用于实时FLASH放射治疗的闪烁体束监测器
摘要：FLASH放疗是一种潜在的新型癌症放疗技术，整个疗程可在约0.1秒内完成，剂量比传统放疗高出约1000倍。为了能够安全进行临床试验，需要精确而快速的束流监测，能够生成超出允许范围的束流中断信号。基于两种新型专利闪烁体材料（一种有机聚合物材料和一种无机混合材料），正在开发FLASH束流闪烁体监测器（FBSM）。FBSM具有大面积覆盖、重量轻、广泛动态范围内的线性响应、耐辐射性和符合国际电工委员会（IEC）快速结束束流的实时分析。本文介绍了设计概念和原型装置在辐射束流中的测试结果，包括重离子、微弱能量的质子（纳安培电流）、FLASH水平脉冲剂量电子束以及医院放射治疗诊所的电子束束流。结果包括图像质量、响应线性性、辐射硬度、空间分辨率和实时数据处理。聚合物闪烁体和混合闪烁体在累积剂量分别为9 kGy和20 kGy后信号未发现可测量的下降。在高FLASH比剂量下，混合闪烁体在连续曝光15分钟后，212 kGy的累积剂量下信号下降了0.02%\kGy。这些测试证明了FBSM对于束流电流、脉冲剂量和材料厚度的线性响应。与商业Gafchromic薄膜的比较表明，FBSM能够生成高分辨率的二维束流图像，并能生成几乎相同的束流轮廓，包括主要束流尾部。以每秒20k帧或每帧50微秒的速度进行的实时FPGA计算和分析，可以在小于1微秒的时间内完成束流位置、束流形状和束流剂量的分析。
作者：Daniel S. Levin, Claudio Ferretti, Nicholas Ristow, Monica Tecchio, Peter S. Friedman, Dale W. Litzenberg, Vladimir Bashkirov, Reinhard Schulte
论文ID：2305.15306
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2023-05-25