Das Strahlungsfeld des Miniaturbeschleunigers IntraBeam ähnelt dem einer niederenergetischen Brachytherapiequelle. Die bisherige eindimensionale Bestrahlungsplanung beschränkt sich auf Daten der transversalen Tiefendosiskurve. Eine Anisotropie der Punktuelle wird dabei nicht berücksichtigt. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Einführung einer computergestützten 2D Bestrahlungsplanung mittels des AAPM Task Group No. 43 Protokolls. Vermessen werden die 2D Dosisverteilungen der Applikatoren 40 und 50 mm Durchmesser sowie der blanken Anode der Röntgenquelle anhand radiochromer Dosimetriefilme. Die Parametereingabe erfolgt in das Planungssystem PlatoSunrise, das die Eingabe einer benutzerdefinierten Quelle erlaubt. Das primäre Ziel ist zu überprüfen, in wie fern die berechnete Dosisverteilung des Planungssystems mit der gemessenen Referenzdosisverteilung übereinstimmt. Des Weiteren werden alle Applikationen miteinander verglichen, um Rückschlüsse auf die Übertragbarkeit der berechneten Verteilungen zu erhalten. Bei den radiochromen Filmen, dem Scanner sowie dem Planungssystem handelt es sich um bisher nicht in die klinische Routine eingeführte Systeme. Als sekundäres Ziel werden deshalb Dosiskennlinien des Films bei unterschiedlichen Scannerlichtspektren untersucht. Die Auswertung der Filmhomogenität dient zur Entwicklung einer Subtraktionsmethode zur Minimierung der Unsicherheit der Netto-Dosisverteilung. Zudem werden die Einheiten netPV und netOD verglichen unter Bestimmung der Dosisauflösung. Es werden Methoden zur Kalibrierung eines handelsüblichen Dokumentenscanners vorgestellt und eine Analyse des vom Planungssystem ausgegebenen Dose Grid Files durchgeführt. Zur präzisen Nullpunktmarkierung der 2D Dosisverteilung dient ein speziell entwickelter Softwarealgorithmus. Zusätzlich wird ein adaptiver Filter in der Bildverarbeitung verwendet. Bei Anwendung der genannten Verfahren ergibt sich eine gute Übereinstimmung zwischen der berechneten Dosisverteilung des Planungssystems und der gemessenen Referenzdosisverteilung. Die normierten Verteilungen zwischen Applikator 40 und 50 mm wiesen keine signifikanten Abweichungen auf. Die Anode liefert keine reproduzierbaren Ergebnisse, was wahrscheinlich auf ein Verbiegen der Sonde durch das Phantom zurückzuführen ist. Die Auswertung der Anisotropie ergab einen kontinuierlichen Dosisanstieg in Richtung Sondenschaft. Dieser betrug beim Applikator 40 mm bei einem Winkel nach TG 43 von 160° bis zu 14 % zur Transversalen.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Grundlagen
- 2.1 IntraBeam
- 2.1.1 Einführung
- 2.1.2 Funktionsbeschreibung
- 2.1.3 Systembeschreibung
- 2.1.4 Brennfleck und Ausbeute
- 2.1.5 Röntgenspektrum
- 2.1.6 Winkelabhängige Verteilung
- 2.1.7 Stabilität und Genauigkeit
- 2.2 GafChromic Filmdosimeter
- 2.2.1 Einführung
- 2.2.2 GafChromic Filmtechnologie
- 2.2.3 Aufbau und Spezifikation GafChromic XR – T
- 2.2.4 Energieabhängigkeit
- 2.2.5 Homogenität
- 2.2.6 Optische Charakterisierung
- 2.2.7 Auswirkungen von Laserlicht
- 2.2.8 Sensitivität in Abhängigkeit des Lichtspektrums
- 2.3 Phantom
- 2.3.1 Einführung
- 2.3.2 Überprüfung der Wasseräquivalenz
- 2.3.3 Vergleich des Phantoms mit Meigooni et al.
