ZIEL:
Charakterisierung eines kleinen Plastikszintillators, der für hochauflösende Echtzeitdosimetrie der Therapie und bildgebende Röntgenstrahlen entwickelt wurde, die von einem bildgeführten Kleintierbestrahlungsgerät abgegeben werden.
MATERIALEN UND METHODEN:
Ein Szintillationsfaserdosimeter aus Polystyrol BCF-1 mit 1 mm Durchmesser und 60 mm Länge wurde mit einer 220-kVp-Therapie und 40, 50, 60, 70 und 80 kVp-Bildgebungsstrahlen auf der Small Animal Research Platform (SARRP) charakterisiert. Es wurden Messungen der Szintillatorleistung, der Empfindlichkeit (Ladung pro Einheitsdosis), der Linearität und des Strahlprofils mit einer Auflösung von 0.2 mm durchgeführt. Ein validiertes internes Monte-Carlo-Modell (MC) des SARRP wurde verwendet, um detaillierte Energiespektren an Orten der Dosimetrie zu berechnen und Szintillatormessungen mit MC-Simulationen zu validieren. Massenenergieabsorptionskoeffizienten aus Tabellen des National Institute of Standards and Technology (NIST), die mit MC-abgeleiteten Spektren gefaltet wurden, wurden in Verbindung mit Birks-Ionisationslöschfaktoren verwendet, um die Szintillatorleistung zu korrigieren. Eine Luftkerma-Kalibrierungsmethode wurde verwendet, um die Szintillatorleistung für In-Air-Strahlprofilmessungen mit offenen quadratischen Feldgrößen von 5 x 5 und 3 x 3 mm2 zu korrigieren und mit MC-Simulationen zu vergleichen.
ERGEBNISSE:
Die Reaktion auf die Szintillatordosis zeigte eine hervorragende Linearität (R2 ≥ 0.999) für alle Empfindlichkeitsmessungen, einschließlich der Ausgabe als Funktion des Röhrenstroms. Die Detektorempfindlichkeit betrug 2.41 μC Gy-1 für den 220-kVp-Therapiestrahl und lag zwischen 1.21 und 1.32 μC Gy-1 für die 40-80-Bildgebungsstrahlen. Der prozentuale Unterschied in der Empfindlichkeit zwischen den Therapie- und Bildgebungsstrahlen vor der Empfindlichkeitskorrektur und nach Verwendung der Birks-Quenching-Faktoren betrug 52.3 % bzw. 10.2 %. Die prozentualen Unterschiede zwischen der Therapie- und Bildstrahlempfindlichkeit nach Verwendung der Luftkerma-Kalibrierungsmethode für In-Air-Messungen waren ausgezeichnet und lagen unter 0.3 %. Die Messungen des Strahlprofils in der Luft stimmten mit den MC-Simulationen innerhalb einer mittleren Differenz von 2.4 % für die Feldgrößen 5 x 5 und 3 x 3 mm2 überein, der Szintillator zeigte jedoch Anzeichen einer Volumenmittelung an den Halbschattenrändern.
FAZIT:
Ein kleiner Kunststoffszintillator wurde hinsichtlich der Therapie- und Bildgebungsenergien eines Kleintierbestrahlungsgeräts charakterisiert, wobei die Ausgabe für die Verwendung eines hauseigenen MC-Modells des Bestrahlungsgeräts korrigiert wurde. Die Charakterisierung des Szintillator-Detektorsystems für kleine Felder stellt Schritte zur Implementierung von Echtzeitmessungen zur Qualitätssicherung und zur Behandlung kleiner Tiere sowie zur Überprüfung der bildgebenden Dosis dar. Dieser Artikel ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte vorbehalten.
Johnstone CD, Therriault-Proulx F, Beaulieu L, Bazalova-Carter M.
