Fattore di ricombinazione ionica k sat per camere a ionizzazione piatte nella dosimetria di fasci di...
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Fattore di ricombinazione ionica ksat per camere a ionizzazione piatte
nella dosimetria di fasci di elettroni ad elevata dose per impulso
Università Cattolica di RomaFacoltà di Medicina e Chirurgia
Scuola di Specializzazione in Fisica Sanitaria
Andrea Pentiricci
camere a ionizzazione piattenella dosimetria di fasci di elettroni ad alto dose rate
sovrastima ksat conprotocolli convenzionali
1. impiego di film MD-55-2 come dosimetri di riferimento (risposta indipendente dal dose rate)
2. controlli di qualità periodici: necessità delle c.i. piatte
Ksat(Vo)
caratteristiche
calibrazione (DWGAF)
confronto con i Fricke
IORT
acceleratore non dedicato
acceleratore dedicato
NOVAC 7
movimenti modulatore
movimenti testa
caratteristiche Novac 7
energia nominale: 3MeV, 5MeV, 7MeV, 9MeV
dose rate: 30 mGy/pulse 60 mGy/pulse
fasci collimati,applicatori piatti e angolati
MD – 55 – 2
• elevata risoluzione spaziale
• risposta indipendente da
• materiale acqua equivalente
• OD aumenta con T e con il tempo di lettura post irraggiamento
dose rateenergia del fascioangolo incidenza del fascio
• irraggiamento in un intervallo di 2 h• temperatura di lettura costante ( + 0.25 °C )• tecnica del doppio irraggiamento
precisione < 1%
calibrazione MD – 55 – 2
• linac convenzionale
• fasci di elettroni di energia Eo = 6.2MeV
• c.i. cilindrica di reference
• OD = 0.347 è il primo irraggiamento a 10 Gy
• fit con polinomiale del 3° ordine ( R2 = 0.999 )
GAFWD
Eo = 4.4MeV, 5.6MeV, 7.2MeV
indipendenza dall’energia del fascio
indipendenza dal dose rate
• 0.390 mGy/pulse• 28.9 mGy/pulse• 56.8 mGy/pulse
dosimetri di Fricke:
risposta indipendente daldose rate fino a 10Gy/pulse,maggiore precisione (0.4%)e minore incertezza rispetto ai film (1.6%<2.7%)
MD-55-2 possono essere usate comedosimetri di riferimento per la dosimetria
di fasci di elettroni ad alto dose rate
c.i. piatte
1. sovrastima di k ad alto dose rate
elettroni non si attaccano allemolecole di ossigeno del gas
dipendenza della risposta dellacamera dalla tensione di polarizzazione
2. per V>Vo non c’è linearità tra 1/M e 1/V (no teoria di Boag)
metodo delle 2 tensioni: TVwD
dose corretta per l’effetto di polarità, ma non per la ricombinazione ionica
V)(dw
GAFwD
tensione di soglia Vo per le camere piatte
Boag theory2
u1k
V
dr
V
cu
2
• Ms: estrapolazione lineare da 1/Mv vs 1/V
• Ms/Mv vs 1/V
• 0.390 mGy/pulse• V=200,240,300V > Vo• fit lineare per V<Vo
Vo
posso ricavare valori di c la cui consistenza verifico determinando deff airPair,
eff
W/e)(
D
cd
per ogni c.i. i valori sonoentro il 10% in accordo con i
valori d della distanza nominaledegli elettrodi della camera
dose assorbita in acqua per fasci prodotti dal Novac7
MD-55-2: 2.7%incertezza del 2.5% dovuta allacalibrazione dei film in quadraturacon l’1% della riproducibiltà OD
c.i. : 2% protocollo AIFB
TVwD
GAFwD
1. valori di DwTV non possono essere
usati come valori asintotici
2. sovrastima del 20% rispetto ai film
3. f<0.95 ad alto dose rate nella valutazione di k devoconsiderare il contributo deglielettroni liberi alla caricaraccolta
)1(e
u p
u)ln(1
uk
pu
u=c/V
p=frazione dielettroni liberi=p(V)
waPD,
GAFw
s )(L/ N
DM
1.
2.
(incertezza del 4%)
1e
c/V p(V)
c/V) ln(1
c/V
M
Mc/V p(V)
v
s
• valori di p e c sono trovati con una procedura iterativa che minimizza le differenze tra primo e secondo membro dell’equazione
• 53 mGy/pulse
• differenze tra Ms/Mv e k entro il 5%
esistenza di una tensione soglia Vo
• alto dose rate
• fit con polinomiale del secondo ordine
differenze tra la curva e la bisettricesono indicative del fattore di ricombinazione
ionica alla tensione Vo, dato da:
Vo)(d
D (Vo)k
w
GAFw
sat
• ksat(Vo) = 1.005 è ottenuto con camera Markus usando metodo delle 2 tensioni, ad un tipico dose rate di un acceleratore convenzionale
• valori sperimentali di ksat(Vo) sono fittati dall’equazione più generale per k, tenuto conto che Dw
GAF è proporzionale a r
considerazioni
1. la camera Markus può essere utilizzata per determinare i valori di dose/pulse per fasci ad energia e dose rate differenti
2. i risultati non sono operativi per camere a ionizzazione dello stesso modello
Burns e Mc Ewen:differenze nella separazione deglielettrodi di 0.16mm si riflette inuna variazione dell’8% in k
per ogni c.i. bisogna trovare l’appropriatoksat(Vo) in funzione del dose rate,
utilizzando un dosimetro di riferimento
conclusioni
1. MD-55-2: dosimetri di riferimento
2. uso di c.i. piatte comporta una sovrastima del 20% nel calcolo di k
3. esistenza di una tensione di soglia Vo anche ad alto dose rate è confermata dal grafico di Ms/Mv vs 1/V
stato dell’arte: ogni camera necessita di uno specificoksat(Vo) in funzione del dose rate, tramite un dosimetro
di riferimento la cui risposta sia indipendente daldose rate stesso