In Vivo Dosimetry using Plastic Scintillation Detectors for External Beam Radiation Therapy

3.2.1 Detectors .......................................................................................29 
3.2.2 Experimental Setup ........................................................................30 
3.2.3 Dose Measurements ......................................................................32 
3.2.4 Spectrometry ..................................................................................33 
3.2.5 Detector Stabilization ....................................................................35 
3.3 Results ....................................................................................................35 
3.3.1 Dose Measurements ......................................................................35 
3.3.2 Spectrometry ..................................................................................37 
3.3.3 Detector Stabilization ....................................................................41 
3.4 Discussion ..............................................................................................45 
3.5 Conclusion ..............................................................................................50 
4. Internal In Vivo Dosimetry for Prostate Intensity Modulated Radiation
Therapy ................................................................................................................51 
4.1 Introduction ..............................................................................................52 
4.2 Methods and Materials .............................................................................54 
4.2.1 Detector Design .............................................................................54 
4.2.2 Protocol Design .............................................................................57 
4.2.3 Imaging Methodology ....................................................................61 
4.2.4 Data Acquisition ............................................................................62 
4.2.5 Data Analysis ................................................................................63 
4.3 Results ......................................................................................................64 
viii 

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4.3.1 Imaging Methodology ....................................................................64 
4.3.2 In Vivo Results ...............................................................................64 
4.4 Discussion ................................................................................................69 
4.5 Conclusion ...............................................................................................76 
5. Passively Scattered Proton Beam Entrance Dosimetry with Plastic Scintillation 
Detectors ........................................................................................................77 
5.1 Introduction ..............................................................................................78 
5.2 Methods and Materials .............................................................................80 
5.2.1 Detectors .......................................................................................80 
5.2.2 Setup ..............................................................................................82 
5.2.3 Ionization Quenching Characterization ........................................83 
5.2.4 Cerenkov Light Removal ...............................................................84 
5.2.5 Accuracy and Precision of Relative Dose Measurements .............85 
5.3 Results ......................................................................................................86 
5.3.1 Response vs Range ........................................................................86 
5.3.2 Response vs SOBP Width ..............................................................88 
5.3.3 Cerenkov Light Contribution .........................................................88 
5.3.4 Profile Measurements ....................................................................91 
5.3.5 SNR ................................................................................................91 
5.4 Discussion ................................................................................................95 
5.5 Conclusion ...............................................................................................100 
6. Conclusion .............................................................................................................101 
6.1 Summary and Conclusions ......................................................................102 
ix 

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6.2 Future Directions .....................................................................................104 
Appendix ....................................................................................................................109 
A. Scintillator Energy Levels .........................................................................109 
B. The Chromatic Removal Technique .........................................................111 
Bibliography ..............................................................................................................116 
Vita .............................................................................................................................127 
x 

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