Frontiers in Physics (Feb 2024)
Preliminary study on the correlation between accelerated current and dose in water for an electron-based LINAC
- G. Franciosini,
- G. Franciosini,
- S. Muraro,
- A. De Gregorio,
- A. De Gregorio,
- M. De Simoni,
- M. De Simoni,
- M. Di Francesco,
- F. Di Martino,
- F. Di Martino,
- F. Di Martino,
- F. Di Martino,
- Y. Dong,
- G. Felici,
- F. Galante,
- J. Harold Pensavalle,
- J. Harold Pensavalle,
- J. Harold Pensavalle,
- M. Marafini,
- M. Marafini,
- I. Mattei,
- A. Muscato,
- M. Pacitti,
- V. Patera,
- V. Patera,
- A. Sarti,
- A. Sarti,
- A. Schiavi,
- A. Schiavi,
- M. Toppi,
- M. Toppi,
- G. Traini,
- A. Trigilio,
- A. Trigilio,
- G. Battistoni
Affiliations
- G. Franciosini
- Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l’Ingegneria, Sapienza Università di Roma, Roma, Italy
- G. Franciosini
- INFN Sezione di Roma I, Roma, Italy
- S. Muraro
- INFN Sezione di Milano, Milan, Italy
- A. De Gregorio
- INFN Sezione di Roma I, Roma, Italy
- A. De Gregorio
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Roma, Italy
- M. De Simoni
- INFN Sezione di Roma I, Roma, Italy
- M. De Simoni
- Istituto Superiore di Sanità, Centro Nazionale per la Protezione dalle Radiazioni e Fisica Computazionale, Roma, Italy
- M. Di Francesco
- S.I.T. Sordina IORT Technologies SpA, Aprilia, Italy
- F. Di Martino
- U.O. Fisica Sanitaria, Azienda Univeristaria Ospedaliera Pisana, Pisa, Italy
- F. Di Martino
- Centro Pisano Multidisciplinare sulla Ricerca e Implementazione Clinica della Flash Radiotherapy (CPFR), Pisa, Italy
- F. Di Martino
- Department of Physics, University of Pisa, Pisa, Italy
- F. Di Martino
- 0INFN Sezione di Pisa, Pisa, Italy
- Y. Dong
- INFN Sezione di Milano, Milan, Italy
- G. Felici
- S.I.T. Sordina IORT Technologies SpA, Aprilia, Italy
- F. Galante
- S.I.T. Sordina IORT Technologies SpA, Aprilia, Italy
- J. Harold Pensavalle
- S.I.T. Sordina IORT Technologies SpA, Aprilia, Italy
- J. Harold Pensavalle
- Centro Pisano Multidisciplinare sulla Ricerca e Implementazione Clinica della Flash Radiotherapy (CPFR), Pisa, Italy
- J. Harold Pensavalle
- Department of Physics, University of Pisa, Pisa, Italy
- M. Marafini
- INFN Sezione di Roma I, Roma, Italy
- M. Marafini
- 1Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche “E. Fermi”, Roma, Italy
- I. Mattei
- INFN Sezione di Milano, Milan, Italy
- A. Muscato
- 2Scuola Post-Laurea in Fisica Medica, Dipartimento di Scienze e Biotecnologie Medico-Chirurgiche, Sapienza Università di Roma, Roma, Italy
- M. Pacitti
- S.I.T. Sordina IORT Technologies SpA, Aprilia, Italy
- V. Patera
- Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l’Ingegneria, Sapienza Università di Roma, Roma, Italy
- V. Patera
- INFN Sezione di Roma I, Roma, Italy
- A. Sarti
- Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l’Ingegneria, Sapienza Università di Roma, Roma, Italy
- A. Sarti
- INFN Sezione di Roma I, Roma, Italy
- A. Schiavi
- Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l’Ingegneria, Sapienza Università di Roma, Roma, Italy
- A. Schiavi
- INFN Sezione di Roma I, Roma, Italy
- M. Toppi
- Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l’Ingegneria, Sapienza Università di Roma, Roma, Italy
- M. Toppi
- INFN Sezione di Roma I, Roma, Italy
- G. Traini
- INFN Sezione di Roma I, Roma, Italy
- A. Trigilio
- Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l’Ingegneria, Sapienza Università di Roma, Roma, Italy
- A. Trigilio
- 3INFN Sezione dei Laboratori di Frascati, Frascati, Italy
- G. Battistoni
- INFN Sezione di Milano, Milan, Italy
- DOI
- https://doi.org/10.3389/fphy.2024.1249393
- Journal volume & issue
-
Vol. 12
Abstract
Purpose: Intraoperative electron radiotherapy (IOeRT) is considered the first clinical translation of FLASH with electrons. A crucial aspect is represented by the precise dose monitoring and measurement; to this aim, we propose a method fully based on Monte Carlo (MC) simulation that uses as input the beam current measurement and the beam optics simulation. To validate this approach, we chose the NOVAC11 (produced by Sordina IORT Technologies SpA) accelerator, which provides a well-studied model.Methods: We used FLUKA and FRED MC software to simulate in detail the geometry of the NOVAC11 and the coupled applicator usually adopted in clinical practice to deliver the dose in the surgical bed. The simulation results of the longitudinal and off-axis profiles and dose per pulse obtained in a water phantom with different applicators are compared to the experimental data.Results: A very good agreement not only for the relative dosimetry in both the longitudinal and off-axis profiles, with a gamma index pass rate of 100% with 3%/3 mm acceptance criteria, but also for the absolute dosimetry was obtained.Conclusion: The results completely validate the MC description of the system and provide a reliable evaluation of the dose per pulse and output factor with an accuracy of the order of few % for different sets of applicator diameters and lengths.
Keywords
