Для водопроницаемых камер должна использоваться водонепроницаемая насадка из ПММА толщиной желательно не более 1,0 мм. Воздушный зазор между стенкой камеры водонепроницаемой насадкой является существенным для достижения равновесия давления воздуха и должен находиться в пределах от 0,1 до 0,3 мм. Та же водонепроницаемая насадка, которая использовалась при калибровке камеры пользователя, должна применяться в стандартной дозиметрии. Если нет возможности использовать ту же водонепроницаемую насадку, которая применялась в

поверочной лаборатории, должна применяться насадка из того же материала и такой же толщины. Если плоскопараллельные камеры водонепроницаемы, они должны использоваться в водонепроницаемом чехле, предпочтительно из ПММА или материала близкого по составу стенкам камеры. В идеальном случае перед поверхностью камеры и за ее объемом не должно быть дополнительного материала больше 1 мм.

Для стандартной дозиметрии пучков тяжелых ионов не должны использоваться пластиковые фантомы, т.к. необходимый поправочный коэффициент вода-пластик, hpl неизвестен. Более того, влияние тяжелых ионов, включая фрагментные частицы, на пластиковый фантом будет отличаться от водного фантома.Тем не менее,пластиковые фантомы могут использоваться для рутинных измерений, подтверждающих их качество, в случае, если коэффициент перехода от пластика к воде установлен.

11.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ПУЧКА

Существует очень мало теоретических и экспериментальных данных о спектральном распределении пучков тяжелых ионов. В современной практике характеристики пучков тяжелых ионов используют атомный номер, массовое число, энергию падающих ионов, ширину SOBP и пробег.

11.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ ВВОДЕ

11.4.1. Стандартные условия

Как видно из рис. 17(b), распределение дозы по глубине пучка тяжелых ионовв районе SOBP не плоское, и конечная его часть ниже

предыдущей. Наклон около центра широкого SOBP сравнительно мал, в то время как для узкого SOBP он резкий. Опорная глубина для калибровки должна быть выбрана в центре SOBP, в центре объема мишени.

171

Стандартные условия для определения поглощенной дозы в воде приведены в табл. 33.

11.4.2. Определение поглощенной дозы в стандартных условиях

Общая методика определения поглощенной дозы в воде приведена в разд.3. Поглощенная доза в воде на опорной глубине zref в пучке тяжелых ионов с качеством Q в отсутствие камеры определяется соотношением:

где MQ показания дозиметра, скорректированные на влияющие величины давление и температуру, калибровку электрометра, эффект полярности напряжения и рекомбинацию ионов, как это описано в форме рабочей записи (см. также разд. 4.4.3). Камера должна быть размещена в соответствии со стандартными условиями, изложенными в табл. 33. ND,w,Qo

ТАБЛИЦА 33. СТАНДАРТНЫЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ В ПУЧКЕ ТЯЖЕЛЫХ ИОНОВ

172

– калибровочный коэффициент дозиметра для опорного качества Q0 в единицах поглощенной дозы в воде и kQ,Qo поправочный коэффициент для камеры, который корректирует разницу между качеством опорного пучка Q0 и качеством используемого Q. Поскольку Q0 соответствует 60Со, этот поправочный коэффициент обращается в kQ.

11.4.2.1. Поправка на рекомбинацию в пучках тяжелых ионов

Когда пучки генерируются техникой сканирования, мощность дозы очень велика и эффект общей (объемной) рекомбинации должен быть принят во внимание. Эффект общей рекомбинации должен быть определен экспериментально методом двух напряжений [128], как рассмотрено в разд. 4.4.3.4.

Когда объемной рекомбинацией можно пренебречь, необходимо принимать во внимание начальную рекомбинацию в пучках тяжелых ионов. Собранный ионизационный ток должен подчиняться линейному уравнению:

11.5. ЗНАЧЕНИЯ kQ,Qo

Так как характеристика качества при дозиметрии пучков тяжелых ионов в настоящее время не используется, величины kQ, зависят только от типа используемой камеры. Экспериментальные значения kQ,Qo еще не определены, поэтому в настоящем документе будут использоваться только теоретические значения. Поправочный коэффициент определяется соотношением (4), т.е.

В настоящее время не существует первичного эталона единицы

поглощенной дозы в воде для пучков тяжелых ионов. Поэтому все значения для kQ,Qo, приведенные в настоящих практических рекомендациях, получены расчетом, базирующемся на гамма-излучении 60Со, как

173

излучении опорного качества Q0. Обозначение kQ, означает, что излучение 60Со использовано, как опорное.

Величины, входящие в числитель соотношения (45), должны быть определены для пучка тяжелых ионов с качеством Q, однако в связи со сложностью происходящих физических процессов, их определение представляет существенные трудности. В настоящее время нет информации, касающейся коэффициентов замещения для ионизационных камер в пучках тяжелых ионов. По этой причине они будут приняты равными единице.

