研究目的
为验证能否利用追踪切伦科夫辐射的远程成像系统,在照射表面定量测量直线加速器(linac)的束流形状以进行质量审计(QA)。
研究成果
所提出的切伦科夫图像采集系统为远程确认辐射野尺寸提供了一种有效方法,其获取的信息与直线加速器灯光野或氟化镓胶片估算的射束尺寸相似。该方法的主要优势在于:通过固定安装摄像机,测试可完全在软件控制下进行并实现自动化图像分析,通过适当校准边界定义,有望简化常规质量保证流程;而该技术向固态距离处动态治疗小射束捕捉的自然延伸具有未来价值,例如验证具有复杂射束形状(如调强放疗)的射束计划,或用于等中心点的"星形射击"质量保证。
研究不足
在ABS模体和固体水模体上,光学图像的边界比胶片记录的辐射野边界更为模糊。这种模糊效应可能源自米色塑料板的散射。采用标准半高宽(FWHM)定义进行切伦科夫宽度测量时,其FWHM估算值超出容差范围,表明边缘的光学散射可能导致估算边缘宽度超出预期。
1:实验设计与方法选择:
切伦科夫相机记录了在固体丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料模体表面,针对一系列方形射野尺寸和6 MV光子束所输送的二维剂量图像。成像源到表面距离(SSD)为100 cm,并与相同射野尺寸(范围从5×5 cm2至20×20 cm2)的GaF胶片图像及直线加速器灯光野进行对比。每个射野在X和Y方向准直器上的线剖面均进行了比较。
2:样本选择与数据来源:
测量在两个治疗室中进行,使用了两种不同的医用直线加速器(Varian 2100CD,瓦里安医疗系统公司,美国加利福尼亚州帕洛阿尔托)。
3:实验设备与材料清单:
由DoseOptics LLC生产的两种不同相机系统,作为时间门控增强型CMOS相机的早期原型(C-Dose?,DoseOptics LLC,美国新罕布什尔州黎巴嫩)、固定焦距镜头(50 mm f/1.8,尼康公司,美国加利福尼亚州贝尔蒙特)、用于产生连续明亮非饱和信号的自制LED面板(Thorlabs,美国新泽西州牛顿)、方形米色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料板(40 cm×40 cm×1 cm)、GaF胶片(Ashland Advanced Materials,美国新泽西州布里奇沃特)、胶片扫描仪(Epson,美国加利福尼亚州长滩)。
4:8,尼康公司,美国加利福尼亚州贝尔蒙特)、用于产生连续明亮非饱和信号的自制LED面板(Thorlabs,美国新泽西州牛顿)、方形米色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料板(40 cm×40 cm×1 cm)、GaF胶片(Ashland Advanced Materials,美国新泽西州布里奇沃特)、胶片扫描仪(Epson,美国加利福尼亚州长滩)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:切伦科夫相机记录了方形射野的切伦科夫发射图像/视频帧及灯光野。测量在两台不同的Clinac2100机器上重复进行。完成了对射野宽度判读的阅片者间比较。
5:数据分析方法:
原始视频帧经过帧平均、平场/暗场校正和背景扣除等后处理。利用半高全宽(FWHM)和最大斜率剖面估计法确定切伦科夫信号或灯光野图像的边界。
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获取完整内容-
C-Dose?
DoseOptics, LLC
Time-gated intensified CMOS cameras for Cherenkov imaging
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50mm f/1.8
Nikon Inc.
Fixed focal length lens for image acquisition systems
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LED panel
Thorlabs
Custom LED panel for continuous bright non-saturating signal
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ABS plastic slab
40cm×40cm×1cm
Phantom for imaging both light field and Cherenkov emissions
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GaF films
Ashland Advanced Materials
Measure the 2D dose distribution of the surface at the phantom surface
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Film scanner
Epson
Digitize the GaF films
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