Для стандартной дозиметрии протонных пучков не должны использоваться пластиковые фантомы, т.к. необходимый поправочный коэффициент вода-пластик, hpl неизвестен. Информация об использовании пластиковых фантомов для относительной дозиметрии дана в разд. 10.6.3.

10.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ПУЧКА

10.3.1.Выбор показателя качества пучка

Впредыдущих рекомендациях дозиметрии протонных пучков [114–116] качество протонного пучка характеризовалось эффективной энергией, которая определялась, как энергия моноэнергетического пучка

протонов, имеющего пробег, равный остаточному пробегу Rres клинического пучка протонов (см. определение выше). Этот выбор был обусловлен

малой зависимостью от энергии отношения тормозных способностей водавоздух (см. рис. 21) и тем фактом, что эффективная энергия близка к максимальной энергии спектра протонов на опорной глубине (см. стандартные условия в табл. 29 и 30).

Внастоящих методических рекомендациях в качестве показателя

качества пучка выбран остаточный пробег, Rres. Он имеет то преимущество, что может быть измерен очень точно. Хотя этот выбор слегка

переоценивает значение отношения тормозных способностей в середине SOBP, этот эффект вряд ли превосходит 0,3 % [116, 117].

Остаточный пробег Rres (в г/см2) на измеряемой глубине z определяется следующим соотношением:

где z глубина, на которой производятся измерения, Rp – практический пробег (все выражено в г/см2 ), который по определению [116] является глубиной, на которой за пиком Брэгга или SOBP поглощенная доза уменьшается до 10% от ее значении в максимуме (см. рис.14 (b)). В отличие от других излучений, которым посвящены настоящие практические рекомендации, качество протонных пучков Q определяется через опорную глубину zref , выбираемую для измерений.

10.3.2. Измерение качества пучка

Остаточный пробег Rres может быть определен из результатов распределения дозы по глубине при соблюдении условий, приведенных в

153

табл. 29. Выбор плоскопараллельной камеры является предпочтительным для измерений дозовых распределений по глубине вдоль центральной оси. Дополнительная информация по вопросу измерений распределений доз по глубине дана в разд. 10.6.

10.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ В ВОДЕ

10.4.1. Стандартные условия

Стандартные условия для определения поглощенной дозы в воде в протонных пучках приведены в табл. 30.

10.4.2. 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 протонном пучке с качеством Q в отсутствие камеры определяется соотношением:

ТАБЛИЦА 29. СТАНДАРТНЫЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА ПРОТОННОГО ПУЧКА (Rres)

154

ТАБЛИЦА 30. СТАНДАРТНЫЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ В ВОДЕ В ПРОТОННЫХ ПУЧКАХ

aОпорная глубина может быть выбрана в районе плато на глубине 3 г/см2 для клинических применений моноэнергетических протонных пучков.

где MQ показания дозиметра, опорная точка камеры которого совмещена с zref в соответствии со стандартными условиями, изложенными в табл. 30. Показания скорректированы на влияющие величины давление и температуру, калибровку электрометра, эффект полярности напряжения и рекомбинацию ионов, как это описано в форме рабочей записи (см.

также раздел 4.4.3). ND,w,Qo – калибровочный коэффициент дозиметра для

опорного качества Q0 в единицах поглощенной дозы в воде и kQ,Qo поправочный коэффициент, который корректирует разницу между качеством опорного пучка Q0 и качеством используемого пучка Q.

155

10.5.ЗНАЧЕНИЯ kQ,Qo

Видеальных случаях значения kQ,Qo могли бы быть определены непосредственно измерениями поглощенной дозы при качествах излучения

Q и Q0, (см. уравн. 3), с помощью ионизационных камер пользователя, используемых для протонной дозиметрии. Однако в настоящее время

отсутствует первичный эталон единицы поглощенной дозы в воде для

протонных пучков. Поэтому все величины kQ,Qo, приведенные в настоящих

практических рекомендациях для протонных пучков, основаны на гамма-

излучении 60Со, как опорном излучении Q0. Обозначение kQ показывает исключительное использование излучения 60Со как опорного качества.