- 2.3.4 Güte des Phantommaterials
- 2.4 Scanner
- 2.4.1 Einführung
- 2.4.2 Rauschquellen
- 2.4.3 Dunkelstrom
- 2.4.4 Photoresponse non-uniformity
- 2.4.5 Defektes Pixel
- 2.4.6 Kalibrierung einer definierten Scannregion
- 2.5 Task Group 43 Protokoll
- 2.5.1 Einführung
- 2.5.2 Vergleich mit bestehenden Modellen
- 2.5.3 Allgemeine Formel
- 2.5.4 Geometrie Faktor, G(r,0)
- 2.5.5 Radiale Dosisfunktion, g(r)
- 2.5.6 Anisotropie Funktion, F(r,0)
- 2.1 IntraBeam
- 3 Material und Methoden
- 4 Ergebnisse
- 5 Zusammenfassung mit Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Diplomarbeit evaluiert die 2D Bestrahlungsplanung auf Grundlage des AAPM Task Group No. 43 Protokolls mit GafChromic Filmdosimetern. Die Arbeit untersucht neuartige radiochrome Dosimetriefilme und einen handelsüblichen Dokumentenscanner. Die Hauptziele sind die Validierung des Verfahrens und die Analyse der Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Methode.
- Evaluation der 2D Bestrahlungsplanung mittels GafChromic Filmdosimetrie
- Analyse der Eigenschaften neuartiger radiochromer Filme
- Untersuchung der Genauigkeit eines handelsüblichen Dokumentenscanners
- Anwendung und Validierung des AAPM Task Group No. 43 Protokolls
- Fehleranalyse und -minimierung im Messprozess
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Dieses Kapitel führt in das Thema der Arbeit ein und beschreibt die Relevanz der präzisen Dosisbestimmung in der Strahlentherapie. Es skizziert die Zielsetzung und den Aufbau der Arbeit.
2 Grundlagen: Dieses Kapitel liefert einen umfassenden Überblick über die verwendeten Technologien und Methoden. Es beschreibt detailliert das IntraBeam-System, die GafChromic Filmdosimeter, das verwendete Phantom, den Dokumentenscanner und das AAPM Task Group 43 Protokoll. Besonderes Augenmerk liegt auf der Charakterisierung der einzelnen Komponenten und deren Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich Genauigkeit, Präzision und potenziellen Fehlerquellen. Die einzelnen Unterkapitel bauen aufeinander auf, um ein fundiertes Verständnis der Grundlagen zu schaffen, welches für die spätere Auswertung und Interpretation der Ergebnisse essentiell ist. Die Diskussion des AAPM Task Group 43 Protokolls beinhaltet einen Vergleich mit bestehenden Modellen und die detaillierte Erklärung der relevanten Formeln und Parameter.
3 Material und Methoden: Dieses Kapitel beschreibt detailliert die experimentellen Verfahren, die zur Durchführung der Evaluation eingesetzt wurden. Es umfasst die Filmpräparation, das Bestrahlungsverfahren mit Dosisverifizierung, das Scannen der Filme, die Datenverarbeitung mit Matlab sowie die Kalibrierung des gesamten Systems. Die Beschreibung der Matlab-Programme umfasst eine Übersicht der behandelten Themenbereiche und detaillierte Erläuterungen zu den verwendeten Befehlen und Methoden, inklusive der Fehlerbehandlung und der Datenformat-Spezifikation. Der Fokus liegt auf der Reproduzierbarkeit und der Genauigkeit der durchgeführten Messungen.
Schlüsselwörter
2D Bestrahlungsplanung, GafChromic Filmdosimetrie, AAPM Task Group 43 Protokoll, IntraBeam, Dokumentenscanner, radiochrome Filmdosimetrie, Dosisverifikation, Fehleranalyse, Matlab, Bildverarbeitung.
