新型硅像素探测器能更精确测量质子束剂量

澳大利亚科研人员研制的被称为“剂量放大玻璃（dose magnifying glass）”的新型硅像素探测器能更精确的测量质子治疗中放射线剂量，且不会出现使用大型电离室探测器测量时出现的部分容积效应（部分容积效应：CT图像上各个像素的数值代表相应单位组织全体的平均CT值，它不能如实反映该单位内各种组织本身的CT值）。

剂量放大玻璃测试装置

随着医学影像技术的发展，能够通过影像学手段发现的靶目标越来越小，这就要求放射线束流直径小于1cm，束流传输精度更高。这一现象催生了对能够在量化照射野的同时，不产生部分容积效应的高空间分标率的剂量学工具的需求。

传统的用于测量小照射野治疗时束流特点的测量工具是高分辨率辐射变色膜。对于质子来说，这种变色膜对于质子线性能量传递的变化的反应各不相同；并且辐射变色膜很难用于质量验证流程，因为辐射变色膜需要后续处理，频繁进行功能监测，还会因为胶片和扫描仪之间的细小差别导致剂量分布图不连续。

为了解决这些问题，伍伦贡大学（ University of Wollongong）医学放射物理中心的科研人员正在研发一种用于小照射野治疗中的高效实时剂量学测量方法。其中一个研发成果就是剂量放大玻璃——一种硅像素探测器，既能提供高空间分辨率点剂量测量结果，又能实时测量束流特点。

此前已经有科研人员使用光子放射治疗、适形调强放射治疗和立体定向放射治疗技术对新研发的探测器进行了测试，但还没有测试过其是否能够用于质子治疗。不久前，Loma  Linda大学医学中心的医学物理师Andrew Wroe和他的同事对剂量放大玻璃在质子治疗中的应用进行了研究。他们使用该设备对水箱中质子束的剂量深度和远端剂量特点进行了测量和记录，并将结果与使用PTW质子专用剂量二极管测量结果、EBT3 Gafchromic胶片测量结果和Monte Carlo法计算出来的模拟数据进行了对比。

结果表明剂量放大玻璃和二极管、电离箱以及Monte Carlo法模拟计算出来的模拟测量结果相同，且剂量放大玻璃能够准确定位Bragg峰位置。此外，对5mm宽、127MeV的质子束的实时FWHM（脉冲半高宽）和FW90（脉冲90%最大宽度）的测量结果分别在0.1mm范围内。

“经过测试，剂量放大玻璃能够有效测量质子束流的剂量深度，且沿扩展Bragg峰区域的反应也非常稳定。”Wroe和他们的同事表示，“此外，构成剂量放大玻璃的线形排列的小型感受器单元能够提供精确、高空间分辨率的小照射野1维剂量测量结果，且不受容积效应的影响。”

完成这项研究后，研究人员开始改良剂量放大玻璃的设计，希望能够将这一设施与未来临床上应用的质子设备联合应用，比如，通过提高兼容性将剂量放大玻璃与数据采集系统连接起来等。（质子中国 编译整理）

信息来源：medicalphysicsweb