Значения для kQ, были рассчитаны, используя соотношение (4). Значения физических параметров в этом соотношении обсуждаются в

прил. II. На рис. 15 показаны расчетные значения kQ в зависимости от показателя качества Rres для некоторых общеупотребительных типов цилиндрических и плоскопараллельных камер. В табл. 31 приведены

расчетные значения kQ как функция Rres для цилиндрических и плоскопараллельных ионизационных камер. Значения kQ для не табулированных качеств пучка протонов могут быть получены интерполяцией табулиро-

ванных данных.

10.6.ИЗМЕРЕНИЯ В НЕСТАНДАРТНЫХ УСЛОВИЯХ

Вклинической дозиметрии требуются измерения центральноосевых процентных распределений доз по глубине, поперечных профилей пучков, коэффициентов выхода и т. п.Такие измерения могут выполняться для различных комбинаций энергий, размеров полей, РИП, используемых для лечения. При выборе ионизационных камер и фантомов в таких измерениях следует пользоваться рекомендациями, изложенными в разделе 10.2.

10.6.1. Распределение дозы вдоль центральной оси по глубине

Для измерений распределений доз по глубине рекомендуется использовать плоскопараллельные камеры. Измеренное распределение ионизации по глубине должно быть пересчитано в распределение доз по глубине, т.к. отношение тормозных способностей sw,air зависит от глубины,

особенно в области низких энергий. Это достигается умножением ионизационного тока или заряда на каждой глубине z на отношение тормозных способностей sw,air и коэффициент возмущения для этой

156

глубины. Значения sw,air как функция Rres могут быть рассчитаны по соотношению (73) прил. II. Коэффициент возмущения предполагается равным

единице (см. прил. II). Влияние рекомбинации ионов и эффекта полярности напряжения на распределение ионизации по глубине должны быть исследованы и приняты во внимание, если они изменяются с глубиной.

Если размер поля, в котором проводятся измерения, меньше чем двойной диаметр полости плоскопараллельной камеры, может быть рекомендован детектор с лучшим пространственным разрешением

(например, миниатюрная камера, диод или алмазный детектор). Результирующее распределение должно быть также пересчитано, используя соответствую-щие отношения тормозных способностей (т.е. вода

157

- воздух, вода - кремний, вода - графит). Для этого необходимые значения тормозных способностей можно найти в [118]. Возможность использования таких детекторов для измерений распределений доз по глубине должна быть проверена сравнением с плоскопараллельной камерой в поле большего размера.

Для клинических протонных сканирующих пучков времена измерений должны иметь продолжительность большую, чем цикл сканирования поля, чтобы получить воспроизводимые результаты.

10.6.2. Коэффициенты радиационного выхода

Коэффициент радиационного выхода может быть определен как отношение откорректированных показаний дозиметра на опорной глубине zref, полученных в ряде нестандартных условиях, к измеренным в стандартных условиях (стандартные условия приведены в табл. 30). Для данного протонного пучка коэффициенты выхода должны быть измерены для всех нестандартных размеров полей и РИП, используемых для лечения пациентов.

10.6.3.Использование пластиковых фантомов для относительной дозиметрии

Использование пластиковых фантомов настоятельно не рекомендуется, поскольку их применение может привести к расхождениям в определении поглощенных доз. Пластиковые фантомы не должны использоваться для стандартной дозиметрии, поскольку необходимые поправочные коэффициенты, hpl неизвестны. Однако, когда точная установка камер в воде невозможна, или отсутствуют водонепроницаемые камеры, их применение разрешается для измерений распределений доз по глубине для протонных пучков низких энергий (приблизительно ниже 100 МэВ). В этом случае показания дозиметра на каждой глубине пластикого фантома должно быть сделано масштабирование, используя масштабный коэффициент hpl. Можно предположить, что hpl будет постоянной величиной, равной единице, для всех глубин.

Критерии, определяющие выбор материала пластика, обсуждались в разделе 4.2.3. Плотность пластика, ρpl , должна быть измерена для каждой используемой партии, а не взято номинальное значение для пластика этого типа. Каждая измеренная глубина в пластике zpl (выраженная в г/см2)

должна быть пересчитана, чтобы получить глубину в воде zвод:

161