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Bestimmung der Wasser-Energiedosis im therapeutisch genutzten Kohlenstoffstrahl mit Hilfe der Wasserkalorimetrie

Kolloquium der Abteilung 6

In der Strahlentherapie wird aufgrund ihrer vielversprechenden physikalischen und strahlenbiologischen Eigenschaften neben der überwiegend genutzten Photonen- oder Elektronenstrahlung in zunehmendem Maße auch Hadronenstrahlung, wie z. B. Protonen oder Kohlenstoffionen, verwendet. Allerdings weist die Dosimetrie der  Hadronenstrahlung mit Ionisationskammern gegenüber der Dosimetrie von Photonenstrahlung eine um den Faktor 3 größere Messunsicherheit auf. Dies ist überwiegend durch die begrenzte Kenntnis des bislang berechneten kQ,Q0 - Faktors bedingt, welcher das unterschiedliche Ansprechvermögen einer Ionisationskammer auf die tatsächliche Strahlungsqualität Q (hier: 12C) im Vergleich zur Referenz-Strahlungsqualität Q0 (hier: 60Co) korrigiert. Mit Hilfe eines Primärnormals für die Bestimmung der Wasser-Energiedosis im Hadronenstrahl lassen sich dagegen die Ionisationskammern direkt in der tatsächlichen Strahlungsqualität Q kalibrieren. Eine Kooperation zwischen PTB und dem Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum (HIT) hat sich daher zum Ziel gesetzt, die absolute Wasser-Energiedosis im klinischen Kohlenstoffstrahl am HIT mit Hilfe des transportablen Wasserkalorimeters der PTB zu messen, um so den kQ,Q0 – Faktor experimentell und mit deutlich geringerer Messunsicherheit zu bestimmen.

In diesem Vortrag wird das Potential der Ionenstrahltherapie im Vergleich zur konventionellen Strahlentherapie kurz erläutert, die Herausforderungen beim Einsatz des Wasserkalorimeters im gescannten Kohlenstoffstrahl am HIT vorgestellt und die aktuellen Ergebnisse der durchgeführten Messungen präsentiert.