test di una camera a ionizzazione a pixel per fasci di fotoni imrt e ioni carbonio s. amerio 1, a....

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

A. Boriano LXXXVIII Congresso Nazionale Società Italiana di Fisica Alghero, 28/09/2002

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


3

Schema del rivelatoreSchema del rivelatore


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


5

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


6

Contorno del targetDeposito di

energia

Voxel

Irraggiamento raster scanIrraggiamento raster scan


7

Precisione nella ricostruzione del

baricentro

Precisione nella ricostruzione del

baricentro

<0.13mm <0.08mm

Verticale Orizzontale


8

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


9

mm

Profilo lateraleProfilo laterale

Riferimento per la misura

Camera Farmer in fantoccio in

plasticain un campo 10x10


10

Camera Farmer e fantoccio in

plastica


Curva dose-profonditàCurva dose-profondità


11

Output factor (definizione)Output factor (definizione)

OF=OF=carica (campoX)carica (campoX)

carica (campo10x10)carica (campo10x10)


12

Output factor (misura)Output factor (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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