| Zugriffsnummer | 25348 |
| Dokumenttyp | Zeitschriftenartikel |
| Sprache | Englisch |
| Titel | Mapping radiation quality inside photon-irradiated absorbers by means of a twin-chamber method |
| Übersetzungstitel | Räumliche Darstellung der Strahlungsqualität innerhalb photonenbestrahlter Körper mit Hilfe der Zwei-Kammer-Methode |
| Autor(in); Institution |
Chofor, Ndimofor; Carl von Ossietzky University Oldenburg, Working Group Medical Radiation Physics, Oldenburg, GERMANY
Harder, Dietrich; Georg-August-University Göttingen, Medical Physics and Biophysics, Göttingen, GERMANY, formerly
Looe, Hui Khee; Carl von Ossietzky University Oldenburg, Working Group Medical Radiation Physics, Oldenburg, GERMANY; Pius-Hospital, Clinic of Radiotherapy and Oncology, Oldenburg, GERMANY
Kapsch, Ralf-Peter; 6.2, Dosimetrie für Strahlentherapie und Röntgendiagnostik, PTB-Braunschweig
Kollhoff, Ralf; Pius-Hospital, Clinic of Radiotherapy and Oncology, Oldenburg, GERMANY
Willborn, Kay; Pius-Hospital, Clinic of Radiotherapy and Oncology, Oldenburg, GERMANY
Rühmann, Antje; Carl von Ossietzky University Oldenburg, Working Group Medical Radiation Physics, Oldenburg, GERMANY; Pius-Hospital, Clinic of Radiotherapy and Oncology, Oldenburg, GERMANY
Poppe, Björn; Carl von Ossietzky University Oldenburg, Working Group Medical Radiation Physics, Oldenburg, GERMANY; Pius-Hospital, Clinic of Radiotherapy and Oncology, Oldenburg, GERMANY
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| Quelle/Jahr | Zeitschrift für Medizinische Physik: 19 (2009), 4, 252 - 263 |
| ISSN | 0939-3889 |
| DOI | |
| Verlag | Amsterdam [u.a.]: Elsevier [u.a.] |
| Freie Schlagworte | Radiation quality ; scattered photons ; twin-chamber method ; signal ratio ; Strahlungsqualität ; Zwei-Kammer-Methode ; Dosimetrie ; Ionisationskammer ; Streustrahlung ; Signalverhältnis |
| Zusammenfassung | In photon-beam radiotherapy, the absorbed dose in an irradiated object contains a contribution by energy-degraded photons originating from Compton scatter processes at parts of the treatment head and within the absorber itself. These low-energy spectral components may lead to changes in the response of non-ideally water-equivalent radiation detectors, such as Si diodes and radiographic films, in the water/tissue dose conversion factors and in the relative biological effectiveness (RBE). As a simple means of accounting for these changes in spectral quality, the Monte Carlo calculated fraction of the kerma or absorbed dose contributed by scattered photons with energies not exceeding a certain cut-off value has previously been proposed as a useful parameter. In this paper, we present an equivalent experimental approach, providing a means for the spatial mapping of radiation quality. Its applicability will be demonstrated for the case of 60 and 6 MV photons. A twin-chamber combination of a Farmer type ionization chamber, equipped with a graphited PMMA outer electrode, and a chamber of the same design, but with an outer electrode made from copper, has been developed. The measured quantity is the signal ratio (SR) of the copper wall and graphited wall chambers. A correlation between the SR and the fraction of the air kerma respectively of the absorbed dose to water, contributed by photons with energies not exceeding 200 keV, has been established at a Theratron 780-C 60Co teletherapy unit and at a Siemens Primus 6 MV linear accelerator. We also describe a two-dimensional version of the twin-chamber method using the PTW 2D-Array 256. Typical trends of parameter SR with depth and off-axis distance in water-equivalent phantoms have been observed. Thereby, a simple experimental method for the space-resolved assessment of the dose fraction attributable to low-energy Compton scattered photons can be presented as an innovative instrument of describing radiation quality in radiotherapy. Wird ein Streukörper mit Photonen bestrahlt, so existieren neben der Dosis des Primärstrahls auch Dosis-Beiträge niederenergetischer Photonen, die durch Comptonstreuung im Strahlerkopf oder innerhalb des Streukörpers zustande kommen. Die niederenergetische Streustrahlung kann zu Änderungen des Ansprechvermögens von nicht-wasseräquivalenten Detektoren wie Si-Dioden und radiographischen Filmen, zur Änderung von Dosis-Konversionsfaktoren zwischen Wasser und Geweben und zur Änderung der Relativen Biologischen Wirksamkeit (RBW) führen. Um Änderungen der spektralen Qualität einfach darstellen zu können, wurde der mittels Monte-Carlo-Verfahren berechnete Kerma- bzw Dosisbeitrag der Streustrahlung bis zu einer oberen Energiegrenze als nützlicher Parameter vorgeschlagen. In dieser Arbeit stellen wir eine gleichwertige experimentelle Methode vor, mit der die räumliche Verteilung der Strahlungsqualität ermittelt werden kann. Ihre Anwendbarkeit bei 60Co und 6 MV-Photonenstrahlung wird beschrieben. Ein Paar von Ionisationskammern aus einer herkömmlichen Farmerkammer mit graphitierter PMMA-Außenelektrode und einer adaptierten Farmerkammer mit Kupferaußenelektrode wurde hierfür entwickelt. Die Messgröße ist das Signalverhältnis (SR) der beiden Ionisationskammern. Für ein Theratron 780-C 60CO-Gerät und einen Siemens Primus Linearbeschleuniger mit 6 MV Photonenenergie wurde eine Korrelation zwischen der SR und dem Luftkerma- bzw Wasserdosisbeitrag von niederenergetischen Photonen mit Energien kleiner als 200 keV durchgeführt. Wir beschreiben auch eine zweidimensionale Version des Zwillingskammerverfahrens mithilfe des PTW 2D-Array 256. Typische Verläufe des Parameters SR mit der Tiefe und dem lateralen Abstand von der Zentralachse werden ermittelt. Hiermit wird eine einfache experimentelle Methode zur Einschätzung der Dosisbeiträge von niederenergetischen, Compton-gestreuten Photonen vorgestellt, die als innovatives Instrument für die Ermittlung von Strahlungsqualität in der Strahlentherapie dienen soll. |
Zitierung
Chofor, N., Harder, D., Looe, H. K., Kapsch, R.-P., Kollhoff, R., Willborn, K., Rühmann, A., & Poppe, B. (2009). Mapping radiation quality inside photon-irradiated absorbers by means of a twin-chamber method. Zeitschrift für Medizinische Physik, 19(4), 252–263. https://doi.org/10.1016/j.zemedi.2009.05.006