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Messung der Dosisbelastung der kontralateralen Brust während einer VMAT-Bestrahlung beim Mamma-Karzinom

10.12.2015

Durch die Verwendung neuer Bestrahlungstechniken wie VMAT (volumetric modulated radiotherapy) an modernen klinischen Elektronenbeschleunigern können Risikoorgane besser geschont werden, bei gleichzeitig guter Überdeckung des Zielvolumens. Bei dieser Technik sind der Strahlerkopf, der Multilamellenkollimator usw. gleichzeitig in Bewegung, d. h. die Bestrahlung erfolgt, während der Bestrahlerkopf um einen vorgegebenen Winkel um den Patienten rotiert.

Um die möglicherweise stärkere Dosisbelastung der gesunden Brust bei VMAT-Be­strahlungen des Mamma-Karzinoms zu untersuchen, wurden am Universitätsklinikum Göttingen vier Patientinnen mit Alanin-Dosimetersonden für die Dosismessung in vivo ausgestattet. Dabei wurden fünf einzeln in Polyethylenfolie eingeschweißte Alanin-Pellets auf der gesunden Brust befestigt, vom Brustbein (Pos. 1 in Abb. 1) über die Mamille bis zur Außenseite (Pos. 5 in Abb. 1). Die Sonden wurden bei allen Fraktionen einer Strahlentherapie angebracht, wobei die Positionen auf der Haut markiert wurden. Mit Hilfe der vor jeder Bestrahlung zu Kontrollzwecken aufgenommenen CT-Schnittbilder wurden die Volumina der Sonden konturiert. Dadurch konnte die applizierte Dosis mit dem Bestrahlungsplanungssystem Acuros (Eclipse Version 13.5, Varian Medical Systems) berechnet und die tägliche Lage der Dosimetersonden nachvollzogen werden. Nach Abschluss der Bestrahlungen wurden die Sonden an der PTB ausgewertet. Vor der Anwendung an Patientinnen wurde das Verfahren an einem Alderson-Phantom erprobt.

Beim Alderson-Phantom stimmten gemessene und berechnete Dosis innerhalb der Unsicherheiten überein. Beobachtete Abweichungen waren nicht größer als 0,2 Gy, bei einer Dosis von 14,5 Gy, entsprechend der Pos. 2 in Abb. 1. Den größten Beitrag zur Unsicherheit lieferte dabei das Ansprechvermögen. Dieses konnte für die vorliegenden Bestrahlungsbedingungen (Messung an einer Grenzfläche zwischen Luft und Gewebe) nur mittels Monte-Carlo Simulation abgeschätzt werden und trug ca. 1 % zur Messunsicherheit bei. Die Rechnungen zum Ansprechvermögen wurden am Institut für Medizinische Physik und Strahlenschutz der Technischen Hochschule Mittelhessen (Gießen) durchgeführt.

Bei den in vivo Messungen zeigten sich insbesondere im Bereich der Außenseite (Pos. 5 in Abb. 1) größere Abweichungen, die auf die Einflüsse der starken Gradienten im Randbereich des Feldes verbunden mit Unsicherheiten bei der Bewegung (Atmung) zurückgeführt werden. Trotzdem ist die Übereinstimmung zwischen den berechneten und den gemessenen Dosiswerten insgesamt befriedigend, obwohl die Abweichungen teilweise größer als die abgeschätzten Unsicherheiten sind.

Insbesondere unter Berücksichtigung der am Phantom erhaltenen Ergebnisse zeigen die Messungen, dass die an der kontralateralen Brust zu erwartenden Dosen sinnvoll mit dem Bestrahlungsplanungssystem Acuros abgeschätzt werden können.

Abb. 1: Die Außenkontur einer CT-Rekonstruktion mit fünf Alanin-Dosimetersonden (in Magenta) auf der kontralateralen Bestrahlungsseite und einer Dosisdarstellung in „colour-wash“: blau – geringe Dosis bis rot- verschriebene Dosis. (Abbildung UM Göttingen)

Abb. 2: CT-Schnittbild für Patientin 1 mit den konturierten Volumina der Alanin-Sonden (in Magenta) und einer „colour-wash“-Darstellung der berechneten Dosisverteilung. (Abbildung UM Göttingen)

Abb. 3: Vergleich der berechneten Dosen (dunkelblau) mit den Alanin-Messungen (hellblau) für vier Patientinnen, in Gy. Die jeweils am weitesten links liegenden Balken entsprechen Pos. 1 in Abb. 1 (Brustbein), die jeweils am weitesten rechts liegenden der Pos. 5 (Außenseite).(Abbildung UM Göttingen)

Literatur:

  1. Hüttenrauch, P., Anton, M., von Voigts-Rhetz, P., Wolff, H. A., Wagner, D. M. (2015)
    Evaluation der durch VMAT induzierten Dosisbelastung der kontralateralen Bestrahlungsseite bei Mamma-Ca Patientinnen mittels in vivo Alanin/ESR Dosimetrie“
    ,
    21. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Radioonkologie (DEGRO), Hamburg, 25-28. Juni 2015