Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2019. Том 64. № 4. С. 56–63

DOI: 10.12737/article_5d1b46c9133942.84705406

Е.С. Сухих^1,2, Л.Г. Сухих², Е.Л. Маликов², П.В. Ижевский³, И.Н. Шейно³, А.В. Вертинский^1,2, А.А. Баулин^2,4

Неопределенности поглощенной дозы, измеренной дозиметром Gafchromic EBT3 на клинических электронных и фотонных пучках медицинских ускорителей

1. Томский областной онкологический диспансер, Томск. E-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ;
2. Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск;
3. Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России, Москва;
4. Центр высокоточной радиологии «GAMMA CLINIC», ООО «Гамма Медтехнологии», Обнинск

Е.С. Сухих – начальник отдела, к.ф.-м.н., доцент, член ESTRO, член EFOMP, член ISRS;
Л.Г. Сухих – директор исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов, д.ф.-м.н.;
Е.Л. Маликов – н.с.; П.В. Ижевский – в.н.с., к.м.н., доцент; И.Н. Шейно – зав. лаб., к.ф.-м.н.;
А.В. Вертинский – медицинский физик, аспирант; А.А. Баулин – медицинский физик, аспирант, член ISRS

Реферат

Цель: Исследовать величины относительных неопределенностей в измерении поглощенной дозы с помощью радиохромных полимерных пленок Gafchromic EBT3 для клинических электронных и фотонных пучков медицинских ускорителей.

Материал и методы: Полимерные пленки Gafchromic EBT3 калибровались на фотонном и электронном пучках медицинского ускорителя Elekta Axesse с энергией 10 МВ и 10 МэВ соответственно, а также на электронном пучке бетатрона для интраоперационной лучевой терапии с энергией пучка 6 МэВ. Пленки облучались в однородном дозном поле в диапазоне доз от 0,5 до 40 Гр. Величина поглощенной дозы в процессе калибровки контролировалась цилиндрической ионизационной камерой на линейном ускорителе Elekta Axesse и с помощью плоскопараллельной ионизационной камеры типа Markus на бетатроне. Облученные пленки сканировались с помощью планшетного сканера Epson Perfection V750 Pro с глубиной цвета 16 бит на канал (цветовая модель RGB) при пространственном разрешении 150 точек на дюйм (dpi). Для дальнейшего анализа использовались только красный и зеленый цветовые каналы. Для расчета средней величины чистой оптической плотности и ее среднеквадратичного отклонения исследовалась центральная часть каждой из пленок. При построении калибровочной кривой пленки, т.е. зависимости референсной поглощенной дозы, измеренной ионизационной камерой, от чистой оптической плотности, использовались неопределенности измеренной дозы и оптической плотности.

Результаты: Относительная неопределенность измеренной с помощью пленки дозы лежит в пределах 7 % для низких значений доз (менее 1 Гр) и в пределах 4 % для высоких значений доз. Зеленый канал цветности оказался менее чувствительным к ионизирующему излучению, однако величина относительной неопределенности оказалось в среднем на 1–2 % ниже, чем у красного канала. Использование разных источников излучения для калибровки привело к разным калибровочным кривым с разницей до ± 6 % (для зеленого канала).

Заключение: Полимерные пленки Gafchromic EBT3 могут быть использованы для измерения значений поглощенной дозы не менее 0,5 Гр. Для более низких значений дозы неопределенность измеренных значений, обусловленная статистическими причинами, составляет более 15 %. При значениях дозы порядка 1 Гр и более, неопределенность измерений дозы составляет 5 %, что позволяет использовать пленки для измерения поперечного и продольного распределения дозы с очень высоким пространственным разрешением.

Ключевые слова: лучевая терапия, пленки Gafchromic EBT3, клиническая дозиметрия, медицинские ускорители, погло­щенная доза, неопределенности

