使用像素探测器评估质子治疗中高 Z 钛植入物的剂量学效应
医学物理
2024-09-30 v1 仪器与探测器
摘要
本研究通过使用沿主射束路径放置和未放置钛 (Ti) 牙科植入物的水等效体模，实验性地检查了 delivered fields 的效应和变化。我们使用由 ASIC 芯片 Timepix3 提供的具有像素阵列的高空间分辨率、光谱和时间敏感成像探测器，详细测量了 Bragg 曲线入口区域产生的粒子的成分和谱跟踪表征。170 MeV 质子束在聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 中被准直和调制。在体模中质子射程末端放置两个牙科植入物，并使用两个带有 Si 传感器的像素探测器测量辐射。配备硅传感器的 Timepix3 (TPX3) 探测器详细测量了已分辨粒子类型的粒子通量、剂量率 (DR) 和线性能量传递 (LET) 谱。在明确定义的辐射场中校准的基于人工智能 (AI) 训练的神经网络 (NN) 被用于根据形态学和特征谱跟踪响应来分析和识别粒子。对射束进行了表征，并记录了单粒子径迹，将其分解为粒子类型组。两种设置中产生的粒子通量被分辨为三大类粒子：i) 质子，ii) 电子和光子，iii) 离子。质子是负责剂量沉积的主要粒子成分。高能量传递粒子 (HETP)，即离子，在所研究的剂量学方面（DR 和粒子通量）上，当在设置中放置 Ti 植入物时表现出差异。次级辐射场的详细多参数信息为理解钛材料在质子治疗中的影响提供了全面的认识。
引用
@article{arxiv.2409.18521,
title = {Assessing the Dosimetric Effects of High-Z Titanium Implants in Proton Therapy Using Pixel Detectors},
author = {C. Balan and C. Granja and G. Mytsin and S. Shvidky and A. Molokanov and V. Chis and C. Oancea},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.18521},
year = {2024}
}
备注
8 pages, 4 figures, IWORID Conference