使用快速马射线和二次中子作为替代物测量FLASH光束的时间结构
Serdar Charyyev1,2, Ruirui Liu2, Xiaofeng Yang2
1Department of Radiation Oncology, Stanford University, Palo Alto, CA 94305, United States of America.
Physics in medicine and biology
|June 7, 2023
概括
这项研究表明,像素化半导体探测器可以准确地监测FLASH质子放射治疗中的辐射时间. AdvaPIX-TPX3探测器实现了1%的准确性,显示快速马射线是质子的有效替代品.
科学领域:
- 医学物理 医学物理
- 辐射瘤学 辐射瘤学
- 探测器技术 探测器技术
背景情况:
- FLASH质子辐射疗法提供了减少正常组织毒性的潜力.
- 精确监测照射时间 (IRT) 和扫描时间对于FLASH传递至关重要.
- 像素化半导体探测器为实时测量提供高时间分辨率.
研究的目的:
- 评估在FLASH质子放射治疗期间在线监测IRT和扫描时间的可行性.
- 为了评估这个应用程序的像素化半导体探测器 (AdvaPIX-TPX3和Minipix-TPX3) 的性能.
- 为了比较探测器测量结果与供应商日志文件进行准确性验证.
主要方法:
- 使用基于Timepix3的像素探测器 (AdvaPIX-TPX3,Minipix-TPX3) 来测量FLASH质子辐射.
- 测量了即时马射线和二次中子,从载电荷时间计算IRT.
- 在各种实验设置中记录了x,y和对角方向的扫描时间,包括一个人形幻影.
主要成果:
- 在体内监测中,AdvaPIX-TPX3实现了0.1%的IRT精度.
- 检测器测量和供应商日志文件之间的差异在不同尺寸的场域中在1%以内.
- 扫描时间为4.0ms (x),3.4ms (y) 和4.0ms (对角),表明Y磁铁扫描速度更快.
结论:
- 像素化半导体探测器,特别是AdvaPIX-TPX3,可用于在FLASH质子放射治疗中准确的在线监测IRT.
- 快速马射线在IRT测量中作为主要质子的可靠替代品.
- Minipix-TPX3显示了更高的差异,可能是由于中子灵敏度和读出速度限制.
