esitellä omia kokemuksia PTW uudesta timantti-ilmaisimesta

Transkriptio

1 Timantti-ilmaisimen ilmaisimen käyttöön- ottotestaus HUS:ssa 2014 Agenda ja tavoite: esitellä omia kokemuksia PTW uudesta timantti-ilmaisimesta Antti Kulmala, Fyysikko HUS-sädehoito 10/06/2015 NEUVOTTELUPÄIVÄT /16

2 PTW microdiamond Type: TW60019 S/n: (STUK) Myyntipuhetta by PTW Lähes kudos-ekvivalentti Käyttöalue: 1 x 1 cm2 40 x 40 cm2 100 kev 25 MV Pieni koko tilavuus mm3 halkaisia = 2.2 mm ja paksuus = 1 µm Ei lämpötila riippuvuutta Stabiili vaste (Gy & Aika) 10/06/2015 2

3 Motivaatio: Annoslaskenta-algoritmien käyttöönottotietojen määritys alle 5 x 5 cm2 kentille on ollut käytössä ä olevilla mittalaitteilla haastavaa. Entuudestaan tutut ilmaisimet: SunNuclearin diodi, IBA:n IC15 ja PTW:n Pinpoint ionisaatiokammio. Miksi timantti voisi olla parempi? Teoriassa timantin mittatulos (varaus) on lähes suoraan verrannollinen ilmaisinpaikalla i i ik ll veteen absorboituvaan b annokseen ilmaisimen poissaollessa, koska ilmaisin on lähes vesiekvivalentti (vert. diodi) ja sen tilavuus on pieni (vert. IC15). Huom! aiemmat kokemukset vanhalla STUK:n timantilla ovat epämotivoivia. i i 10/06/2015 3

4 Testit: (1) Yleiset ominaisuudet: Ilmaisimen herkkyys. Vasteen lineaarisuus Dose Rate asetuksen funktiona, Annoksen funktiona ja Etäisyyden funktiona (2) Beam datan kannalta relevantit mittaustilanteet (relativistinen analyysi): Pisteannos mittaukset (Output factors) ja Annosprofiilit: syvyys ja aksiaalisuuntaan. 10/06/2015 4

5 Testiympäristö Varian IX kiihdytin (Linac3/HUS) 6 MV, 1.0X cgy/mu [SPD: 100 cm, FS: 10x10cm2, Dmax] Brainlabin kartiokeilakollimaattorit. Blue Phantom2/CCU fantomi Jos muuta ei mainita, testissä on käytetty kenttäkokoa ja geometriaa: FS: 15 x 15 cm2 SPD = 100 cm ja Peff = 50cm /06/2015 5

6 Tuloksia: Herkkyys Elektrometri = NE2570/1B CCU NE2571 IC15 PTW31006 Diode Diamond (OLD, 120V) Diamond (NEW, 0V) [nc/100mu] [nc/100mu] [nc/100mu] [nc/100mu] [nc/100mu] [nc/100mu] DR4 = 400 MU/min 20,5 3,5 0,4 54,3 320,8 1,0 10/06/2015 6

7 Tuloksia: Dose Rate -moodi Elektrometri = NE2570/1B CCU NE2571 IC15 PTW31006 Diode Diamond Diamond (OLD, 120V) (NEW, 0V) [nc/100mu] [nc/100mu] [nc/100mu] [nc/100mu] [nc/100mu] [nc/100mu] DR1 = 100 MU/min 20,80 3,52 0,42 54,73 374,13 1,01 DR6 = 600 MU/min 20, , ,42 54, , ,01 (DR1 - DR6) / (DR6) 1,4 % 1,5 % 1,9 % 0,5 % 27,5 % 0,8 % 10/06/2015 7

8 Tuloksia: Vaste annoksen funktiona 2,0 % tive Response e / MU Dev. in Relat 1,0 % IC15 Diamond (NEW) 0,0 % Monitor Unit [MU] FIG1: Ilmaisimen annosvasteen muutos [signal/mu] monitoriyksiköiden funktiona [MU]. Poikkeama esitetään suhteessa havaintoon tilanteessa 500 MU. 10/06/2015 8

9 Tuloksia: Vaste etäisyyden funktiona 2,00 Diamond (NEW) Diamond (OLD) IC15 Eclipse (AAA) 1,50 5,0 % 2,5 % [ ] rel. signal [ 1,00 0,0 % ,50-2,5 % Diamond (NEW) Diamond (OLD) 0,00 IC SPD [cm] -5,0 50% SPD [cm] c / meas [%] 1 - cal FIG2A: Ilmaisimen vaste SPD:n Funktiona. 110 cm. FIG2B: Ilmaisimen r2 korjattu vaste SPD:n funktiona. 110 cm. 10/06/2015 9

