Current Research Topics
Dosimetrie schmaler Photonfelder
Als Vorarbeit im Hinblick auf die geplante Doktorarbeit “Dosimetrie schmaler Photonenfelder“ haben wir das
Konzept einer völlig neuen Parametrisierung von kleinen Photonenfeldern entwickelt. Es beruht auf der Messung
des Flächenintegrals der Dosis über die gesamte Fläche senkrecht zur Strahlrichtung durch eine großflächige
Ionisationskammer sowie auf der genauen Ermittlung des Dosisprofils durch einen neuartigen,
energieunabhängigen Radiochromfilm ( ZMP 16(2006), 217-227).
Bei der Dosimetrie schmaler Photonenfelder mit Seitenlängen der Größenordnung 10 mm stellen sich der
herkömmlichen Parametrisierung mit Hilfe der tiefenabhängigen Dosis auf dem Zentralstrahl und der relativen
Dosis-Querverteilung erhebliche Komplikationen in den Weg, insbesondere die Schwierigkeit, ausreichend kleine
Detektoren zu finden und sie genügend genau auf den Zentralstrahl zu justieren. Diese Hindernisse lassen sich
durch eine neuartige Parametrisierung der Dosisverteilung schmaler Photonenfelder vermeiden. Als Parameter
zur Kennzeichnung der absoluten Dosiswerte in der Ebene senkrecht zum Zentralstrahl empfiehlt sich das Dosis-
Flächen-Produkt DAP, das Flächenintegral der Dosis in dieser Ebene. Es kann mit einer flachen Parallelplatten-
Ionisationskammer mit großem Querschnitt des empfindlichen Volumens direkt gemessen werden, und die
laterale Justierung dieses großflächigen Detektors ist unkritisch. Das absolut gemessene DAP erlaubt eine
einfache Normierung der mit Radiochrom-Filmen gemessenen Dosis-Querverteilung.
Wir untersuchten die Fähigkeit einer großflächigen Parallelplatten-Kammer von PTW Freiburg (PTW TM 34070-
2,5) mit 81,6 mm Durchmesser des in Strahlrichtung 2 mm dicken empfindlichen Volumens zur Messung des
DAP schmaler Photonenbündel mit Seitenlängen bis zu 5 cm. Unter Verwendung einer homogenen Dosis-
Querverteilung in einem wasser-äquivalenten RW3-Phantom ließ sich die großflächige Ionisationskammer durch
Vergleich mit einer kalibrierten 0,3 cm³-Ionisationskammer zur Messung des DAP kalibrieren. Ein
feldgrößenabhängiger „modifizierter Outputfaktor“ wurde als Quotient aus dem DAP, gemessen in 5 cm
Phantomtiefe bei 100 cm SSD, und der Monitoranzeige definiert. Das relative axiale Profil des DAP als Funktion
der Dicke eines Vorabsorbers oder der Tiefe in einem Phantom erweist sich bei schmalen Photonenfeldern als
unabhängig von der Feldgröße und vom Fokusabstand. Diese universelle, nur vom Photonenspektrum des
Beschleunigers abhängige Funktion eignet sich als Datenbasis für die Bestrahlungsplanung, in Verbindung mit
dem energieabhängigen Gaußschen Faltungskern. Eine nützliche Eigenschaft des DAP ist auch seine direkte
Messbarkeit während der Patientenbestrahlung mit Hilfe der DAVID-Kammer, eines im Zubehörhalter
untergebrachten On-line-Monitors; hierdurch können Abweichungen der tatsächlichen von den gewählten Werten
des Outputfaktors und der Feldgröße unmittelbar erkannt werden
DAVID — a translucent multi-wire transmission ionization chamber for in vivo verification of IMRT and conformal irradiation techniques
Permanent in vivo verification of IMRT photon beam profiles by a radiation
detector with spatial resolution, positioned on the radiation entrance side
of the patient, has not been clinically available so far. In this paper we
present the DAVID system, which is able to perform this quality assurance
measurement while the patient is treated. The DAVID system is a flat, multiwire
transmission-type ionization chamber, placed in the accessory holder
of the linear accelerator and constructed from translucent materials in order
not to interfere with the light field. Each detection wire of the chamber is
positioned exactly in the projection line of a MLC leaf pair, and the signal of
each wire is proportional to the line integral of the ionization density along
this wire. Thereby, each measurement channel essentially presents the line
integral of the ionization density over the opening width of the associated leaf
pair. The sum of all wire signals is a measure of the dose-area product of
the transmitted photon beam and of the total radiant energy administered to
the patient. After the dosimetric verification of an IMRT plan, the values
measured by the DAVID system are stored as reference values. During
daily treatment the signals are re-measured and compared to the reference
values. A warning is output if there is a deviation beyond a threshold. The
error detection capability is a leaf position error of less than 1 mm for an
isocentric 1 cm × 1 cm field, and of 1 mm for an isocentric 20 cm × 20 cm
field.
Characterization of the radiation quality of 60-Co therapy units by the fraction of air kerma attributable to scattered photons
A new parameter for characterizing the emitted photon
spectra of 60-Co radiotherapy units is developed. It is intended to propose this parameter
for the revised DIN standard 6809-1. In the previous DIN regulation, it had
been sufficient to state the nature of the radioactive material within the source.
However, scatter processes within the radioactive material as well as the source
housing and the collimator system influence the shape of the photon spectrum,
with a noticeable contribution in the low-energy portion. The fraction of the
air kerma for a given distance from the source, position and beam size in air
comprising all contributions by scattered photons up to an upper energy limit for
the emitted spectrum from 60Co decay, will be proposed as a typical parameter.
The new quantity, which is termed the ‘fraction of air kerma attributable to
scattered photons’, PEScatter, has been calculated for E=1.17MeVand compared
for four different Monte Carlo-simulated spectra of used 60-Co devices. Not
included in this new formalism is the air kerma contribution by scattered
photons in between the two lines of the 60-Co spectrum. A simple measurement
procedure based on the signal ratio of two Farmer chamber detectors with
different wall materials is discussed and its feasibility shown.
Eine Methode zur Raumluftüberwachung in Radiojod-Therapiestationen mit Hilfe von passiven Aktivkohlefiltern
Das in der Therapie von Patienten mit Schilddrüsenerkrankungen eingesetzte Radiojod (I-131) stellt eine potentielle Bedrohung für das auf der Station arbeitende Personal da. Direkte Strahlung wird durch Personendosimeter erfasst; jedoch besteht die Möglichkeit, dass inkorporiertes Radiojod eine nicht unerhebliche Dosis verursachen kann. Ergänzend zu den wöchentlichen Routinemessungen des Personals am Uptake-Messplatz haben wir deshalb die Möglichkeiten einer effektiven und preiswerten Überwachung der Konzentration von Radiojod in der Luft der Therapiestation (Raumluftüberwachung) und des damit verbundenen Inkorporationsrisikos untersucht.
|
