碳离子放疗中用于射程移位、射程补偿和固体模体剂量学的塑料材料评估
医学物理
2016-10-03 v3
摘要
目的：射束射程控制是重带电粒子放疗的核心。在传统宽束照射中，通过插入射程移位和补偿材料实现精细射程调节。在剂量学中，常使用固体模体以方便操作。这些材料理想情况下应等效于水。本研究评估了四种常见塑料HDPE、PMMA、PET和POM的剂量学水等效性。方法：利用Bethe公式计算能量损失、Gottschalk公式计算多次散射、Sihver公式计算核相互作用，计算了这些塑料对于这些相互作用的有效密度。我们通过实验测量了插入HDPE、PMMA和POM后碳离子束布拉格峰的变化，并与解析模型计算结果进行了比较。结果：理论计算表明，与水和其他塑料相比，HDPE的多次散射略有减少，核相互作用显著增加。实验测得，对于20 cm射程移位，碳离子的衰减增加量：HDPE为8.9%，PMMA为2.5%，POM为0.0%，而PET理论上介于PMMA和POM之间。测量值与计算值的一致性在1%或更好。结论：对于碳离子束，POM在剂量学上与水无法区分，是本研究检查的塑料中最好的。最差的是HDPE，每1 cm射程移位会使布拉格峰降低0.45%，尽管在减少多次散射方面略有优势。在两种透明塑料中，PET在剂量学水等效性方面优于PMMA。
引用
@article{arxiv.1211.0697,
title = {Evaluation of plastic materials for range shifting, range compensation, and solid-phantom dosimetry in carbon-ion radiotherapy},
author = {Nobuyuki Kanematsu and Yusuke Koba and Risa Ogata},
journal= {arXiv preprint arXiv:1211.0697},
year = {2016}
}