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Strahlentherapie: Methode zur 3D-Bestimmung des aktiven Volumens neuer Therapiedosimeter mit dem Microbeam etabliert

31.03.2020

Fortschritte in der Strahlentherapie ermöglichen es immer besser, auch kleine Tumore gezielt zu bestrahlen und das umgebende Gewebe zu schonen. Für diese Präzisionsaufgabe werden Bestrahlungsgeräte und -pläne vor ihrem Einsatz mit Therapiedosimetern messtechnisch überprüft. Neue, sehr kleine dafür geeignete Dosimeter standen im Fokus der PTB-Forschung: Gemeinsam mit der Universität Oldenburg und der PTW-Freiburg GmbH hat die PTB eine Methode zur Charakterisierung des dreidimensionalen aktiven Volumens dieser Festkörper-Dosimetriedetektoren entwickelt und veröffentlicht.

Die Ansprechvermögen der Therapiedosimeter (hier micro-Diamond-Detektor, siehe Pfeil) wurden zweidimensional charakterisiert, indem sie in Luft direkt unter dem Ausgang im Fokus des Microbeams positioniert und mit einem computergesteuerten xy-Tisch abgetastet wurden. Die eektive Detektordicke wurde durch Variierung der Protonenreichweite durch den Detektorchip unter Verwendung von Schichten aus Aluminiumfolie als Absorber und Aufzeichnen des Detektorsignals bestimmt.

Die Ansprechvermögen der Therapiedosimeter (hier micro-Diamond-Detektor, siehe Pfeil) wurden zweidimensional charakterisiert, indem sie in Luft direkt unter dem Ausgang im Fokus des Microbeams positioniert und mit einem computergesteuerten xy-Tisch abgetastet wurden. Die eektive Detektordicke wurde durch Variierung der Protonenreichweite durch den Detektorchip unter Verwendung von Schichten aus Aluminiumfolie als Absorber und Aufzeichnen des Detektorsignals bestimmt.

Zweidimensionales Ansprechvermögen des microDiamond-Detektors: Die Farbskala repräsentiert den auf das Monitorsignal normierten Detektorstrom. Der weiße Kreis repräsentiert die berechnete Fläche des aktiven Volumens.

Zweidimensionales Ansprechvermögen des microDiamond-Detektors: Die Farbskala repräsentiert den auf das Monitorsignal normierten Detektorstrom. Der weiße Kreis repräsentiert die berechnete Fläche des aktiven Volumens.

Die Methode wurde mithilfe von 10-MeV-Protonen an der PTB-Microbeam-Anlage etabliert. Untersucht wurden drei Detektoren von PTW: der neue micro- Silicon-Detektor, der microDiamond- und der Diode E-Detektor. Die detaillierten Messungen lieferten effektive geometrische Daten, die als Grundlage für Monte-Carlo-Simulationen dienen. Mithilfe solcher Simulationen lassen sich unter anderem Korrekturfaktoren ermitteln, die bei der Dosimetrie für kleine Bestrahlungsvolumina berücksichtigt werden müssen.

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