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Test di una camera a ionizzazione a pixel per
fasci di fotoni IMRT e ioni carbonio
S. Amerio1, A. Boriano2 , F. Bourhaleb2,3 , R. Cirio2 , M. Donetti2,3, E. Garelli2,4 , S. Giordanengo2#, E. Madon5 , F. Marchetto2 , U. Nastasi1 ,
C. Peroni2 , C. J. Sanz Freire2, A. Sardo5, E. Trevisiol5
1 Ospedale S. Giovanni A. S., Torino 2 Università e INFN, Torino3 Fondazione TERA, Novara
4 A.S.P. , Torino5 O.I.R.M. S. Anna, Torino
Parzialmente finanziato da IBA, Ion Beam Application, Louvain la-Neuve, Belgio
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2
Camera a ionizzazione a facce piane paralleleAnodo segmentato in 1024 pixel quadratiDimensione dei pixel = 7.5*7.5 mm2
Area sensibile = 24*24 cm2
Gap di 3 mm tra anodo e catodoElettronica di front-end, attorno alla camera, per la conversione analogico-digitale
La camera a pixel
La camera a pixel
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Schema del rivelatoreSchema del rivelatore
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4
Posizionata vicino alla camera
Convertitore corrente-frequenza implementato in un chip VLSI
Ogni chip ha 64 canali, ciascuno dei quali converte la carica raccolta da un pixel in conteggio
Utilizzato industrialmente da IBA/Wellhofer/Scanditronix
Elettronica di letturaElettronica di lettura
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Caratterstiche del fascio
Irraggiamento di tipo raster-scan
C+6, dimensioni del fascio = 8.8 mm (FWHM)
Obiettivi
Risoluzione spaziale
Omogeneità della risposta
Acquisizione dati sincronizzata con il raster-scan
Test sistema monitor di fascio
Test al GSI (Darmstadt) ioni carbonio
Test al GSI (Darmstadt) ioni carbonio
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Contorno del targetDeposito di
energia
Voxel
Irraggiamento raster scanIrraggiamento raster scan
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7
Precisione nella ricostruzione del
baricentro
Precisione nella ricostruzione del
baricentro
<0.13mm <0.08mm
Verticale Orizzontale
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Caratterizzazione con fotoniCaratterizzazione con fotoni
Caratterstiche del fascio
Acceleratore lineare con energia di 6 MV
Gantry con collimatore multilamellare dinamico
Obiettivi
Confronto profili
Confronto dose rilasciata in funzione della profondità
Misura output factor
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9
mm
Profilo lateraleProfilo laterale
Riferimento per la misura
Camera Farmer in fantoccio in
plasticain un campo 10x10
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10
Camera Farmer e fantoccio in
plastica
Riferimento per la misura
Curva dose-profonditàCurva dose-profondità
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Output factor (definizione)Output factor (definizione)
OF=OF=carica (campoX)carica (campoX)
carica (campo10x10)carica (campo10x10)
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Output factor (misura)Output factor (misura)
Riferimento per la misura
Camera Farmer in fantoccio in
plastica
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Collimatore multilamellare
dinamico
Verifica del trattamento
Trattamento del carcinoma della mammella con archi isocentrici e
DMLC
Trattamento del carcinoma della mammella con archi isocentrici e
DMLC
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Confronto tra piano di trattamento e misura:
energia depositata
Confronto tra piano di trattamento e misura:
energia depositata1.01
0.00
0.50
32
0
5
10
15
20
25
320 5 10 15 20 25 30
c amera pixe l
1.00
0.00
0.50
32
0
5
10
15
20
25
320 5 10 15 20 25 30
piano xy E R G O
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Time: 0 secTime: 1 secTime: 2 secTime: 3 secTime: 4 secTime: 5 secTime: 6 secTime: 7 secTime: 8 secTime: 9 secTime: 10 secTime: 11 secTime: 12 secTime: 13 secTime: 14 sec
Il futuro:misura durante il
trattamento
Il futuro:misura durante il
trattamento
Dose rilasciata in funzione del
tempo
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Monitoraggio in tempo reale di fasci di adroni con raster scan (collaborazione con IBA)
Verifica di trattamenti con fotoni (DMLC)
Lavoro futuro (fotoni):
output factor con campi grandi
ottimizzazione chip VLSI per fotoni
utilizzo durante il trattamento
ConclusioneConclusione
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