Скачать электронную версию статьи (в свободном доступе).
Цель: Оценить временные зависимости оптической плотности и отношения сигнал/шум (SNR)
новой радиохромной пленки Gafchromic EBT4, сравнив её характеристики с пленкой EBT3, для
задач дозиметрии и контроля качества планов стереотаксической лучевой терапии (SRT/SBRT).
Материал и методы: Пленки EBT3 и EBT4 были облучены с использованием роботизированной
системы CyberKnife (6 МэВ, FFF) в водоэквивалентном фантоме. Измерения оптической плотности
проводились с интервалами в 30 минут в течение 63,5 часов после облучения, с использованием
сканера Epson Perfection V750 Pro и анализа изображений в программном обеспечении
ImageJ. Для построения временных калибровочных кривых использовалась функция Родбарда.
Отношение сигнал/шум рассчитывалось для каждого временного интервала. Проверка пациент-специфичных
планов SRT/SBRT осуществлялась с применением временных калибровочных
кривых и 2D-гамма-анализа с критерием 2 %/2 мм, в разработанном в среде Python программном обеспечении.
Результаты: Временные зависимости нормализованной оптической плотности (netOD) для пленок
EBT3 и EBT4 имели логарифмический характер, с частичным насыщением через 30 часов и
полным через 45 часов. Пленка EBT4 продемонстрировала улучшенное отношение сигнал/шум
во всём диапазоне доз, что делает её предпочтительной для задач прецизионной дозиметрии.
Результаты гамма-анализа планов SRT/SBRT с использованием временных калибровочных кривых
обеих пленок показали высокую степень соответствия (не менее 90 % точек удовлетворяли
критерию 2 %/2 мм).
Заключение: Результаты исследования подтверждают применимость радиохромной пленки
EBT4 для дозиметрии и контроля качества планов лучевой терапии. Её усовершенствованные
характеристики, включая высокое отношение сигнал/шум и стабильность временных зависимостей,
делают её эффективным инструментом для рутинного использования в стереотаксической
лучевой терапии. Применение временных калибровочных кривых позволяет ускорить проверку
индивидуальных планов лечения пациентов, сохраняя при этом высокую точность измерений.
Ключевые слова: радиохромные пленки, EBT4, EBT3, оптическая плотность, временные характеристики, отношение сигнал/шум, контроль качества, стереотаксическая лучевая терапия, КиберНож, клиническая дозиметрия
Purpose: To evaluate the temporal dependencies of optical density and signal-to-noise ratio (SNR) of
the new Gafchromic EBT4 film by comparing its characteristics with the EBT3 film for dosimetry and
quality assurance (QA) of stereotactic radiotherapy (SRT/SBRT) treatment plans.
Material and methods: EBT3 and EBT4 films were irradiated using the CyberKnife robotic system
(6 MV, FFF) in a waterequivalent phantom. Optical density measurements were conducted at 30-minute
intervals over 63.5 hours post-irradiation using an Epson Perfection V750 Pro scanner and analyzed
with ImageJ software. The NIH Rodbard function was used to construct temporal calibration
curves. The SNR was calculated for each time interval. Patient-specific SRT/SBRT treatment plans
were verified using temporal calibration curves and 2D gamma analysis (2 %/2 mm criterion)
implemented in inhouse Python software.
Results: The temporal dependencies of normalized optical density (netOD) for both EBT3 and EBT4
films exhibited a logarithmic pattern, with partial stabilization at 30 hours and full stabilization at 45
hours post-irradiation. The EBT4 film demonstrated an improved SNR across the entire dose range,
making it a preferred choice for precision dosimetry. Gamma-analysis of SRT/SBRT plans using the
temporal calibration curves of both films showed high agreement, with no less than 90 % of points
meeting the 2 %/2 mm criterion.
Conclusion: The findings confirm the feasibility of using Gafchromic EBT4 film for dosimetry and quality
assurance (QA) of radiotherapy treatment plans. Its enhanced characteristics, including a higher
SNR and stable temporal dependencies, make it a promising tool for routine clinical practice in
SRT/SBRT. The use of temporal calibration curves enables accelerated verification of patient-specific
plans while maintaining high measurement accuracy.
Key words: radiochromic films, EBT4, EBT3, optical density, temporal characteristics, signal-to-noise ratio, quality assurance, stereotactic radiation therapy, CyberKnife, dosimetry
DOI: 10.52775/1810-200X-2024-104-4-13-25