Отношения тормозных способностей и величины W для пучков тяжелых ионов принимаются независимыми от качества пучка, в связи с отсутствием в настоящее время экспериментальных данных. Вкладом ядерных фрагментов в отношения тормозных способностей и величину W также пренебрегается. Для всех пучков тяжелых ионов величины отношений тормозных способностей и W принимаются постоянными. Они равны 1,130 и 34,50 эВ соответственно. Заметим, что значение величины W относится к сухому воздуху. Так как отношение тормозных способностей вода-воздух для тяжелых ионов и 60Со близки, значения kQ, для тяжелых ионов определяются отношениями W и коэффициентом замещения камеры в пучке 60Со.

Втабл. 34 приведены значения kQ для обычно используемых цилиндрических и плоскопараллельных камер.

11.6.ИЗМЕРЕНИЯ В НЕСТАНДАРТНЫХ УСЛОВИЯХ

Вклинических применениях пучков тяжелых ионов для разных условий лечения необходимо измерять распределения доз по глубине, поперечные профили пучка, полутени радиационных полей, коэффициенты выхода.

Для измерения распределения доз по глубине рекомендуются плоскопараллельные ионизационные камеры. Для измерений поперечных профилей или трехмерных дозных распределений можно использовать очень маленькие камеры с объемом полости меньшим 0,1 см3. Для других типов дозиметров энергетическая зависимость чувствительности должна быть проверена по ионизационным камерам.

174

ТАБЛИЦА 34. РАСЧЕТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ kQ ДЛЯ ПУЧКОВ ТЯЖЕЛЫХ ИОНОВ И РАЗЛИЧНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ И ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ИОНИЗАЦИОННЫХ КАМЕР

175

ТАБЛИЦА 34. (продолж.)

aНекоторые камеры не удовлетворяют минимальным требованиям, изложенным в разд. 4.2.1. Однако, они включены в таблицу, т.к. используются. в клинической практике.

176

11.7.ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ РЕЗУЛЬТАТА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ В ВОДЕ В СТАНДАРТНЫХ УСЛОВИЯХ

Внастоящее время неопределенности при дозиметрии тяжелых ионов существенно выше, чем при дозиметрии других радиотерапевтических

ТАБЛИЦА 35. ОЦЕНКА ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СТАНДАРТНОЙ

НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИа Dw,Q НА ОПОРНОЙ ГЛУБИНЕ В ВОДЕ ДЛЯ КЛИНИЧЕСКОГО ПУЧКА ТЯЖЕЛЫХ ИОНОВ ПРИ ИЗМЕРЕНИЯХ КАМЕРОЙ, ОТКАЛИБРОВАННОЙ НА ГАММА-ИЗЛУЧЕНИИ 60Co

aСм. руководство ИСО по выражению неопределённости [32] или прил. IV. Оценки, приведенные в таблице, надо рассматривать как типовые; они могут изменяться в зависимости от неопределённости,с которой даётся калибровочный коэффициент поверочной лабораторией и неопределённости экспериментальных данных, получаемых пользователями.

bРезультаты, получаемые камерой пользователя, калиброванной непосредственно в ДЛПЭ, имеют несколько меньшую неопределённость на этапе 1. Это, однако, не приводит к существенному влиянию на суммарную неопределённость определения поглощённой дозы в пучке пользователя.

177

пучков. Неопределенность значения расчетного коэффициента kQ, доминирует по сравнению с неопределенностями значений отношения тормозных способностей и W. Для дальнейшего развития работ в этой области необходимы тщательные сравнения результатов дозиметрии с помощью ионизационных камер и калориметрией в воде. Для совершенствования дозиметрии тяжелых ионов необходимы также углубленные исследования фрагментации при падении ионов на мишень. Оцененные неопределенности, приведенные в табл. 35, должны рассматриваться таким образом

лишь как предварительные.

178

11.8. ФОРМА РАБОЧЕЙ ЗАПИСИ

Определение поглощенной дозы в воде для пучка протонов

Пользователь: Дата:

179

kpol = M+ + M- =

2M

(iv)Поправка на рекомбинацию (метод двух напряжений) Напряжение на камере: V1 (нормальное) = _______________ В

4. Поглощенная доза в воде на опорной глубине, zref

Поправочный коэффициент на качество излучения Q для излучения пользователя: kQ =

взято из Таблицы 34 Другой:

Калибровка монитора по поглощенной дозе в воде на глубине zref:

Dw,Q (zref) = MQND,w,kQ = Гр/МЕ

a Все показания должны быть проверены на утечку и при необходимости откорректированы.

b Если электрометр не был калиброван отдельно, kelec = 1.

c M при определении kpol означает полярность, использованную потребителем. Желательно, чтобы каждое показание в соотношении являлось бы средним отношением M (либо M+, либо M–) к показанию внешнего монитора, Mem.

Предполагается, что поверочная лаборатория внесла поправку на полярность напряжения.

В противном случае kpol определяется следующим образом: показания при +V1 для качества Qo: M+ = ________

показания при –V1 для качества Qo: M– = ________

dСтрого говоря, показания должны быть откорректированы на эффект полярности (среднее

между двумя полярностями). Желательно, чтобы каждое показание в соотношении являлось бы средним отношением M1 или M2 к показанию внешнего монитора,Mem.

180