n der Klinik stellt die Dosimetrie die Grundlage für die korrekte und hochgenaue Behandlung der Patienten dar.
Die Dosimetrie ist jedoch wahrscheinlich auch die Disziplin in der Behandlungskette in der die Thematik am nächsten an der traditionellen “Modernen Physik” ist. So werden für die Beschreibung der Wechselwirkungsprozesse der Strahlung mit Materie atom- und kernphysikalische Grundlagen benötigt. Ionisationskammern, die wichtigsten Detektoren in der Dosimetrie sind im Prinzip luftgefüllte Kondensatoren deren Feldverlauf natürlich durch die Elektrodynamik beschrieben wird. Schliesslich sind moderne Festkörperdetektoren, wie etwa Radiochromfilme nur mit Methoden der Molekülphysik zu verstehen und fallen moderne Halbleiterdetektoren natürlich in den Bereich der Festkörperphysik.
Die Dosimetrie ist zudem unser Haupt-Forschungsbereich und wird sie daher wie selbstverständlich während ihrer Zeit bei uns begleiten.
Lernziele:
1. Machen sie sich die ‚Mutter aller Formeln‘ (Berechungsvorschrift für die Absolutdosimertrie) der Dosimetrie klar. Was bedeuten die einzelnen Korrektur- und Störfaktoren.
2. Welche nationalen und internationalen Normen und Richtlinien werden für die Dosimetrie verwendet?
4. Wie ist der Aufbau und die Funktionsweise einer Ionisationskammer, einer Diode und eines Diamantdetektors
5. Wie ist der Ablauf einer IMRT-Plan Verifikation?
6. Was versteht man unter dem Gamma-Index, wie wird er verwendet um einen Plan zu verifizieren?
Prinzipiell unterscheidet man drei Bereiche:
1) Die Referenz/Absolutdosimetrie: hier geht es darum die Dosis an einem Referenzpunkt mit höchster Genauigkeit (weit unter 1%) zu bestimmen.
2) Die Relativdosimetrie: hier geht es darum die Dosis “relativ” zu einem Referenzpunkt (häufig identisch mit dem von 1) zu bestimmen. Hier werden typischerweise sogenannte Dosisprofile, Tiefendosiskurven oder Outputfaktoren bestimmt.
Bereiche 1 und 2 werden auch während des sogenannten Beam-Commissioning verwendet. In diesem ausgiebigen Messphasen werden die Beschleuniger sehr genau vermessen und die Ergebnisse in die Bestrahlungsplanungssysteme integriert, damit diese dann die tatsächliche Dosis im Patienten berechnen können. Allerdings kann aufgrund der Komplexität der modernen Techniken nicht davon ausgegangen werden, dass jede erdenkliche Bestrahlungssituation auch korrekt berechnet werden kann. Daher kommt eine dritte Methode zum Einsatz:
3) Mehrdimensionale Planverifikation: In diesem Ansatz werden komplette Patientenpläne mit Hilfe von ortsauflösenden Detektoren nachgemessen. Für diesen Bereich kann man auch den Begriff “Dose-Imaging” verwenden.
Wasserphantome (Dosimetrische Aufgaben 1 und 2)
Bevor wir uns um die Theorie kümmern, schauen wir uns ein paar Videos an. Sie haben im Kapitel Qualitätssicherung erfahren, dass das Wasserphantom ein wesentliches Werkzeug für den Physiker ist um Beamprofile und Dosisverteilungen in Richtung der Tiefe (sogenannte Tiefendosiskurven) zu messen. In den folgenden Videos stellen einige Firmen ihre Wasserphantome vor. Es ist weniger wichtig auf die Spezifika der einzelnen Phantome zu achten. Schauen sie vielmehr auf das Prinzip:
– ein Wassertank wird unter dem Linac positioniert
– Wasser wird eingefüllt (Problem, steht das Phantom gerade, wo ist die Wasseroberfläche)
– ein Detektor wird in das Wasser eingebracht und robotisch durch das Strahlungsfeld bewegt und dann hochauflösend an vielen Positionen die Dosis bestimmt.
Wichtig ist dabei, dass solche Messungen sehr lange dauern können (durchaus im Bereich von Wochen, um einen Beschleuniger komplett “einzumessen”). Daher ist die Effizienz dieser Messung ein weiteres Feature, dass die Hersteller verbessern wollen.
2D-Dosisverifikation:
Die dritte große Gruppe dosimetrischer Aufgaben ist die mehrdimensionale Messung der Dosisverteilung (Dose-Imaging). Die Messungen werden dann mit entsprechenden Rechnungen aus dem Planungssystem verglichen und dann bewertet. Ist die Übereinstimmung hoch genug, kann der Plan bestrahlt werden. Daher wird diese Verifikation typischerweise vor der ersten Bestrahlung des Patienten gemacht.
Im folgenden werden sie auch hier einige Videos der wichtigsten Anbieter sehen. Wie bereits bei den Wasserphantomen gilt, dass die Unterschiede eher in den Nuancen zu finden sind.
Lesen sie zur Vertiefung nur Kapitel 13 des Buches 3D-Conformal Radiotherapy. In Abschnitt 13.5. brauchen sie nur bis zum Abschnitt “Tissue-Phantom-Ratio” lesen.