Dosimetrische Untersuchungen zum Feldanschluss von Photonenfeldern und Elektronenfeldern

Abstract

Einleitung: Die Kombination unterschiedlicher Bestrahlungsfelder im direkten Anschluss aneinander stellt eine gängige Technik der Strahlentherapie dar. Problematisch bei Feldanschlusstechniken ist der Anschlussbereich der Felder, schon geringe Verschiebungen der Felder führen hier zu relevanten Über- oder Unterdosierungen. Zur Ermittlung der real auftretenden Fehldosierungen, z.B. bei der Bestrahlung von Mammakarzinomen oder HNO-Tumoren, wurden unterschiedliche Feldanschlusstechniken dosimetrisch untersucht.

Material und Methoden: Kombiniert wurden hierzu Photonenhalbfelder (6 MV) und asymmetrische Elektronenfelder (4, 12 und 18 MeV). Zunächst wurden Querprofile und Tiefendosisverläufe der Felder im Wasserphantom bestimmt und anschließend die gemessenen Daten aufaddiert.

Ergebnisse und Diskussion: Für den Anschluss von Photonenfeldern an Photonenfelder zeigte sich bei geringen Überlappungen bzw. Lücken zwischen den Feldern ein linearer Zusammenhang zwischen der Verschiebung der Felder gegeneinander und der Änderung der Dosis im Anschlussbereich. Weiter zeigte sich, dass die Fehldosierungen in den einzelnen Messtiefen proportional zu den entsprechenden Dosiswerten des Tiefendosisverlaufes sind. Die zu erwartenden Über- und Unterdosierungen bei der Kombination von nicht divergenten Photonenfeldern sind damit sowohl für Verschiebungen der Felder gegeneinander wie auch für unterschiedliche Messtiefen kalkulierbar. Ein homogener Dosisanschluss über alle Messtiefen ist theoretisch möglich, praktisch zeigten sich für den untersuchten Versuchsaufbau jedoch Fehldosierungen von bis zu 16 %. Die Fehldosierungen bei der Kombination von Elektronenfeldern mit Photonenfeldern sind dagegen höchstens für einzelne Messtiefen kalkulierbar, über den gesamten Messtiefenbereich betrachtet kommt es gleichzeitig zu Über- und Unterdosierungen. Diese Fehldosierungen können auch durch gezielte Verschiebungen der Felder gegeneinander nicht ausgeglichen werden. Dabei verstärkt sich die Inhomogenität im Anschlussbereich mit zunehmender Energie der Elektronen. Beim Anschluss eines Elektronenfeldes an ein Photonenfeld kann nur versucht werden, den bestmöglichen Kompromiss zwischen Über- und Unterdosierungen zu erreichen.

Introduction: The combination of different irradiation fields in direct junction is an established method in radiotherapy. For abutting techniques the matching area is a dosimetric problem. Even a small displacement leads to relevant inhomogeneities. To detect the real occurent overdosage or underdosage, several abutting techniques used in managing head and neck tumors or breast cancer were studied.

Materials and methods: Photon fields with non-divergent edges (6 MV) and asymmetric electron fields (4, 12 and 18 Mev) were joined. First of all, dose profiles and depth dose profiles were generated in a water phantom and subsequently the measured data were combined.

Results and discussion: For small gaps and overlaps the abutting of photon fields shows a linear relationship between displacement of the fields and change of dose in the matching area. Furthermore, the overdosages and underdosages in several measurement depths are proportional to the according dose values of the depth dose profile. Combining non-divergent photon fields, the expected inhomogeneitis are predictable for displaced fields, even for different measurement depths. A homogeneous field matching over all measurement depths is possible in theory, but under real conditions, the evaluation of the observed field combinations showed an inhomogeneity up to 16 %. In contrast, the inhomogeneities for abutting non-divergent photon fields and asymmetric electron fields are only calculable for single measurement depths. Regarding the range of all measurement depths, overdosages and underdosages in the matching area exist at the same time. These inhomogeneities can not be balanced by moving the fields towards each other. With increasing electron beam energy the inhomogeneities extend. However combing electron fields and photon fields, at the best only a compromise between overdosages and underdosages can be found.