Häufig gestellte Fragen zur Diplomarbeit: 2D Bestrahlungsplanung mit GafChromic Filmdosimetrie
Was ist der Gegenstand dieser Diplomarbeit?
Diese Diplomarbeit evaluiert die 2D Bestrahlungsplanung in der Strahlentherapie. Im Mittelpunkt steht die Anwendung und Validierung des AAPM Task Group No. 43 Protokolls mit GafChromic Filmdosimetern, einem handelsüblichen Dokumentenscanner und neuartigen radiochromen Filmen. Die Arbeit untersucht die Genauigkeit und Zuverlässigkeit dieser Methode.
Welche Technologien und Methoden werden in der Arbeit verwendet?
Die Arbeit nutzt das IntraBeam-System zur Bestrahlung, GafChromic Filmdosimeter zur Dosismessung, einen handelsüblichen Dokumentenscanner zur Auswertung der Filme und das AAPM Task Group 43 Protokoll zur Datenanalyse. Die Charakterisierung dieser Komponenten hinsichtlich Genauigkeit und möglicher Fehlerquellen spielt eine zentrale Rolle.
Welche sind die Hauptziele der Arbeit?
Die Hauptziele sind die Validierung der 2D Bestrahlungsplanung mittels GafChromic Filmdosimetrie, die Analyse der Eigenschaften der verwendeten radiochromen Filme, die Untersuchung der Genauigkeit des Dokumentenscanners und die Anwendung sowie Validierung des AAPM Task Group 43 Protokolls. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Fehleranalyse und -minimierung im gesamten Messprozess.
Wie ist die Arbeit strukturiert?
Die Arbeit gliedert sich in fünf Kapitel: Einleitung, Grundlagen (mit detaillierten Beschreibungen von IntraBeam, GafChromic Filmen, Phantom, Scanner und dem AAPM Task Group 43 Protokoll), Material und Methoden (inkl. experimenteller Verfahren und Datenverarbeitung mit Matlab), Ergebnisse und Zusammenfassung mit Ausblick.
Welche Informationen werden in den Grundlagenkapiteln behandelt?
Das Kapitel "Grundlagen" bietet einen umfassenden Überblick über das IntraBeam-System, die Eigenschaften der GafChromic Filmdosimeter (inkl. Energieabhängigkeit, Homogenität und Lichtempfindlichkeit), die Charakterisierung des verwendeten Phantoms, die Analyse von Rauschquellen und Kalibrierung des Dokumentenscanners sowie eine detaillierte Beschreibung und den Vergleich des AAPM Task Group 43 Protokolls mit existierenden Modellen.
Wie werden die experimentellen Verfahren beschrieben?
Das Kapitel "Material und Methoden" beschreibt detailliert die Filmpräparation, das Bestrahlungsverfahren, den Scanprozess, die Datenverarbeitung mit Matlab (inkl. verwendeter Befehle und Methoden), die Kalibrierung des Systems und Maßnahmen zur Sicherstellung der Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Messungen.
Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit am besten?
Die Arbeit wird durch folgende Schlüsselwörter beschrieben: 2D Bestrahlungsplanung, GafChromic Filmdosimetrie, AAPM Task Group 43 Protokoll, IntraBeam, Dokumentenscanner, radiochrome Filmdosimetrie, Dosisverifikation, Fehleranalyse, Matlab, Bildverarbeitung.
Wo finde ich detaillierte Informationen zu den verwendeten Matlab-Programmen?
Detaillierte Informationen zu den verwendeten Matlab-Programmen, inklusive der behandelten Themenbereiche, verwendeter Befehle und Methoden sowie der Fehlerbehandlung und Datenformat-Spezifikation, sind im Kapitel "Material und Methoden" enthalten.
- Quote paper
- Dipl.-Ing. (FH) Rainer Schiebel (Author), 2005, Evaluation der 2D Bestrahlungsplanung auf Grundlage des AAPM Task Group No. 43 Protokolls mit GafChromic Filmdosimeter, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/77904
