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  5. Investigating Slit-Collimator-Produced Carbon Ion Minibeams with High-Resolution CMOS Sensors
 
  • Details
2023
Zweitveröffentlichung
Artikel
Verlagsversion

Investigating Slit-Collimator-Produced Carbon Ion Minibeams with High-Resolution CMOS Sensors

File(s)
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Hauptpublikation
instruments-07-00018.pdf
CC BY 4.0 International
Format: Adobe PDF
Size: 3.77 MB
TUDa URI
tuda/10770
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-242517
DOI
10.26083/tuprints-00024251
Autor:innen
Volz, Lennart
Reidel, Claire-Anne
Durante, Marco ORCID 0000-0002-4615-553X
Prezado, Yolanda
Schuy, Christoph
Weber, Uli
Graeff, Christian ORCID 0000-0002-5296-7649
Kurzbeschreibung (Abstract)

Particle minibeam therapy has demonstrated the potential for better healthy tissue sparing due to spatial fractionation of the delivered dose. Especially for heavy ions, the spatial fractionation could enhance the already favorable differential biological effectiveness at the target and the entrance region. Moreover, spatial fractionation could even be a viable option for bringing ions heavier than carbon back into patient application. To understand the effect of minibeam therapy, however, requires careful conduction of pre-clinical experiments, for which precise knowledge of the minibeam characteristics is crucial. This work introduces the use of high-spatial-resolution CMOS sensors to characterize collimator-produced carbon ion minibeams in terms of lateral fluence distribution, secondary fragments, track-averaged linear energy transfer distribution, and collimator alignment. Additional simulations were performed to further analyze the parameter space of the carbon ion minibeams in terms of beam characteristics, collimator positioning, and collimator manufacturing accuracy. Finally, a new concept for reducing the neutron dose to the patient by means of an additional neutron shield added to the collimator setup is proposed and validated in simulation. The carbon ion minibeam collimator characterized in this work is used in ongoing pre-clinical experiments on heavy ion minibeam therapy at the GSI.

Freie Schlagworte

carbon ions

minibeams

CMOS sensors

particle therapy

minibeam collimator

neutron shield

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Technik der Strahlentherapie
05 Fachbereich Physik > Institut für Physik Kondensierter Materie (IPKM)
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Instruments
Jahrgang der Zeitschrift
7
Heftnummer der Zeitschrift
2
ISSN
2410-390X
Verlag
MDPI
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2023
Verlags-DOI
10.3390/instruments7020018
PPN
512161224
Zusätzliche Infomationen
This article belongs to the Special Issue Medical Applications of Particle Physics

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