전자 플래시 선량 측정에 적합한 고에너지 물리 장치

모든 환자에게 전달되는 방사선을 모니터링하고 제어하는 ​​것은 방사선 치료에서 가장 중요합니다. 이것은 전자 플래시(eFLASH) 방사선 요법과 같은 새로운 초고선량률 방식의 현재 과제입니다.

FLASH 방사선 요법은 초고선량률로 방사선을 전달하여 치료 과정을 단축하고 기존 방사선 요법에 비해 조직 보존을 개선합니다.

“[FLASH로] 해명해야 할 것 중 하나는 스페어링 효과 뒤에 있는 생물학적 메커니즘이 무엇이며 이것이 우리가 이러한 초고 선량률을 제공하는 방식에 어떻게 의존하는지입니다. 우리가 제공하는 것이 무엇인지 정확히 알아야 하는지 확인하기 위해”라고 설명합니다. 에밀 쉴러 인사말 텍사스 대학교 MD 앤더슨 암 센터. “전달되는 각 펄스의 정확한 매개변수를 잘 이해하는 것이 중요한 것 같습니다. 우리가 더 많은 것을 알 때까지 우리는 납품에 대해 그러한 유형의 세부적인 이해가 필요하며 이것이 바로 기존 장비가 최적이 아닌 것으로 판명된 곳입니다.”

기존의 방사선 요법에서 방사선 전달은 투과 이온 챔버를 사용하여 모니터링됩니다. 이온 쌍이 때때로 이러한 선량계에서 재결합하는 동안 이온 재결합은 측정의 작은 비율(5% 미만)만을 나타내며 이러한 이벤트는 모델 및 보정 계수를 사용하여 설명할 수 있습니다. 그러나 선량률이 높은 eFLASH 빔에서는 이온 쌍의 90% 이상이 재결합할 수 있으며, 이온 쌍 재결합을 보정하는 기존 모델이 무너지고 정확한 빔 모니터링 및 제어가 불가능하지는 않더라도 어려워집니다.

슐러가 이끄는 샘 베다, MD Anderson 연구원 팀은 최근 eFLASH 빔 모니터링에 내재된 문제를 극복하는 방법을 설명했습니다. 그들의 해결책은 고에너지 물리학 실험에 뿌리를 두고 있습니다.

FLASH용 빔 변류기

그들의 연구에서 보고된 응용임상의학물리학 저널, 연구원들은 통합 빔 전류 변환기(BCT) 시스템을 도입하여 모베트론 시스템, 상용 전자 치료 선형 가속기 인트라옵.

원래 고에너지 물리 실험의 빔라인에 사용되었던 BCT는 이를 통과하는 전자의 유도 전류를 측정합니다. 에서 수행한 작업 기반 로잔 대학교, IntraOp 엔지니어는 두 개의 BCT를 수용하도록 Mobetron 헤드를 재설계했습니다. 다른 하나는 XNUMX차 산란 호일의 하류입니다.

그런 다음 MD Anderson 연구원은 6 및 9 MeV에서 초고 선량률 전자빔에 대한 BCT 응답을 광범위하게 특성화했습니다. 그들은 선량, 산란 조건 및 펄스 폭, 펄스 반복 주파수 및 펄스당 선량을 포함한 물리적 빔 매개변수의 함수로서 서로 다른 선량 측정 설정 및 서로 다른 시준으로 빔 출력을 모니터링했습니다. 선량 평가는 선량률과 무관한 총 선량 판독값을 제공하는 표준 선량계인 GafChromic EBT3 필름으로 수행되었습니다. 반복성 및 재현성을 보장하기 위해 실험적 연구를 세 번 수행했습니다.

팀은 BCT가 eFLASH 빔을 정확하게 모니터링하고 가속기 성능을 정량화하며 펄스 단위로 필수 물리적 빔 매개변수를 캡처할 수 있다고 결론지었습니다.

이제 그들은 하부 BCT에 비해 상부 BCT에서 측정된 더 높은 차동 후방 산란 수준의 원인과 이를 수정하는 방법을 조사하고 있습니다. 이러한 불일치는 가능한 임상 eFLASH 빔 매개변수 범위 밖에서 측정되었습니다. Schüler와 Beddar의 팀은 또한 현재까지 BCT로는 측정할 수 없는 빔 평탄도와 대칭성을 측정하는 방법을 개발하고 있습니다.

광자, 양성자 또는 전자: 어느 것이 FLASH 방사선 요법을 임상에 가져올 것입니까?

이 연구의 가장 중요한 목표는 방사선 물리학자들이 eFLASH 방사선 치료를 정확하고 정밀하게 제공할 수 있도록 하는 것이라고 Schüler는 말합니다.

"이 기술의 안전하고 강력한 임상 번역을 보장할 수 있는지 확인하는 것이 중요합니다."라고 Schüler는 말합니다. “의학 물리학자들에게 이것은 우리의 안락한 영역을 약간 벗어나는 것입니다. FLASH 방사선 요법이 현실화되고 있는 지금 우리가 사용하고 있는 표준 장비를 벗어나는 것입니다. 우리는 또한 이러한 초고 선량률을 위한 이온 챔버 기술을 개발하려고 노력하고 있지만 [빔] 모니터링, 특히 전자 빔라인과 관련하여 우리가 우리와 같은 방식으로 전송 챔버를 사용할 수 있을 것 같지 않습니다. 이전에는 기존의 선량률 방사선 요법을 사용했습니다.”

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• 출처: https://physicsworld.com/a/high-energy-physics-devices-adapted-for-electron-flash-dosimetry/