Post on 01-May-2015
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Dosimetria di base nella radioterapia con fasci di fotoni ed elettroni:
protocollo AIFB e IAEA (cenni)
Università Cattolica di RomaFacoltà di Medicina e Chirurgia
Scuola di Specializzazione in Fisica Sanitaria
Andrea Pentiricci
determinazione della dose assorbita
calorimetria
ionizzazione
molteplici fattori di correzione,derivati dalla teoria della cavità
di Bragg - Gray
• aumento di T di una massa isolata• non usata dai laboratori di standardizzazione
teoria della cavità di Bragg - Gray
• presenza cavità non perturba la fluenza in energia degli elettroni nel mezzo
• perdite di energia dei fotoni nella cavità sono trascurabili
• rallentamento continuo
m
a
am
S D D
(dimensioni piccole della cavità)
teoria della cavitàdi Spencer - Attix
cavità caratterizzata da un parametro per tenere contodella produzione dei raggi
introduzione dei poteri frenanti massici ristretti L
m
a
am
L D D
applicabile a cavità di
dimensioni dell’ordine diquelle utilizzate nella
dosimetria
introduzione di una camera a ionizzazionea cavità: effetto di perturbazione del mezzo
lettura M +
fattori correttivi
fattore di calibrazione
esposizione X
effetto delle pareti della camera
contributo dei secondari prodottinelle pareti può essere importante
PARETI SOTTILI
w
a
aww
L
e
WJ D
PARETI SPESSE
p
a
app
L
e
W J D
w
p
enpw D D
w
p
en
p
a
awp L
e
W J D
aJ )1( aJ
L -1
L
e
W J D
w
a
w
p
en
p
a
aw
x
w
a
a P L
D
fattore di perturbazione
dovuto alle pareti
fattore di perturbazione Px
• Px = 1 per pareti acqua equivalenti
• dipendenza da: - energia fotoni - materiale - spessore pareti camera
effetto della cavità d’ariasulla fluenza degli elettroni
cavità d’aria altera la fluenza deglielettroni presenti in acqua; con
l’aumentare delle dimensioni dellacavità la perturbazione cresce
aumento della ionizzazione, con conseguentesovrastima della dose in acqua Dw
PE = fattore correttivo tanto più
quanto più è grande la camera 1 solo fasci di elettroni
per il teorema di Fano:
“ in condizioni di CPE la fluenzaè indipendente dalla variazionedelle densità del mezzo, nel volumedi origine delle particelle ”
effetto della cavità d’ariasul punto di misura
gradiente di dose al variaredella profondità di misura
sovrastima della doseper camere cilindriche
(pto di misura = centro camera)
si considera un punto effettivo di misura (Peff) ad una distanza dc dal centro della camera nel verso della sorgente di radiazione
effcc P z - P z d
= 0.5 r(elettroni)
= 0.75 r(fotoni)
fattore di taratura
P L
D P D EX,
w
a
aeffw
misura assoluta
e
W J D aa
determinazione di un fattore di taraturaND espresso in funzione della Da e ottenuto
da una taratura della camera in terminidi esposizione ND = Da / M
misura indiretta
EX,
w
a
Deffw P L
N M P D
Laboratorio di Metrologiadelle Radiazioni Ionizzanti
dell’ENEAX
e
W X K c
a
m
a
enca
cm K K
attc
mc
m K K K
K D cm
TCPE
m a
m
ma
L D D
att
a
m
m
a
enaD K
L
e
W
M
X
M
D N
fattore di taraturain esposizione dellacamera
EX,Deffw F N M P D
fattore di taratura della cameraespresso in termini di dose
assorbita in aria; è determinatorispetto alla radiazione gamma del 60Co
fattori correttivi:• convertono il segnale M in dose assorbita in acqua• fotoni: tabulati in funzione del TPR20,10
• elettroni: in funzione dell’energia e della profondità di riferimento
la camera è posizionata nel fantoccio d’acqua con il suo Peff
alla profondità di riferimento
valore del segnale: include dei fattori correttivi moltiplicativi
temperatura, pressione, umidità
condizioni di riferimento
T = 293.2 K
P0 = 101.3 kPa
umidità relativa = 50%
P
P
T 2.273
T 273.2 k 0
0PT,
effetto dell’umidità diversa dal 50%può essere trascurato per valori trail 20% e il 70%
effetto di polaritàva controllato l’effetto sulla camera dell’utilizzo di potenziali di polarizzazione di polarità opposte
rapporto % tra i segnali a polarizzazione invertita
(< 0.5%)
M2
M M k -
pol
ricombinazione ionica
ricombinazione inizialericombinazione generale
• singola traccia• indipendente dal dose rate
• tracce distinte• dipende dal dose rate• importante per fasci pulsati
metodo delle 2 tensioni3 V / V 21
30V V2
2
2
12
2
110s M
M a
M
M a a k
protocollo IAEA
ridurre incertezza nella determinazionedella dose assorbita in acqua: i fattoridi conversione non tengono conto delledifferenze individuali tra le camere
creazione di un sistemacoerente di standard primari
(fattore relativo alla attenuazionenelle pareti della cavità può
differire dello 0.7% tra diversistandard primari)
formalismo più semplice
00 QQ,Q w,D,QQw, k N M D
lettura del dosimetrocon i fattori correttivi
fattore di calibrazione in termini di dose assorbitain acqua, per un fascio di
qualità Q0
fattore di correzione per la differenzatra il fascio di riferimento di qualità Q0
e il fascio utilizzato
dose assorbita in acquanelle condizioni di
riferimento
misura della qualità di un fascio di fotoni
• camera: cilindrica o piatta• profondità di misura: 20 g cm-2, 10 g cm-2
• SCD = 100cm• campo a SCD = 10cm x 10cm
Tissue - Phantom Ratio:rapporto tra le dosi assorbite,
misurate alle profondità di misura; l’uso della ionizzazione è
altrettanto accurato
TPR20,10