立体定向放射治疗小射野探测器研究进展

由于侧向带电粒子平衡的缺失、主光子源的遮挡,以及在小射野测量中可以选择的探测器有限,对现代放射治疗技术进行小野剂量学测定提出诸多挑战,这些挑战极大影响了剂量学的准确性。过量辐射事故表明对小野剂量学测定的适当方法了解不足。本综述介绍了目前适合在小野剂量学测量中应用的各类型探测器,包括微型电离室、半导体探测器、金刚石探测器、塑料闪烁体探测器、放射变色胶片、热释光探测器、放射光致发光玻璃探测器、光受激发光探测器、聚合物凝胶剂量计,为物理师在选择小野探测器时提供参考。

使用硅半导体探测器采集FFF小野光子束基础数据的扫描参数优选研究

目的探讨使用硅半导体探测器采集非均整模式小尺寸辐射野兆伏级光子束的百分深度剂量(Percentile Depth Dose,PDD)、射野离轴比(Field Off Axis Ratio,OAR)等基础数据的扫描参数优选问题。方法以蒙卡仿真结果为参考,使用PTW60016硅半导体探测器,采用均值±标准差、Gamma1D分析等方法,定量评价不同采样时间与采样步长对小野射线质及半影区宽度测量偏差的影响。结果不同测量参数组合条件下,四个典型小野(1cm×1cm^4cm×4cm)射线质的标准差均在0.005以内;采样时间的增加对PDD和OAR测量精度影响较小,采样步长的减小有利于提高OAR半影区和PDD建成区测量精度,对大深度处PDD测量精度的提高无意义;采样时间对半影区宽度影响较小(标准差均小于0.05mm),采样步长的增大导致半影区展宽。结论射线质对采样时间和步长不敏感;PDD测量精度对采样时间不敏感,4~50mm区域与采样步长成负相关,51~300mm深度不敏感;OAR半影区宽度对采样时间不敏感,与采样步长正相关;综合测量精度和效率,本研究推荐PDD数据采用0.5s、0.5mm(50mm以内)和1mm(51~300mm),OAR数据0.5s、0.5mm作为PTW60016的小野基础数据扫描参数。

半导体探测器在伽玛刀检定中的应用

根据半导体探测器体积小、灵敏度高及无方向性等特点,研制一种用于测量伽玛刀焦点剂量率的半导体探测器,建立伽玛射线的半导体探测器测量模型,并给出半导体探测器模型的测量计算方法。实验结果表明:研制的半导体探测器适用于伽玛刀小射野下的焦点剂量率的测量和检定。

基于管内探测器的管道微小泄漏检测现场测试

负压波法等管道泄漏实时监测技术已在输油管道上广泛应用。这些管道泄漏监测系统的检测灵敏度约为管道流量的1%,难以检测管道微小泄漏特别是持续存在的针孔泄漏。为解决输油管道的微小泄漏检测问题,引进管内泄漏探测器,在呼包鄂成品油管道开展了现场应用和放油测试。现场测试结果验证了基于管内探测器的微小泄漏检测技术在输油管道应用的可行性,并为管内泄漏探测器的改进和现场应用提供了参考。

胶片剂量仪与半导体探测器在小野剂量数据测量中的比较分析

小照射野的建模数据对于调强放射治疗和立体放射治疗十分重要。在加速器使用6 MV光子束条件下,采用胶片与0.01 cm 3的半导体探头,在IBA Blue Phantom 2水箱与固体水中,测量0.6 cm×0.6 cm至10.0 cm×10.0 cm照射野的百分深度剂量(PDD)曲线、profile、点剂量等数据,并计算射野总散射因子S cp。测试结果表明:对于PDD曲线,不同的照射野情况下,半导体探头与胶片在建成区测得数据基本吻合,在水深2~10 cm测量结果存在微小偏差,当水深超过10 cm以后差距明显(达7%);对于profile曲线,不同照射野下,胶片与半导体探头测量数据无明显差异,但胶片具有更好的空间分辨率,体现在半影区剂量跌落更明显;半导体探头、胶片剂量仪测得的点剂量与计划系统计算相同深度的点剂量比较,差异明显(最大误差分别为-2.7%、12%)。分析得出:不同的测量探头,对小野物理数据测量的准确性可能存在很大差异;胶片剂量仪具有优越的空间分辨率,但是胶片的吸收剂量范围有限,具有能量和方向依赖性。

VARIAN 23ex小照射野剂量测量方法研究

目的对于调强放射治疗尤其是立体放射治疗,小照射野的建模数据尤其重要;VARIAN直线加速器23ex在数据建模是并未考虑到小照射野剂量学的问题,因此小射野放射治疗中缺少了数据支持。方法本研究通过测量加速器6MV条件下小照射野数据,并计算射野总散射因子Scp,并对结果进行处理分析。结果测量机器出束100MU半导体探头、胶片剂量仪测得的点剂量与尚未小野建模计划系统计算相同深度的点剂量比较,差异明显(最大误差分别为-2.7%、12%)。结论对于小照射野,测量电子平衡不能建立,不同的测量探头,对小野的物理数据测量的准确性可能存在很大差异。

