Fasci di elettroni ad alto rateo di dose, sono stati di recente introdotti in campo radioterapico dall’impiego dell’acceleratore lineare NOVAC7 appositamente sviluppato per la tecnica di radioterapia intraoperatoria IORT. A differenza dei fasci di elettroni ‘convenzionali’, per i quali i valori di dose per impulso sono compresi tra 0,01 cGy/imp e 0,04 cGy/imp, i fasci prodotti dall’A.L. NOVAC7, presentano valori di dose per impulso compresi tra 2 cGy/imp e 7 cGy/imp.

Nello studio svolto in questo lavoro di tesi, le lastre GafChromic MD-55-2 sono state individuate come dosimetro di riferimento per la loro elevata risoluzione spaziale e per la buona indipendenza della risposta dall’energia. Una verifica dell’indipendenza della densità ottica (OD) dal rateo di dose si è ottenuta mediante un interconfronto dosimetrico con dosimetri assoluti chimici Fricke, per i quali l’indipendenza della risposta dal valore di dose per impulso è stata dimostrata sperimentalmente fino a valori di 10 Gy/imp [6].

Misure dosimetriche in acqua, in punti di riferimento, relative ai tre fasci circolari di elettroni dell’A.L. NOVAC7 con energia = 5,8 MeV ma con diversa configurazione (diametro collimatore 6 e 8 cm con DSS = 80 cm e diametro collimatore 10 cm con DSS = 100 cm), sono state eseguite con lastre MD-55-2. Per i tre fasci dell’A.L. NOVAC7 qui esaminati, i valori di dose per impulso, D_w^GAF, alla profondità di riferimento, coincidente con la profondità di build-up, sono risultati pari a 3,03 cGy/imp per il fascio di diametro 10 cm, 5,30 cGy/imp per il fascio di diametro 8 cm e 6,20 cGy/imp per il fascio di diametro 6 cm. L’incertezza dosimetrica associata all’uso dei film radiocromici è stata valutata pari a 2,7% (1s).

La dosimetria di fasci pulsati NOVAC7 è stata eseguita con tre camere a ionizzazione piatte (Markus, NACP-02 e Roos), ed è risultata sovrastimata a causa dell’inadeguatezza dei metodi pratici per la determinazione dell’efficienza di raccolta, f. Infatti, la determinazione del fattore di ricombinazione ionica , k_sat , secondo il ‘metodo delle due tensioni (TV)’, sviluppato da Weinhous e Meli [4] sulla base del lavoro di Boag [2] e raccomandato dai protocolli di dosimetria nazionali ed internazionali, fornisce una sovrastima di detto fattore fino al 20% . Inoltre, l’effetto di polarità è, per i valori di dose per impulso dei fasci NOVAC7, risultato più basso dell’ 1% solo per le camere Roos e NACP-02 mentre per la camera Markus ha raggiunto l’ 8% . E’ importante ricordare che l’effetto di polarità può incrementarsi durante il tempo di vita media di una camera a ionizzazione [18] e ciò comporta la necessità di controlli periodici di tale effetto.

E’ stata inoltre verificata l’esistenza di una tensione di soglia V₀ per le tre camere a ionizzazione piatte tale per cui, per valori di polarizzazione maggiori di V₀ , il modello di Boag [2] risulta inadeguato per la valutazione del fattore di ricombinazione ionica k_sat per bassi ratei di dose. I risultati hanno confermato che tali valori di V₀ sono adeguati anche per alti ratei di dose.

Inoltre è stato verificato che la sovrastima del fattore di ricombinazione ionica è dovuto all’elevata frazione di elettroni liberi, p , che, non legandosi alle molecole di ossigeno, non contribuisce alla ricombinazione ionica. I valori di detta frazione , p(V₀) , valutata alla tensione di soglia V₀ sono risultati compresi tra 10% e 20% , per le camere piatte prese in esame.

I fattori di ricombinazione ionica k_sat(V₀) per le tre camere sono stati determinati empiricamente [20] dai rapporti tra la dose in acqua per impulso (misurata mediante film radiocromici MD-55-2), D_W^GAF, e la dose in acqua per impulso non corretta per la ricombinazione, d_W(V₀). L’incertezza associata al valore k_sat così ottenuto è stata valutata pari a 3.5%.

In conclusione va sottolineato che la procedura di taratura di fasci di radiazioni ionizzanti con le lastre radiocromiche richiede tempi non trascurabili, spesso incompatibili con le esigenze dei controlli di qualità periodici necessari presso un centro radioterapico, quindi l’impiego di una camera a ionizzazione piatta, si presta ad essere di particolare utilità pratica ed un suo corretto impiego prevede la determinazione accurata della sua efficienza di raccolta.