[PUBLICATION] Evaluation of a Scintillating Plastic Optical Fiber Device for Measuring kV-Cone Beam Computed Tomography Dose

Einleitung: Die Rechtfertigung von bildgebenden Verfahren wie der Cone Beam CT (CBCT) in der Strahlentherapie steht außer Zweifel. Die zusammengesetzte CBCT-Dosis wird jedoch selten berichtet oder optimiert, obwohl die kumulative CBCT-Dosis, die während der gesamten Behandlung wiederholt wird, bis zu 3 % der verschriebenen Dosis ausmachen kann. Ziel dieser Studie war es, die Leistung und den Nutzen eines neuen faseroptischen Szintillationsdosimeters aus Kunststoff für dosimetrische Qualitätssicherungsanwendungen (QS) bei der CBCT vor einer potenziellen Anwendung in der zusammengesetzten CBCT-Dosimetrie des Patienten zu bewerten.

Material und Methode: Das Dosimeter, das aus einer Kunststofffaser mit einem Durchmesser von 1 mm und einer Länge von 1 m besteht, wurde in-situ unter dem Behandlungstisch eines Linearbeschleunigers installiert und mit Fotodetektoren verbunden.

Abbildungen: Links: Schematische Darstellung der Bestandteile des Messgeräts und seiner Installation in der Verarbeitungseinheit. (A) Der Fuß der Couch des Beschleunigers. (B) Die Signalverarbeitungseinheit, die aus einer Batterie und einem Bluetooth-Sender besteht. (C) Die Glasfaser, die unter der Tischplatte befestigt wird. Die beiden gestrichelten Pfeile zeigen den Anfang und das Ende des empfindlichen Teils des Sensors an; Rechts: IVIcbct-System, installiert auf einer Varian TrueBeam-Prozessoreinheit in der Strahlentherapieabteilung des CHR Metz-Thionville.

Der Einfluss der Faser auf die Fluenz und die abgegebene Dosis wurde jeweils mit einem elektronischen Port-Imaging-Gerät (EPID) und einem Gafchromic® EBT3-Film bewertet. Das Vorhandensein von Artefakten wurde visuell auf kV-Bildern beurteilt. Die Leistung des Dosimeters wurde für verschiedene Aufnahmeparameter durch Vergleich mit den Werten der Ionisationskammer ermittelt.

Ergebnisse: Der maximale Einfluss der Faser auf die mit dem EPID gemessene Fluenz betrug -1,2 % für den Strahl ohne 6-MV-Flachheitsfilter. Die Faser veränderte jedoch das Dosisprofil des Films nicht, wenn es für alle getesteten Strahlen gemessen wurde. Die Faser war bei Energien ≥ 80 kV nicht sichtbar und war auf den CBCT-Bildern lediglich zu erkennen. Wenn die Bildrate pro Sekunde oder pro mA geändert wurde, betrug der maximale relative Unterschied zwischen den CTDIs des Geräts und der Ionisationskammer <5%. Die Änderung der Kollimation führte zu einer maximalen relativen Differenz von -7,2 % bei einer nicht signifikanten absoluten Dosisdifferenz (-0,3 mGy). Die Änderung der kV war mit einer maximalen relativen Differenz von -8,7 % verbunden, wie sie in der Literatur veröffentlicht wurde.

Schlussfolgerungen: Das Dosimeter kann ein vielversprechendes Gerät für die wiederkehrende Qualitätskontrolle bei der CBCT oder für die Dosisoptimierung sein. Andererseits lassen sich angesichts der Länge des Sensors (1 m) CBDI-Messungen viel einfacher und schneller durchführen als mit einer Standard-Bleistift-Ionisationskammer. Aufgrund dieser Ergebnisse sind weitere Entwicklungen im Gange, um die Lösung an die Messung zusammengesetzter CBCT-Dosen von Patienten anzupassen.

Unsere früheren Artikel über die Validierung des Systems für die Scannermodalität und über seine vollständige Charakterisierung finden Sie hier :

https://www.mdpi.com/1424-8220/23/5/2614
https://www.mdpi.com/1424-8220/22/1/90

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