Einfluss der IMRT-Bestrahlungstechnik auf die periphere Dosis und das Risiko für strahlungsinduzierte Zweittumoren : Experimentelle Untersuchungen mit einem anthromorphen Phantom am Beispiel von Kopf-Hals-Tumoren

Voigt, Alexander

Bei der intensitätsmodulierten Strahlentherapie (IMRT) ist im Vergleich zu konventionellen Bestrahlungstechniken die periphere Dosis (PD) insgesamt erhöht, womit wahrscheinlich ein erhöhtes Risiko für strahlungsinduzierte Zweittumoren einhergeht. Ziel der Arbeit ist es, unter möglichst praxisnahen Bedingungen den Einfluss verschiedener IMRT- Bestrahlungstechniken auf die PD zu untersuchen. Methodik: Am Beispiel eines für Kopf- Hals- Tumoren typischen IMRT- Zielvolumens wurden verschiedene IMRT- Techniken untersucht. Alle Messungen wurden an einem Siemens ONCOR Linearbeschleuniger durchgeführt. Die PD wurde in einem anthropomorphen Alderson- RANDO®- Phantom mit Thermolumineszenzdosimetern bestimmt. Ergebnisse: Die geringste PD wird bei statischer MLC- Technik mit mittlerer Segment- und Monitoreinheitenanzahl gemessen. Eine Erhöhung der Monitoreinheitenanzahl verursacht eine leicht erhöhte periphere Dosis. Segmentanzahl und Photonenenergie haben kaum Einfluss auf die periphere Dosis, bei Energien von über 10 MeV treten aber zusätzlich Neutronen auf. Die Verwendung der Kompensatortechnik führt zu einer deutlich erhöhten PD. Wichtigste Einflussgröße ist dabei die Streuung der Primärstrahlung an Kompensatoren und Kollimatoren. Die Leckstrahlung hat demgegenüber weniger Einfluss auf die PD. Schlussfolgerungen: Das Risiko für strahlungsinduzierte Zweittumoren ist durch IMRT nur vergleichsweise gering erhöht und demnach ein eher nachrangiges Kriterium bei der Auswahl der IMRT- Technik. Die statische MLC- Technik ist bezüglich des Zweittumorrisikos der Kompensatortechnik vorzuziehen. Da die Ursachen für die hier gemessenen Unterschiede vom Material und Aufbau des Linearbeschleunigers abhängen, sind Übertragungen der Ergebnisse auf andere Geräte nur unter Vorbehalt möglich.

Compared to conventional radiotherapy- methods, Intensity modulated radiotherapy (IMRT) causes a higher peripheral dose (PD) resulting in a higher risk of radiation induced second cancers. The intent of this dissertation is to investigate the influence of different IMRT- methods on PD under conditions similiar to clinical practice. Methods: With one IMRT- typical target volume for head and neck cancers different IMRT- methods were investigated. Measurements were made with a Siemens ONCOR linac. PD was measured with thermoluminescence dosimeters in an anthropomorphic Alderson- RANDO®- Phantom. Results: Lowest PD was measured with static MLC- method with a medium number of segments and monitor units. More monitor units result in a slightly increased PD. Number of segments an photon energy has marginal influence on PD. However at energies above 10 MeV additional neutrons occur. Compensator- method results in a considerably increased PD. The most important factor here is the scattering of the primary beam at compensators and collimators. Leakage radiation has minor influence on PD. Conclusions: The risk of radiation induced second cancer is comparatively slightly increased by IMRT and should therefore be rather minor criteria for choosing the IMRT- method. Static MLC- methods should be prefered to compensator- methods considering the risk of radiation induced second cancer. The cause of the PD depends strongly on material and composition of the linac, so the results cannot be easily generalized.

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Voigt, Alexander: Einfluss der IMRT-Bestrahlungstechnik auf die periphere Dosis und das Risiko für strahlungsinduzierte Zweittumoren. Experimentelle Untersuchungen mit einem anthromorphen Phantom am Beispiel von Kopf-Hals-Tumoren. 2009.

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