10 Tuloksia: Yhteenveto osasta 1 Tulos 1: Timantti-ilmaisin on epäherkkä. Oletettavasti tt ti annosprofiilin määritys (ilman referenssidetektoria) pienellä A-tyypin epävarmuudella muodostunee aikaa vieväksi prosessiksi. Tulos 2: Ilmaisimen vaste on esitettyjen havaintojen mukaan lineaarinen suhteessa sekä (A) annokseen että (B) annosnopeuteen. 10/06/

11 Tuloksia: Beam Data, OF 1,0 tion [ ] [ ] 1,2 rel. ionizat 0,8 Diam(NEW) IC15 PTW31006 Diam(OLD) re el. ionization Diam(NEW) IC15 PTW31006 Diam(OLD) 0,6 0,5 1,5 CC diameter [cm] 1,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 Field Size [cm2] FIG3A/B: Ilmaisimien suhteellinen signaali kartiokeilakollimaattorin halkaisijan (vas.) ja neliökenttäkoon (oik.) funktiona neljällä detektorilla. Tulokset normitettu 40 mm kartiokeilakollimaattorin tuloksella. 10/06/

12 Tuloksia: Syväsignaalikäyrät (timantti) Diam mond (New) Signal [%] 5,0 100,0 4,0 75,0 50,0 25,0 00 0, depth [mm] 05 cm2 10 cm2 15 cm2 30 cm2 15 [%] Diamon nd(new) - IC 3,0 2,0 10 1,0 0,0-1,0-2,0-3,0-4, ,0 depth [mm] 05 cm2 10 cm2 15 cm2 30 cm2 Mittaukset on toteutettu käyttäen referenssiilmaisinta. Timantti mittauksessa referenssidetektorina SunNuclearin referenssidiodi. FIG4A/B: Timantti-ilmaisimella mitatut profiilit (vas.), ja timantti-ilmaisimen tuloksen ja IC15 tuloksen erotusprofiilit (oik.). Profiilidata normitettu syvyydellä 3cm cm. 10/06/

13 Tuloksia: Syväsignaalikäyrät (vertailua) 5,0 5,0 4,0 4,0 3,0 3,0 NE2571 -IC1 15 [%] 2,0 10 1,0 0,0-1, Diodi -IC1 15 [%] 2,0 10 1,0 0,0-1, ,0-2,0-3,0-3,0-4,0-4,0-5,0 depth [mm] 05 cm2 10 cm2 15 cm2 30 cm2-5,0 depth [mm] 05 cm2 10 cm2 15 cm2 30 cm2 FIG5A/B: NE2571 ionisaatiokammion tuloksen ja IC15 tuloksen erotusprofiilit (vas.), ja diodi detektorin ja IC15 tuloksen erotusprofiilit (oik.). 10/06/

14 Tuloksia: Asymmetrisen kentän CR profiili 100,0 4,0 75,0 2,0 al [ ] sign 50,0 25,0 XXX - IC15 [ ] ,0-2,0 0, ,0 Crossline position [cm] Crossline position [cm] IC15 Diode Diamond (NEW) Diode Diamond (NEW) FIG6A/B: Vasemmalla IC15-, diodi- ja timantti-ilmaisimella tti il i i ll keskilinjassa kili syvyydellä 5 cm määritetty CR profiili. Oikealla tutkituilla detektoreilla tuotetun ja IC15 tuloksen erotus. Kenttäkoko on ollut X1 = 20.0 cm, X2 = 0.0 cm, Y1 = 10.0 cm, Y2 = cm. Profiilit on normitettu asemassa 10 cm. 10/06/

15 Tuloksia: Asymmetrisen kentän CR profiili 90,0 15,0 10,0 [ ] ] 5,0 signal 50,0 XXX - IC15 [ ] ,0-5,0-10,0 10, ,0 Crossline position [cm] Crossline position [cm] IC15 Diode Diamond (NEW) Diode Diamond (NEW) FIG7A/B: Sama tulos kuin kuvaajassa 6A/B. Paikka-akselille rajattu alue +/- 1 cm. 10/06/

16 Tuloksia: Yhteenveto osasta 2 Tulos 1: Timantti-ilmaisin näyttäisi olevan luotettava output factor mittauksissa kenttäkokovälillä: (1.5 x 1.5) cm2 (15.0 x 15.0) cm2. -> Ilmaisinta on käytetty pienten kenttien tuottotekijöiden määrittämiseen. Tulos 2: Timantti-ilmaisinilmaisin näyttäisi olevan uskottava jyrkän annosprofiilin ilmaisin. -> Ilmaisinta on käytetty KK <= 5 x 5 cm2 CR/IN profiilien määritykseen. Tulos 3: Ilmaisin vaikuttaa olevan parempi syväannoskäyrän mittaukseen kuin diodi. -> Ilmaisinta on käytetty KK = 1x1cm2PDD:n 1 arviointiin. 10/06/