三种探头测量加速器小野输出因子的数据分析

目的:分析3种探头在测量加速器小野输出因子数据的相对偏差,并基于现有文献资料对其进行修正。方法:选用3种探头Razor Chamber空气电离室(比利时),Razor Diode半导体探头(比利时),60019 micro Diamond宝石探头(德国),分别测量1 cm×1 cm,2 cm×2 cm,3 cm×3 cm,4 cm×4 cm,5 cm×5 cm,10 cm×10 cm射野的输出因子,并比较分析不同探头之间的测量相对偏差。结果:3种探头测量6 MV光子线的输出因子5 cm×5 cm、4 cm×4 cm、3 cm×3 cm、2 cm×2 cm和1 cm×1 cm相对最大差异分别为1.8%、2.2%、2.3%、2.3%和2.1%;10 MV光子线输出因子的相对最大偏差分别为1.1%、1.5%、1.5%、1.5%和2.1%;校正后相对最大偏差6 MV≤0.3%,10 MV≤0.5%。结论:3种探头因其自身材料和设计特性测量小野输出因子相对偏差较大,经校正因子修正后3种探头的测量数据获得了很好的一致性。

小视场红外探头光学系统理论分析与设计

为了提高地球模拟器张角标定中整体测试精度,本文从红外探头设计要求、红外光学系统光学设计等方面对地球模拟器张角标定的关键部件—小视场红外探头进行了深入分析,并设计出一种小视场红外探头用红外光学系统,有效解决了因视场太小造成的信噪比过低,而引起整体测试精度降低的难题,提高了张角标定的精度。

高灵敏度、小视场角炮口焰红外触发器的研究

传统红外辐射探测装置的调理电路由场效应管和高阻抗运放组成,探测灵敏度较低、输出不稳定且场效应管极易损坏,对红外辐射探测装置的可靠性带来负面影响,从而影响到弹药、武器系统的正常测试。本文采用运算放大器作为调理电路,使用带有瞄准具的小视场光学系统并整体设计红外辐射探测装置。采用差分信号输出,提高长距离传输脉冲信号能力,方便后续处理及直观观察,同时也有效提高了探测装置的灵敏度,抗干扰能力强、轻巧、适用于各种环境。

不同探测器测量射波刀输出因子比较分析

目的 比较分析5种不同探测器测量射波刀输出因子,以选择适合的探测器。方法分别使用电离室探测器PTW30013、PTW31010,半导体探测器PTW 60017、60018,宝石探测器PTW60019及EBT3胶片测量射波刀12个孔径准直器的输出因子。比较分析不同探测器及探测器放置方向测量的输出因子。结果 准直器孔径〉30 mm时5种探测器测量的输出因子差异〈1%,准直器孔径〈30 mm时不同探测器测量结果差异较大,准直器孔径越小差异越大。与胶片测量结果比较,PTW60019与胶片的一致性最好,偏差〈2%。半导体探测器测量结果稍高,电离室探测器测量结果过小。探测器放置方向不同,输出因子测量结果不同。PTW60019探测器平行射野中心轴放置时,测量的输出因子比垂直射野中心轴放置的结果偏低,PTW31010探测器测量结果相反。结论 准直器孔径〉30 mm时PTW31010、PTW60017、60018及PTW60019可直接用于射波刀输出因子测量,准直器孔径〈30 mm时需要对上述探测器的测量结果进行修正。PTW30013不适合小野输出因子测量。

基于蒙特卡洛方法对小野数据测量比较研究

目的 采用临床上常见的探测器对小野的相对剂量曲线进行测量并和蒙特卡洛方法模拟计算结果进行比较,得出比较准确的测量方法,并对误差较大的探测器进行修正。方法 采用探测器CC13、PFD、SFD联合蓝水箱的使用,对美国瓦立安公司的Trilogy直线加速器的6 MV X射线下的2 cm×2 cm,3 cm×3 cm,4 cm×4 cm的百分深度剂量曲线和平坦度对称性曲线进行数据采集,测量结果与当前的金标准即蒙特卡洛方法模拟计算的结果进行比较,得出适合小野相对剂量数据测量的方法,并给出误差较大的探测器的修正因子,为临床上提供参考数据。结果 SFD探测器与蒙卡模拟计算的结果最接近。CC13、PFD测量误差较大。CC13、PFD的测量结果中半影区内的修正因子最大可达到1.499,小的可以达到0.664。结论 SFD较CC13、PFD更适合小野相对数据的测量,CC13、PFD可以通过相应的修正为临床提供参考数据。

小野剂量学临床实践指南

小野剂量学是立体定向放射治疗、立体定向放射外科手术以及调强放疗等精确放疗技术中小照射野物理剂量精确性的理论基础。相比于常规射野,小野的应用增加了临床剂量的不确定度,而且剂量误差较常规射束大。为了确保小野剂量学和探测器标准化使用,在国家癌症中心/国家肿瘤质控中心的组织领导下,多家医疗单位共同参与,结合国内临床需求以及加速器特点等因素,建立了国内小野剂量学临床实践指南,内容主要涵盖了静态小野参考剂量和相对剂量的实践规程,使国内放疗单位能够安全可靠、快速准确地开展与小野相关的放射治疗技术。

NEUROCOMPUTATION OF VISUAL RELATIVE MOTION INFORMATION

In this paper the neurocomputation of figure-ground relative motion information in thevisual system of the fly have been investigated in great detail by a combination of quanti-tative behavioural experiments and computational model simulations. Only torque responsesabout the vertical axis of the tethered flying flies (Musca domestica) were determined inthe behavioural experiment. The main results of behavioural experiments are: (i) The dynam-ics of the torque responses depends not only on the phase relationship between figure andbackground motion but also on the oscillation frequency of the figure and ground. (ii) Inall the phase relations tested, the time courses are a characteristic fingerprint of the partic-ular phase relationship. (iii) The variation of the amplitude of the response peaks is an espe-cially sensitive indicator for the variability of figure--ground discrimination behaviour. The main results of computer simulations are: (i) The "computer fly", the networkmodel of both the SF-system