Ein Vergleich gemessener und mit Monte-Carlo Verfahren berechneter Dosisverteilungen bei Schrägeinfall von Elektronen

Abstract

Schrägeinfall von Elektronenstrahlung ist eine seltene klinische Anwendung, die beispielsweise bei der Bestrahlung der parasternalen Mamma-interna-Lymphknotenregion beim Mammakarzinom Anwendung finden kann. Während bei Photonenstrahlung der Einsatz von 3-D-Bestrahlungsplanungssystemen (BPS) anerkannter Standard ist, ist dies bei Elektronenstrahlung noch eher die Ausnahme. Der Aufwand für Messung, Implementierung und Testung von Basisdaten wird von vielen Anwendern auch aufgrund bekannter Unzulänglichkeiten konventioneller Algorithmen nicht für lohnenswert erachtet. Monte-Carlo basierte BPSe lassen dagegen eine höhere Genauigkeit erwarten. Ziel dieser Arbeit war es, den MC-Algorithmus des BPSs Oncentra Treatment Planning (OTP, Theranostic) in der Anwendung von Schrägeinfall bei Elektronenstrahlung zu testen. Hierzu wurden Messungen mit Simulationsrechnungen für Elektronenenergien von 4 MeV bis 18 MeV verglichen. Während Standardtubusgrößen, auch bei vergrößertem Fokus-Oberflächen-Abstand, noch eine befriedigende Übereinstimmung ergaben, geht diese mit größer werdendem Einfallswinkel, insbesondere bei stark asymmetrisch gelegenen, individuellen Elektronenschablonen mit kleiner Feldöffnung zusehends verloren. Wir verwenden daher weiterhin gemessene Werte anstelle der mit diesem Algorithmus berechneten Dosisverteilungen und Dosiswerten.

Oblique incidence of electron beams is a rare clinical application which can be used e.g. at the irradiation of the internal mammary lymph nodes in the case of mamma carcinoma. 3-D treatment planning systems are accepted standard for photon beams but not for electron beams. The investment for measuring, implementing and testing basic data seems many customers not to be worthwhile when considering the well known inaccuracies of conventional algorithms. From Monte-Carlo (MC) based algorithms however higher accuracies can be expected. It was the aim of this paper to test the MC algorithm of the treatment planning system Oncentra Treatment Planning (OTP, Theranostic) in the application for oblique incidence of electron beams. Measured and simulated values are compared for electron energies from 4 MeV up to 18 MeV. For standard electron applicators, even at extended source-surface distances, satisfying results are achieved. However, the agreement gets lost with increasing oblique incidence, especially for small individual and asymmetrical cut outs. We therefore still use measured values instead of simulated dose distributions.