعادة التركيب، س 0 وكمية من تهمة أن يهرب إعادة التركيب الأولي، ح الفصل الكهربائي، البريد التهمة الابتدائية، V حجم الحساسة للغرفة، ك 1 ك 2 والتنقلات من الشحنات الإيجابية والسلبية، وU الجهد المطبق. عن طريق قياس بجرعات مختلفة لكل نبضة من الممكن الحصول على المعلمة u و بالتالي كفاءة التحصيل، و. وتعطى الجرعة في نبض من قبل العلاقة 
يتم تنفيذ جميع القياسات في الشروط المرجعية للCyberKnife في (المصدر سطح القطر SSD = 78.5 سم، 1.5 سم عمق، 60 مم تلسكوب الموازاة). استخدام تلسكوب الموازاة ألو كبيرةWS تجنب الآثار حجم المرتبطة الحزم الصغيرة. نظرا لمعدل الجرعة هي 800 MU / دقيقة وتردد التكرار هو 150 هرتز، وهذا يؤدي إلى جرعة من 0.89 ملل جراى / نبض (في الشروط المرجعية، 1 MU يتوافق مع جرعة من 1 CGY). عندما يتم الاحتفاظ تردد تكرار النبضة المستمر، والجرعة في النبضة يعتمد فقط على معدل الجرعة في جراى / دقيقة، والذي يرتبط إلى SSD من خلال القانون مسافة معكوس التربيعية: 
لمدة سواقات د 1 و د 2.
Protocol
Representative Results
Discussion
الأساليب الواردة أعلاه تسمح بتقييم آثار إعادة التركيب في LIC على طائفة واسعة من معدلات الجرعة (0،14-1،58 ملل جراى / نبض). طريقة بسيطة ولكن يرتبط مع أكثر من طريقة الشكوك B، الذي يوفر القيم دقيقة إلى حد ما (والمطلق) من كفاءة التحصيل، و. إعادة التركيب هي المسؤولة عن فقدان ما يقرب من 2٪ في إشارة على مجموعة كاملة التحقيق، ولكن هذا النطاق أكبر مما هو عادة امتدت خلال القياسات الروتينية. أكبر خطأ على عامل الإخراج هو 0.35٪، وتصل 1٪ لقياس جرعة عمق مئوية كما هو موضح في قسم النتائج.
العنصر الحاسم لإجراء البروتوكول هو الإعداد الأولي من التجربة، كما يتم تنفيذ جميع القياسات بالنسبة لموقفه المبدئي من الرأس العلاج. وهكذا ينبغي للمرء أن يكون حذرا حول قياس دقيق للSSD الأولية لتكون قادرة على ربط قراءات كاشف لكلجرعة في النبض. هذا صحيح أيضا لوضع جهاز كشف في المياه؛ ينبغي الحرص على أن نقطة فعالة لقياس (1 مم تقع وراء النافذة المدخل في حالة كاشف microLion) يتوضع في 1.5 سم تحت سطح الأرض. التأخير 1 ساعة والجرعة قبل التشعيع ضرورية أيضا من أجل استقرار إمدادات 800 V ودرجة الحرارة.
معدل تكرار LINAC مباشرة آثار الجرعة في النبض. في 800 MU / دقيقة ومع تواتر 150 هرتز، والجرعة في النبضة هو 0.89 ملل جراى / النبض. ينبغي أن تكون ثابتة هذا التردد لجميع القياسات للتأكد من أن المسافة هي العامل المتغير الوحيد لها تأثيرها على الجرعة في النبض. طريقة يمكن استخدامها في حالة وجود شعاع مستمر مع بعض التعديلات 7. على الأجهزة الأخرى التي لا يمكن أن تختلف من SSD مباشرة عن طريق تحريك الرأس العلاج، ويمكن تعديل معدل التكرار لإدخال الجرعة في اختلاف النبض. إذا هذه المعلمة هيالثابتة وكذلك، فإن SSD لا يزال من الممكن تعديل عن طريق تحريك LIC وسطح الماء في الخزان، ولكن دقة هذا النهج من المرجح أن تكون أقل من حركة الرأس العلاج المستخدمة في هذه الدراسة.
