用于电子 FLASH 放射治疗参考剂量测定的新型电离室开发
医学物理
2024-10-02 v1 仪器与探测器
摘要
本研究旨在优化平行板电离室的设计和性能，以用于超高剂量率（UHDR）剂量测定应用，并评估其作为校准用参考级电离室的潜力。设计并制造了三种电离室：A11-VAR（电极间隙 0.2-1.0 mm，收集极直径 20 mm）、A11-TPP（电极间隙 0.3 mm，收集极直径 20 mm）和 A30（电极间隙 0.3 mm，收集极直径 5.4 mm）。利用 UHDR 9 MeV 电子束对这些电离室进行了全面表征，独立改变了脉冲重复频率（PRF，10-120Hz）、脉冲宽度（PW，0.5-4us）和脉冲幅度（0.01-9 Gy/pulse）等束流参数。评估了电离室响应作为每脉冲剂量（DPP）、PRF、PW、剂量率、电场强度和电极间隙的函数。研究发现电离室响应依赖于 DPP 和 PW，而增大电场强度和减小电极间距可缓解这种依赖性。在恒定电场强度下，对于电极间隙较小的 A11-VAR 电离室，我们测得电荷收集效率（CCE）随 DPP 的增加而更高。对于具有相同电极间隙的电离室（A11-TPP 和 A30），发现在较高 DPP 下，较高的电场强度能产生更好的 CCE。在低电场强度（500 V/mm）下，当 DPP 值为 1-5 Gy 且 PW 范围为 0.5-4 {\mu}s 时，观察到了 PW 依赖性；但在 1000 V/mm 及更高的电场强度下，这些影响变得可忽略不计。本研究证实，电离室的电荷收集效率强烈依赖于电极间距和电场强度，同时也依赖于 UHDR 束流的 DPP 和 PW。本研究的新发现是，随着电极间距的减小和电场的增加，PW 依赖性变得可忽略不计。
引用
@article{arxiv.2403.05661,
title = {Development of novel ionization chambers for reference dosimetry in electron FLASH radiotherapy},
author = {Kevin Liu and Shannon Holmes and Ahtesham Ullah Khan and Brian Hooten and Larry DeWerd and Emil Schüler and Sam Beddar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.05661},
year = {2024}
}
备注
29 pages, 9 figures