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Syed YA, Petel-Yadav AK, Rivers C, Singh AK. Stereotactic radiotherapy for prostate cancer: A review and future directions. World J Clin Oncol. 2017;8(5):389-97. DOI: 10.5306/wjco.v8.i5.389.
2. Diot Q, Kavanagh B, Timmerman R, Miften M. Biological-based optimization and volumetric modulated arc therapy delivery for stereotactic body radiation therapy. Med Phys. 2012;39(1):237-45. DOI: 10.1118/1.3668059.
3. Fiorentino A, Giaj-Levra N, Tebano U, et al. Stereotactic ablative radiation therapy for brain metastases with volumetric modulated arc therapy and flattening filter free delivery: feasibility and early clinical results. Radiol Med. 2017;122(9):676-82. DOI: 10.1007/s11547-017-0768-0.
4. Gafchromic. Gafchromic EBT3 film specifications. [Internet]. 2017 [cited 2019 Feb. 20]. Available from: http://www.gafchromic.com/documents/EBT3_Specifications.pdf.
5. Andreo P, Burns D, Hohlfeld K, et al. Absorbed dose determination in external beam radiotherapy: An international code of practice for dosimetry based on standards of absorbed dose to water. Technical Report Series no. 398. IAEA. 2000:251.
6. Almond P, Biggs P, Coursey B, et al. AAPM’s TG-51 protocol for clinical reference dosimetry of high-energy photon and electron beams. Med. Phys. 1999;26(9):1847-70.
7. Sorriaux J, Kacperek A, Rossomme S, et al. Evaluation of gafchromic ebt3 films characteristics in therapy photon, electron and proton beams. Physica Medica. 2013;29.Suppl.6:599-606. DOI: 10.1016/j.ejmp.2012.10.001.
8. Hartmann B. Martisikova M, Jakel O. Technical note: Homogeneity of Gafchromic EBT2 film. Med Phys. 2010;37.Suppl.4:1753-6. DOI: 10.1118/1.3368601.
9. Niewald M, Fleckenstein J, Licht N, et al. Intraoperative radiotherapy (IORT) combined with external beam radiotherapy (EBRT) for soft-tissue sarcomas – a retrospective evaluation of the homburg experience in the years 1995-2007. Radiat Oncol. 2009;4. Suppl.32:1-6. DOI: 10.1186/1748-717X-4-32.
10. Niroomand-Rad A, Blackwell C, Coursey B, et al. Radiochromic film dosimetry: Recommendations of AAPM radiation therapy committee task group 55. Med Phys. 1998;25. Suppl.11:2093-115. DOI: 10.1118/1.598407.
11. Devic S, Seuntjens J, Hegyi G, et al. Dosimetric properties of improved gafchromic films for seven dierent digitizers. Med Phys. 2004;31. Suppl.9:2392-401. DOI: 10.1118/1.1776691.
12. Butson M, Yu P, Cheung T, Alnawaf H. Energy response of the new EBT2 radiochromic film to x-ray radiation. Radiat Measur. 2010;45. Suppl.7:836-9. DOI: 10.1016/j.radmeas.2010.02.016.
13. Micke A, Lewis D, Yu X. Multichannel film dosimetry with nonuniformity correction. Med Phys. 2011;38. Suppl.5:2523-34. DOI: 10.1118/1.3576105.
14. Devic S. Radiochromic film dosimetry: Past, present, and future. Physica Medica. 2011;27. Suppl.3:122-34. DOI: 10.1016/j.ejmp.2010.10.001.
15. Soares C. Radiochromic film dosimetry. Radiat Measur. 2006;41. Suppl.1:S100-S116.
16. Reinhardt S, Hillbrand M, Wilkens J, Assmann W. Comparison of gafchromic EBT2 and EBT3 films for clinical photon and proton beams. Med Phys. 2012;39 Suppl.8:5257-62. DOI: 10.1118/1.4737890.
17. Wolfram. [Internet]. 2019. [cited 2019, Feb. 20]. Available from: https://www.wolfram.com/mathematica.
18. IBA. Description of dosimetric system iba matrix. [Internet]. 2019. [cited 2019, Feb. 20]. Available from: http://www.iba-dosimetry.com/complete-solutions/radiotherapy/imrt-igrt-rotational-qa/matrixxes.
19. IBA, Description of clinical dosimeter dose-1. [Internet]. 2017. [cited 2019, Feb. 20]. Available from: http://www.iba-dosimetry.com/sites/default/files/resources/RT-BR-E-DOSE1_Rev.1_0211_0.pdf.
20. PTW, Description of dosimeter ptw unidos E. [Internet]. 2017. [cited 2019, February 20]. Available from: http://www.ptw.de/unidos_e_dosemeter_ad0.html.
21. PTW, Description of electron cionization chamber PTW23343. [Internet]. 2017. [cited 2019, Feb. 20]. Available from: http://www.ptw.de/advanced_markus_electron_chamber.html.
22. PTW, Description of solid state phantom ptw rw3 SLAP phantom T29672. [Internet] 2017. [cited 2019, February 20]. Available from: http://www.ptw.de/acrylic_and_rw3_slab_phantoms0.html.
23. Epson, Technical characteristics of EPSON Perfection V750 scanner. [Internet]. 2017. [cited 2019, Feb. 20]. Available from: http://epson.ru/catalog/scanners/epson-perfection-v750-pro/?page=characteristics.

Для цитирования: Сухих Е.С., Сухих Л.Г., Маликов Е.Л., Ижевский П.В., Шейно И.Н., Вертинский А.В., Баулин А.А. Неопределенности измеренной поглощенной дозы дозиметром Gafchromic EBT3 на клинических электронных и фотонных пучках медицинских ускорителей // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2019. Т. 64. № 4. С. 56–63.

DOI: 10.12737/article_5d1b46c9133942.84705406

PDF (RUS) Полная версия статьи

PDF (ENG) Полная версия статьи