الخطوة التالية في توصيف LIC لاستخدامها في قياس الجرعات حقل صغير هو دراسة العوامل الأخرى التي تحفز اضطراب الاستجابة، مثل مواد للكشف عن حجم وتأثير (أي حقيقة أن حجم الحساسة ليس صغيرة بالمقارنة مع أبعاد شعاع). هذا ممكن من خلال استخدام المحاكاة مونت كارلو 5. مع تلك الجوانب تؤخذ في الحسبان، عوامل تصحيح العالمية يمكن تطبيقها على القراءات LIC الحصول عليها في القياسات الروتينية السريرية (عوامل الانتاج، جرعات العمق المئوية، وملامح جرعة) من أجل القضاء تماما الاضطرابات.
بعد توصيف كامل وتصحيح هذه الآثار perturbating، رانه LIC يمكن أن تستخدم للكشف عن إضافية لقياس الجرعات الصغيرة شعاع، مما يتيح التحقق بصورة مستقلة من ملامح، وجرعات العمق المئوية وعوامل الانتاج يقاس كشف عن الأخرى. من شأنه أيضا أن تكون مناسبة قرارها مكانية عالية جدا في الاتجاه الطولي لقياس الجرعات من حقول مستطيلة مع واحد فقط البعد الصغيرة (مثل Tomotherapy.)
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
والكتاب ليس لديهم الاعترافات.
Materials
| 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 |
References
- Das, I. J., Din, G. X., Ahnesjö, A. Small fields: non-equlibrium radiation dosimetry. Med. Phys. 35 (1), 206-215 (2008).
- Wickmann, G., Nystrom, H. The use of liquids in ionization chambers for high precision radiotherapy dosimetry. Phys. Med. Biol. 37 (9), 1789-1812 (1992).
- Chung, E., Soisson, E., Seuntjens, J. Dose homogeneity specification for reference dosimetry of nonstandard fields. Med. Phys. 39 (1), 407-414 (2011).
- Francescon, P., Kilby, W., Satariano, N., Cora, S. Monte Carlo simulated correction factors for machine specific reference field dose calibration and output factor measurement using fixed and iris collimators on the Cyberknife system. Phys. Med. Biol. 57 (12), 3741-3758 (2012).
- Wagner, A., Crop, F., Lacornerie, T., Vandevelde, F., Reynaert, N. Use of a liquid ionization chamber for stereotactic radiotherapy dosimetry. Phys. Med. Biol. 58 (8), 2445-2459 (2013).
- Johansson, B., Wickman, G., Bahar-Gogani, J. General collection efficiency for liquid iso-octane and tetramethylsilane in pulsed radiation. Phys. Med. Biol. 42 (10), 1929-1938 (1997).
- Andersson, J., Tölli, H. Application of the two-dose-rate method for general recombination correction for liquid ionization chambers in continuous beams. Phys. Med. Biol. 56 (2), 299-314 (2010).
- Sjgren, R., Wendelsten, M. A two-dose-rate method for general recombination correction for liquid ionization chambers in pulsed beams. Phys. Med. Biol. 55 (15), 4247-4260 (2010).
- Boag, J. W. Ionization measurements at very high intensities: part I. Pulsed radiation beams. Br. J. Radiol. 23 (274), 601-611 (1950).
- Boag, J. W. The saturation curve for ionization measurements in pulsed radiation beams. Br. J. Radiol. 25 (300), 649-650 (1952).
- Stewart, K. J., Elliott, A., Seuntjens, J. P. Development of a guarded liquid ionization chamber for clinical dosimetry. Phys. Med. Biol. 52 (11), 3089-3104 (2007).
- Yin, Z., Hugtenburg, R. P., Beddoe, H. Response corrections for solid-state detectors in megavoltage photon dosimetry. Phys. Med. Biol. 49 (11), 3691-3702 (2004).
- Griessbach, I., Lapp, M., Bohsung, J., Gademann, G., Harder, D. Dosimetric characteristics of a new unshielded silicon diode and its application in clinical photon and electron beams. Med. Phys. 32, 3750-3754 (2005).
- . . Accuray Inc., Physics Essentials Guide P/N 032515A-ENG. Accuray Inc. , (2010).
