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Charakterisierung von kleinen aktiven Detektoren für die elektronische Brachytherapie (eBT) Dosimetrie durchgeführt

23.12.2021

Abbildung: Fotos und Röntgenbilder der 3 Detektoren. Von links nach rechts: Exradin A26 Ionisationskammer, IBA RAZOR Nano Ionisationskammer und PTW 60019 microDiamond.

Drei aktive Detektoren, die Exradin A26 Ionisationskammer, die IBA RAZOR Nano Ionisationskammer und der PTW 60019 microDiamond (siehe Abbildung) wurden für ihre Verwendung in der elektronischen BrachyTherapie (eBT) Dosimetrie charakterisiert. Die Detektoren wurden in Bezug auf die Messgröße Luftkerma in der PTB unter Verwendung der ISO‑Röntgenserien "N" (schmal) und "TW" (Therapie) von 7,5 kV bis 100 kV kalibriert. Die Ansprechvermögen für monoenergetische Photonen und ihre Unsicherheiten wurden mit Bayes‘scher Parameterschätzung bestimmt, wobei ein Modell angenommen wurde, das die Glättung über eine Spline‑Funktion berücksichtigt. Die auf diese Weise erhaltenen Ansprechvermögen sind mit den verwendeten 18 Kalibrier‑Strahlungsqualitäten gleichzeitig konsistent. Dieser Ansatz ist eine Verbesserung gegenüber dem traditionellen Verfahren, bei dem das Ansprechvermögen der mittleren Energie der entsprechenden Spektren zugeordnet wird. Die Ansprechvermögen für monoenergetische Photonen (mit Unsicherheiten) wurden in 0,25 keV Energieschritten von 6 keV bis 70 keV ermittelt. Obwohl es aufgrund der Größe der Detektoren und der Art ihrer aktiven Volumina Unterschiede von Größenordnungen gibt, zeigen die Ansprechvermögen für monoenergetische Photonen der drei Detektoren ein ähnliches (relatives) Verhalten. Auch wenn die Ansprechvermögen bei niedrigen Energien, das heißt unterhalb von etwa 20 keV, alles andere als flach sind, ermöglicht die Bestimmung dieser zuverlässigen Energieabhängigkeitskurven den Einsatz dieser Detektoren für die Dosimetrie im Nahfeld von eBT‑Anlagen. Die Winkelabhängigkeit der drei Detektoren in Bezug auf den Strahleinfall wurde ebenfalls in Luft in einem Bereich von 180° in 10°‑Schritten mit dem Zeiss INTRABEAM‑System (50 kV) gemessen. Sowohl für die Charakterisierung der Energie- als auch der Winkelabhängigkeit wurden die Detektoren parallel zur Strahlachse ausgerichtet, da dies die erwartete Orientierung bei weiteren Messungen der Dosisverteilung in Wasser um eBT‑Quellen in der PTB ist.

Diese Arbeit dient dazu, die Rückführbarkeit von Detektoren und Messverfahren für die Bestimmung von 3D‑Dosisverteilungen als Teil des laufenden europäischen EMPIR‑Projekts “Primary standards and traceable measurement methods for X-ray emitting electronic brachytherapy devices” (PRISM‑eBT)” herzustellen.

Die Ergebnisse dieser Untersuchung werden in einer „peer-reviewed“ Zeitschrift veröffentlicht.

Förderung:

Diese Forschung wurde im Rahmen des Projekts 18NRM02 PRISM‑eBT durchgeführt, welches aus dem EMPIR‑Programm, kofinanziert durch die teilnehmenden Staaten, und aus dem Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union finanziert wurde.

Ansprechpartner:

Fernando Garcia Yip, Fachbereich 6.3, Arbeitsgruppe 6.34

Thorsten Schneider, Fachbereich 6.3, Arbeitsgruppe 6.34

Rolf Behrens, Fachbereich 6.3, Arbeitsgruppe 6.34