Large-Area Plasma Panel Detectors for Particle Beam Radiation Therapy
用于粒子束放射治疗的大面积等离子体面板探测器
基本信息
- 批准号:8648242
- 负责人:
- 金额:$ 15万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2014
- 资助国家:美国
- 起止时间:2014-07-07 至 2015-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AreaCellsCeramicsChargeClinicalDataDetectionDevelopmentDevicesDiagnosticDiagnostic radiologic examinationDimensionsEducational workshopElectrodesEnvironmentFundingFutureGasesGlassGoalsImageIonsJointsMechanicsMetalsMethodsMonitorMonte Carlo MethodNoble GasesNuclear PhysicsPerformancePhasePhysicsPlasmaPropertyProtonsRadiationRadiation therapyRefractoryReportingResearchResolutionSmall Business Innovation Research GrantSolutionsSystemTechnologyTestingTherapeuticThickVariantattenuationbasecostdesigndetectordigitalfootinnovationnovelparticleparticle beamprogramsprototypepublic health relevanceresearch and developmentscale upsealsensorsimulationtreatment program
项目摘要
Abstract
A joint DOE-NCI workshop on ion beam therapy (January 2013, Bethesda, MD) has identified
an ambitious set of technological developments needed to support a world-class treatment
program for ion beam therapy. One important requirement is the ability to provide detectors that
afford single-particle registration at high data rates with high degree of uniformity and minimal
interference with the particle beam. This would allow performing proton or ion CT prior to
treatment and 2D proton, ion radiography during treatment for integrated range verification, and
beam diagnostics that have minimal interference with the primary beam. The final workshop
report stated "A better method of determining the stopping power, be it through proton CT or
other means, would greatly increase the accuracy of the treatment, particularly when 1 mm
range precision is desired. This is an important area for further R&D.
We propose to develop a novel detector type, the plasma panel sensor (PPS), for proton and
ion particle detection and imaging. The PPS is an inherently digital, high gain, novel variant of
micropattern gas detectors inspired by many operational and fabrication principles common to
plasma display panels. The PPS is comprised of a dense array of small, plasma discharge, gas
cells within a hermetically sealed glass panel, and is assembled from non-reactive, intrinsically
radiation-hard materials such as glass substrates, metal electrodes and mostly inert gas
mixtures.
Our approach is to perform the following specific aims for this Phase I SBIR proposal:
Specific Aim 1: Test the feasibility and mechanical stability of a thin-glass PPS embedded in an
external envelope by building a small prototype.
Specific Aim 2: Define specifications for imaging with and monitoring of charged particle beams
based on clinical needs.
Specific Aim 3: Evaluate potential system performance with GEANT4 Monte Carlo simulations.
Specific Aim 4: Develop design of a significantly higher resolution, larger area, thinner
substrate Phase-II device based on the results achieved under Specific Aims 1-3
抽象的
关于离子光束疗法的DOE-NCI联合研讨会(2013年1月,马里兰州贝塞斯达)已确定
支持世界一流的治疗所需的一套雄心勃勃的技术发展
离子束治疗程序。一个重要的要求是提供探测器的能力
以高度均匀性和最小的高度数据速率提供单粒子注册
干扰粒子梁。这将允许在之前执行质子或离子CT
治疗和2D质子,在综合范围验证的处理过程中的离子X线照相以及
对主要梁的干扰最小的束诊断。最后的研讨会
报告说:“确定停止功率的更好方法,无论是通过质子CT还是
其他手段将大大提高治疗的准确性,尤其是当1毫米时
需要范围精度。这是进一步研发的重要领域。
我们建议开发一种新型的检测器类型,即等离子体面板传感器(PPS),用于质子和
离子颗粒检测和成像。 PPS是一种固有的数字,高收益,新颖的变体
Micropattern气体探测器,灵感来自许多经营和制造原理
等离子体显示面板。 PPS由密集的小等离子体排放,气体组成
密封玻璃面板内的单元格中,并从非反应性,本质上组装
辐射硬质材料,例如玻璃基板,金属电极和大部分惰性气体
混合物。
我们的方法是针对此阶段I SBIR提案执行以下具体目标:
特定目标1:测试嵌入在一个薄玻璃PP的可行性和机械稳定性
外部信封通过构建小型原型。
特定目标2:定义与带电粒子梁的成像和监视的规格
基于临床需求。
特定目的3:通过Geant4 Monte Carlo模拟评估潜在的系统性能。
特定目标4:开发明显更高分辨率,更大面积,较薄的设计
基于特定目的的结果1-3,底物相-II设备
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
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