小野剂量学

与常规尺寸的射野不同,小照射野可以在一些专用机器上实现,它的应用增加了临床剂量的不确定度,其剂量误差较常规射束大.小野剂量学是SRT、SRS以及调强放射治疗面临的一大挑战,尤其是探测器的选择,必须考虑以下因素:

• 尺寸

• 放射源遮挡

• 能量变化

• 半影的形状和影响

• 不满足中心轴侧向带点粒子平衡对探测器的影响

   

放疗设备的射野大小由钨门和FWHM(半高宽:照射野大小通常由50%等剂量确定)决定:

a) 半影不重叠的宽射野,由FWHM定义的照射野大小与准直器设置的几何射野大小一致

b) 半影开始重叠时,照射野开始逐渐大于几何射野

c) 半影重叠的小野,照射野明显大于几何射野

下图中为光子源未被准直器遮挡和被部位遮挡时的情形.其中右图中为了形成小野,准直器开口较小,光子源被准直器部分遮挡,源的边缘形成的几何半影增大,超过了准直器射野尺寸的大小,使半影区域变宽.

由于光子产生的次级电子具有一定的射程,当射线束的半径小于次级电子的最大射程时,进入ROI感兴趣区域的次级电子数和逃出感兴趣区的次级电子数不一致,感兴趣点内沉积的能量小于比释动能,从而发生侧向带电粒子失去平衡.

由于次级电子的最大射程和射线束能量也有关,所以射线束半径也会随着射线束能量的增加而增加,上图表示为不同能量光子束的射线束半径.

• 体积平均

       射野Profile和探测器的"光斑"大小

       准确确定射束半影

• 持续并准确的定位

光束的扰动随着空气体积增加,会减少测量处的散射,限制了在光束中放置的探测器类型. 如果放入密度更高的半导体,将改变测量点处的相互作用.

• 通量在测量点受到扰动:

      用探测器代替水来改变剂量

• 不同探测器的选择:

      指型电离室:扰动取决于空腔的大小

      半导体探测器:扰动取决于密度,是否内置"补偿",以及响应随能量的变化

• 指型电离室:

      信号与采集体积成正比.随着信号的减少,信噪比变得更加重要,小的信号需要一个适当灵敏的剂量仪.

• 半导体探测器:

      比传统的微型电离室更灵敏,探测信号更大.

将信号强度与合适的剂量仪量程匹配,查看是否有漏电流,剂量仪适当预热

三轴电缆效应——包括电离室和延长线:30米电缆刚展开时摩擦电效应将持续3小时,所以剂量仪需要手动归零.勿将电缆放置在射线下.

• 能量依赖

      半导体-射野外低响应=低估SRS患者大面积低剂量

      校准可能与深度有关

      散射条件的变化会影响响应

• 角度依赖

• 根据加速器和电离室的情况,判断是剂量率依赖还是剂量/脉冲依赖

漏电流、零漂、 重复稳定性、分辨率和是否可以被校准等.

Standard Imaging为MV射束提供三种优质选择:

• Exradin D1H & D1V半导体探测器

• ExradinW1 & W2闪烁体探测器

• 微型电离室

Exradin D1H & D1V半导体探测器

与传统电离室相比,Exradin半导体探测器产生更平坦的Profile和更高的分辨率,并具有更小的有效测量射野.这样可以精确测量微小的射野,同时仍能实现射束半影的高精度测量.

Exradin D1H和D1V半导体探测器可在小野内实现多种测量模式.

垂直放置时,D1V的二极管面垂直于射线束,非常适合光子扫描应用和水箱中的使用.

D1H二极管面在平放时垂直于射线束,用于传统固体水模体内部.

Exradin W1闪烁体探测器

Exradin W1闪烁体探测器是一种近水等效探测器,它不需要像其他探测器那样要通过许多测量校正.

1mm的空间分辨率,是SRS和SBRT的理想QA工具,可用于Gamma Knife, CyberKnife和BrianLab系统.

Exradin W1探测器需要与SuperMAX剂量仪一起使用,有效消除切伦科夫效应,无需额外手动计算.与Exradin闪烁体校准板和固体水模体集成,可实现简单、可重复的测量.

ExradinW2闪烁体探测器

AAPM/IAEA TRS 483规定闪烁体探测器是唯一个KQ为1.000的探测器.

Exradin W2是理想的SRS探测器,内置所有修正因子,自带MAXSD光学检测和信号处理单元.

它是水等效材质,具有防水功能.规格有1x1mm和1x3mm两种尺寸可选择.

Exradin W2系统采用Cerenkov校正的测量信号,可以转换为比例模拟输出,可以通过任何剂量仪读取,所以Exradin W2系统可以连接到水箱系统进行扫描.

Exradin A26电离室

它是杰西卡·米勒 (Jessica Miller) 在威斯康星大学麦迪逊分校的博士论文的研究成果.

A26的设计目的是为小野提供更精确的参考级剂量测量.

均匀的4.3mm spot尺寸减少了体积平均的影响,消除了体积平均的角度依赖性.每个Exradin指形电离室都有一个延伸到绝缘体表面之外的防护装置,确保限定腔室收集体积的电场由防护装置完全保护.

Exradin A20电离室

适合低能量X射线的电离室,用于评估和校准X射线、立体定向和TG-61表面皮肤精确治疗.1.92mm有效直径,从20keV到Co-60均有极好的能量响应.

Exradin A16电离室

A16微型电离室可测量小野尺寸(3.4x3.4mm),出色的空间分辨率和精确定位射束Profile.这些属性使A16成为立体定向放射外科SRS和IMRT小野应用的理想选择.

MAX 4000 Plus

用于所有放射治疗应用的单通道参考级剂量仪.

SuperMAX

它是一款功能丰富的剂量仪,彩色触屏很大,方便查看和使用.它有两个测量通道,可独立控制范围、偏置电压和应用系统因素,两个通道都具有超宽的量程范围.预热仅需1分钟.

立体定向放疗的剂量分布具有集中、射束中心剂量高、剂量梯度变化较大的特点,对质控有更高的精度要求.Standard Imaging致力于开发和提供最完整的立体定向质控解决方案,最大限度的减少治疗过程中每个环节可能出现的误差.更多有关立体定向质控解决方案的内容，欢迎您联系北京中核瑞德科技有限公司进行更详细的了解.

参考文献来源:

IPEM Report 103: Small Field MV Photon Dosimetry

IAEA/AAPM Technical Report Series 483: Dosimetry of Small Static Fields Used in External Beam Radiotherapy