Скачать электронную версию статьи (по коду доступа).

English Abstract

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ДОЗОВЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ В ФАНТОМЕ ИЗ ПММА В ДОЗОВОЕ РАСПРЕДЕНИЕ В ВОДНОМ ФАНТОМЕ ДЛЯ МАЛЫХ ПОЛЕЙ, СОЗДАВАЕМЫХ ТОРМОЗНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
В.А. Климанов, Ж.Ж. Галяутдинова, Ю.С. Кирпичев, М.А. Колыванова

Стандартные протоколы дозиметрических процедур лучевой терапии основаны на измерениях в водном фантоме. В то же время быстрые тесты гарантии качества подразумевают использования водо- или тканеэквивалентных твердотельных фантомов. Для корректной оценки полученных результатов требуется пересчет значений поглощенной дозы, полученных в твердотельном фантоме, в значения для водной среды.
Цель: Разработка методики перехода от измерений или расчета значений поглощенной дозы на оси пучков в твердотельном фантоме к значениям дозы в водном фантоме для малых полей высокоэнергетического тормозного излучения в условиях, когда ограничения теоремы масштабирования О’Коннора не выполняются.
Материал и методы: На основе результатов расчета методом Монте-Карло глубинных дозовых распределений в водном фантоме и в твердотельном фантоме из оргстекла (полиметилметакрилат или ПММА), создаваемых ускорителем Varian при генерации 15 и 18 МВ пучков тормозного излучения предложены два варианта преобразования распределений от фантома из ПММА в водный фантом. Первый предназначен для рутинных измерений факторов выхода ускорителя в зависимости от размеров поля и калибровки пучков на референсной глубине в водном фантоме. Во втором варианте определяется глубинное дозовое распределение в водном фантоме на глубине от 5,0 до 20 см по дозовому распределению в фантоме из ПММА.
Результаты: Найдены глубины точек в фантоме из ПММА, в которых доза равна дозе в водном фантоме на референсной глубине 10 см, для малых квадратных полей со стороной 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и референсного поля 10x10 см и тормозных пучков 15 и 18 МВ спектра при SSD=90 и 100 см. Для определения дозовых распределений в водном фантоме для малых полей на глубине от 5 до 20 см из распределений в фантоме из ПММА.
Заключение: Предложена простая методика с использованием поправочного фактора масштабирования.

Ключевые слова: дистанционная лучевая терапия, дозиметрия малых полей, теорема О’Коннора, программа гарантии качества

Реферат

TRANSFORMATION OF DOSE DISTRIBUTIONS IN A PHANTOM FROM PMMA TO A DOSE DISTRIBUTION IN A WATER PHANTOM FOR SMALL FIELDS CREATED BY BREMSSTRAHLUNG RADIATION WITH MAXIMUM ENERGIES OF 15 AND 18 MeV
V.A. Klimanov, J.J. Smirnova, Yu.S. Kirpichev, M.A. Kolyvanova

Standard protocols for radiation therapy dosimetry are based on measurements in a water phantom. At the same time, rapid QA tests involve the use of water or tissue-equivalent solid-state phantoms. For a correct assessment of the results obtained, it is necessary to recalculate the values of the absorbed dose obtained in a solid-state phantom into values for an aqueous medium.
Purpose: To develop a technique for the transition from measurements or calculation of the values of the absorbed dose on the axis of the beams in a solid phantom to the values of the dose in a water phantom for small fields of high-energy bremsstrahlung under conditions when the limitations of the O'Connor scaling theorem are not satisfied.
Material and methods: Based on the results of Monte Carlo calculations of depth dose distributions in a water phantom and in a solid-state PMMA phantom, created by the Varian accelerator with the generation of 15 and 18 MV bremsstrahlung beams, two variants of scaling the distributions from the PMMA phantom to the water phantom are proposed. The first one is designed for routine measurements of accelerator output factors depending on the field size and beam calibration at a reference depth in a water phantom. In the second version, the depth dose distribution in the water phantom at a depth of 5.0 to 20 cm is determined from the dose distribution in the PMMA phantom.
Results: The work found the depths of points in a PMMA phantom, in which the dose is equal to the dose in the water phantom at a reference depth of 10 cm, for small square fields with a side of 0.5; 1.0; 2.0; 3.0; 4.0 and a reference field of 10x10 cm and bremsstrahlung beams of 15 and 18 MV spectrum at SSD = 90 and 100 cm. To determine dose distributions in a water phantom for small fields at a depth of 5 to 20 cm from the distributions in a phantom from PMMA, a simple technique is proposed using the scaling correction factor.
Conclusion: The results and techniques obtained in this work make it possible to simplify routine verification and calibration measurements by replacing the water phantom with a solid-state phantom from PMMA.
This work was carried out with the financial support of the Russian Foundation for Basic Research and SITMA within the framework of scientific project No. 18-52-34008.

Key words: distant radiation therapy, dosimetry of small fields, O'Connor's theorem, Quality Assurance program