Fattore di ricombinazione ionica ksat per camere a ionizzazione piatte Università Cattolica di Roma Facoltà di Medicina e Chirurgia Scuola di Specializzazione in Fisica Sanitaria Fattore di ricombinazione ionica ksat per camere a ionizzazione piatte nella dosimetria di fasci di elettroni ad elevata dose per impulso Andrea Pentiricci

protocolli convenzionali sovrastima ksat con protocolli convenzionali camere a ionizzazione piatte nella dosimetria di fasci di elettroni ad alto dose rate caratteristiche impiego di film MD-55-2 come dosimetri di riferimento (risposta indipendente dal dose rate) calibrazione (DWGAF) confronto con i Fricke controlli di qualità periodici: necessità delle c.i. piatte Ksat(Vo)

acceleratore dedicato acceleratore non dedicato IORT acceleratore dedicato NOVAC 7

movimenti testa movimenti modulatore

applicatori piatti e angolati energia nominale: 3MeV, 5MeV, 7MeV, 9MeV dose rate: 30 mGy/pulse 60 mGy/pulse caratteristiche Novac 7 fasci collimati, applicatori piatti e angolati

MD – 55 – 2 elevata risoluzione spaziale risposta indipendente da materiale acqua equivalente OD aumenta con T e con il tempo di lettura post irraggiamento dose rate energia del fascio angolo incidenza del fascio irraggiamento in un intervallo di 2 h temperatura di lettura costante ( + 0.25 °C ) tecnica del doppio irraggiamento precisione < 1%

calibrazione MD – 55 – 2 linac convenzionale fasci di elettroni di energia Eo = 6.2MeV c.i. cilindrica di reference OD = 0.347 è il primo irraggiamento a 10 Gy fit con polinomiale del 3° ordine ( R2 = 0.999 )

indipendenza dall’energia del fascio Eo = 4.4MeV, 5.6MeV, 7.2MeV

indipendenza dal dose rate dosimetri di Fricke: risposta indipendente dal dose rate fino a 10Gy/pulse, maggiore precisione (0.4%) e minore incertezza rispetto ai film (1.6%<2.7%) 0.390 mGy/pulse 28.9 mGy/pulse 56.8 mGy/pulse MD-55-2 possono essere usate come dosimetri di riferimento per la dosimetria di fasci di elettroni ad alto dose rate

c.i. piatte elettroni non si attaccano alle molecole di ossigeno del gas sovrastima di k ad alto dose rate dipendenza della risposta della camera dalla tensione di polarizzazione 2. per V>Vo non c’è linearità tra 1/M e 1/V (no teoria di Boag) metodo delle 2 tensioni: dose corretta per l’effetto di polarità, ma non per la ricombinazione ionica

tensione di soglia Vo per le camere piatte Boag theory Ms: estrapolazione lineare da 1/Mv vs 1/V Ms/Mv vs 1/V 0.390 mGy/pulse V=200,240,300V > Vo fit lineare per V<Vo Vo

posso ricavare valori di c la cui consistenza verifico determinando deff per ogni c.i. i valori sono entro il 10% in accordo con i valori d della distanza nominale degli elettrodi della camera

dose assorbita in acqua per fasci prodotti dal Novac7 incertezza del 2.5% dovuta alla calibrazione dei film in quadratura con l’1% della riproducibiltà OD MD-55-2: 2.7% c.i. : 2% protocollo AIFB

valori di DwTV non possono essere usati come valori asintotici sovrastima del 20% rispetto ai film 3. f<0.95 ad alto dose rate nella valutazione di k devo considerare il contributo degli elettroni liberi alla carica raccolta

u=c/V 1. p=frazione di elettroni liberi =p(V) 2. (incertezza del 4%)

esistenza di una tensione soglia Vo valori di p e c sono trovati con una procedura iterativa che minimizza le differenze tra primo e secondo membro dell’equazione 53 mGy/pulse differenze tra Ms/Mv e k entro il 5% esistenza di una tensione soglia Vo

differenze tra la curva e la bisettrice alto dose rate fit con polinomiale del secondo ordine differenze tra la curva e la bisettrice sono indicative del fattore di ricombinazione ionica alla tensione Vo, dato da:

ksat(Vo) = 1.005 è ottenuto con camera Markus usando metodo delle 2 tensioni, ad un tipico dose rate di un acceleratore convenzionale valori sperimentali di ksat(Vo) sono fittati dall’equazione più generale per k, tenuto conto che DwGAF è proporzionale a r

considerazioni per ogni c.i. bisogna trovare l’appropriato la camera Markus può essere utilizzata per determinare i valori di dose/pulse per fasci ad energia e dose rate differenti i risultati non sono operativi per camere a ionizzazione dello stesso modello Burns e Mc Ewen: differenze nella separazione degli elettrodi di 0.16mm si riflette in una variazione dell’8% in k per ogni c.i. bisogna trovare l’appropriato ksat(Vo) in funzione del dose rate, utilizzando un dosimetro di riferimento

conclusioni MD-55-2: dosimetri di riferimento 2. uso di c.i. piatte comporta una sovrastima del 20% nel calcolo di k esistenza di una tensione di soglia Vo anche ad alto dose rate è confermata dal grafico di Ms/Mv vs 1/V stato dell’arte: ogni camera necessita di uno specifico ksat(Vo) in funzione del dose rate, tramite un dosimetro di riferimento la cui risposta sia indipendente dal dose rate stesso