用于 FLASH-RT 临床前实施的单脉冲监测与剂量控制系统
医学物理
2022-03-23 v1 加速器物理
仪器与探测器
摘要
超高剂量率电子源需要剂量率无关的剂量计和经校准的剂量控制系统以实现准确投照。在本研究中，我们为改造后的临床直线加速器（LINAC）开发了一种单脉冲剂量监测和基于剂量的实时控制系统。将点状闪烁体探测器耦合到门控放大器和实时控制器，用于剂量监测和反馈控制回路。该控制器被编程为对每个辐射脉冲积分剂量并测量脉冲宽度，并在达到处方剂量时门控 LINAC 束流。闪烁体安装在固体水模体中并置于小鼠皮肤下方用于体内剂量监测。此外，对闪烁体的辐射稳定性、平均剂量率和每脉冲剂量依赖性进行了表征。对每个辐射脉冲进行剂量积分并实时显示。闪烁体对平均剂量率（40-380 Gy/s）和每脉冲剂量（0.3-1.3 Gy/脉冲）的线性响应在 ±3% 以内。然而，该塑料闪烁体受到显著的辐射损伤（16%/kGy），需要频繁校准。脉冲计数控制被准确实现，预期脉冲与实际投照脉冲直接对应。基于剂量的控制足以对 LINAC 的任意脉冲进行门控。使用 1 cm 圆形限光筒的体内剂量监测显示，存在 4-5 个脉冲的上升过程，其间平均每脉冲剂量为 ~0.045 ± 0.004 Gy/脉冲，而上升过程后稳定在 0.65 ± 0.01 Gy/脉冲。本研究所提出的工具可用于确定与 FLASH 效应相关的束流参数空间。此外，本研究是改造 LINAC 在超高剂量率下实现基于剂量的实时控制的首次实例。
引用
@article{arxiv.2111.08769,
title = {Individual Pulse Monitoring and Dose Control System for Pre-Clinical Implementation of FLASH-RT},
author = {M. Ramish Ashraf and Mahbubur Rahman and Xu Cao and Kayla Duval and Benjamin B. Williams and P. Jack Hoopes and David J. Gladstone and Brian W. Pogue and Rongxiao Zhang and Petr Bruza},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.08769},
year = {2022}
}
备注
30 Pages, 7 Figures