Hochdosis‐pro‐Impuls Elektronenstrahl Dosimetrie: Inbetriebnahme des Oriatron eRT6 Prototyp Linearbeschleunigers für präklinische Anwendung

ZIEL: Der Oriatron eRT6 ist ein experimenteller Hochdosis-pro-Impuls Linearbeschleuniger (Linac), der entwickelt wurde, um einen Elektronenstrahl mit variablen Dosisraten zu liefern, die von einigen Gy/min bis zu hunderten von Gy/s reichen. Er wurde gebaut, um die radiobiologischen Effekte der Hochdosis-pro-Impuls/Dosisrate Elektronenstrahlbestrahlung im Kontext von präklinischen und kognitiven Studien zu untersuchen. In dieser Arbeit berichten wir über die Inbetriebnahme und Strahlüberwachung des Oriatron eRT6 Prototyp Linac. MATERIALIEN UND METHODEN: Der Strahl wurde in verschiedenen Schritten charakterisiert. Die Stabilität des Outputs wurde untersucht, indem wiederholte Messungen über einen Zeitraum von 20 Monaten durchgeführt wurden. Die relativen Outputvariationen, die durch Veränderungen der Strahlparameter wie die temporale Elektronimpulsbreite, die Impulswiederholfrequenz und die Impulsamplitude verursacht wurden, wurden ebenfalls analysiert. Schließlich wurden Tiefendosiskurven und Feldgrößen für zwei verschiedene Strahlkonfigurationen gemessen, was zu einem Strahl mit einer konventionellen Strahlentherapiedosisrate und einem mit einer viel höheren Dosisrate führte. Die Messungen wurden mit Gafchromic EBT3 Filmen und mit einer PTW Advanced Markus Ionisationskammer durchgeführt. Darüber hinaus entwickelten wir ein Strahlstromüberwachungssystem, das auf den Signalen eines Induktions-Torus basiert, der am Strahl-Austritt des Wellenleiters positioniert ist, und von einem Graphitstrahl-Kollimator. ERGEBNISSE: Die Stabilität des Outputs über wiederholte Messungen hinweg war gut, mit einer Standardabweichung von weniger als 1 %. Dennoch wurden nicht unerhebliche tägliche Variationen der Strahlleistung beobachtet. Diese Outputvariationen zeigten unterschiedliche Trends, die von der Dosisrate abhingen. Die Analyse der relativen Outputvariation als Funktion verschiedener Strahlparameter zeigte, dass die Dosisrate in einer gegebenen Konfiguration zuverlässig über drei Größenordnungen variiert werden konnte. Interdependenzeffekte auf die Outputvariation zwischen den Parametern wurden ebenfalls beobachtet. Die Strahlenenergie und die Feldgröße erwiesen sich als leicht dosisratenabhängig und geeignet hauptsächlich für die Bestrahlung kleiner Tiere. Das Strahlüberwachungssystem war in der Lage, auf reproduzierbare Weise die gesamte Ladung der Elektronen zu messen, die die Maschine verlassen, solange die Elektronimpulsamplitude über einem bestimmten Schwellenwert bleibt. Darüber hinaus konnten wir die mit dem Überwachungssystem gemessene Ladung mit der absorbierten Dosis in einem Solid-Wasser-Phantom in Verbindung bringen. FAZIT: Der Oriatron eRT6 wurde erfolgreich für die präklinische Anwendung in Betrieb genommen und befindet sich derzeit im vollen Betrieb, wobei Studien zu den radiobiologischen Effekten der Hochdosis-pro-Impuls-Bestrahlung durchgeführt werden.