一个原型闪器实时光束监测器用于超高剂量率放射治疗

科学领域:

• 医学物理 医学物理
• 放射治疗技术 放射治疗技术
• 辐射检测检测器可以检测到辐射.

背景情况:

• 闪光辐射疗法 (RT) 以超高剂量率 (>1000倍传统RT) 提供治疗剂量.
• 精确和快速光束监测对于FLASH RT的安全临床试验至关重要.
• 现有的探测器技术缺乏FLASH RT光束监控所需的同时处理能力.

研究的目的:

• 开发一款使用新型闪器材料的FLASH光束闪器监视器 (FBSM).
• 为了实现大面积覆盖,低质量,线性响应,辐射硬度和实时分析.
• 提供符合IEC标准的快速光束中断信号,具有2D成像和高空间分辨率.

主要方法:

• 使用了一种专有,低质量,耐辐射的闪器材料 (HM).
• 采用高率的CMOS摄像头和折叠光学,用于薄型显示器 (~10厘米).
• 实现了FPGA数据采集,用于在100-1000 Hz (电子) 和10-20 kHz (质子) 的实时分析.

主要成果:

• 在237Gy/s时,HM闪电器表现出高的辐射电阻,信号降低最小 (<0.025%/kGy).
• 在FLASH相容的剂量速率 (>40 Gy/s) 时,线性反应得到证实.
• 实现了35-40微米的空间分辨率和实时分析,在20,000赫兹时1微秒以下.

结论:

• FBSM提供实时,大面积光束形状监控,而不会降低光束质量.
• 该原型成功地展示了从单个粒子到FLASH剂量速率的光束造型.
• 实现了最小的辐射损伤和与放射色膜相似的即时高分辨率成像.