基于质子笔光束扫描疗法日志文件的FLASH剂量速率计算

科学领域:

• 医学物理 医学物理
• 辐射瘤学 辐射瘤学
• 剂量测量方法 剂量测量方法

背景情况:

• 辐射疗法可能会引起副作用,原因是不必要的辐射健康组织.
• 使用超高剂量速率光束的FLASH放射治疗显示出对正常组织节约的潜力.
• 精确的剂量测量对于确认FLASH光束的平均和瞬间剂量速率至关重要.

研究的目的:

• 开发和验证一种剂量测量方法,用于测量FLASH放射治疗中的2D/3D剂量分布和剂量速率.
• 使用内置监控室的机器日志文件进行剂量和剂量速率计算.
• 能够稳定准确地测量平均和瞬间剂量速率,用于FLASH效应的验证.

主要方法:

• 开发了一个迷你过器,用3D打印创建分布式布拉格峰 (SOBP).
• 创建了各种场面大小的质子笔束线扫描计划.
• 使用基于机器日志文件的直接和蒙特卡洛 (MC) 模拟方法计算剂量和平均剂量.
• 用离子化室测量吸收剂量以进行比较.
• 使用5毫秒时间分辨率的MC模拟计算即时剂量速率.

主要成果:

• 与离子室测量相比,使用直接 (10/12) 和MC (9/11) 方法的大多数情况下的剂量差异在±3%.
• 在使用直接 (9/12) 和MC (8/11) 方法的大多数情况下,剂量速率差异在±3%.
• 模拟MC显示了显著的瞬间剂量速率波动 (4.29163 Gy/s),平均为62 Gy/s.

结论:

• 成功开发了使用机器日志文件计算FLASH放射治疗剂量和剂量速率的方法.
• 使用这些剂量计方法证明了使用这些剂量计方法验证交付的FLASH光束的可行性.
• 这些方法对于推动FLASH放射治疗的理解和应用至关重要.