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Neue Kalibrieranlage für Ir-192- und Co-60-Brachytherapie-Strahlungsquellen

15.01.2007

192Ir- und seit kurzem auch 60Co-Brachytherapiequellen haben nach wie vor einen bedeutenden Stellenwert in der Radio-Onkologie. Grundlage für die Dosisplanung bildet das in der Norm DIN 6809-2 beschriebene Verfahren der Bestimmung der Kenndosisleistung , bzw. der im ICRU Report 72 empfohlenen Reference Air Kerma Rate [1]. Hierbei handelt es sich um die Luftkermaleistung frei in Luft in 100 cm Abstand vom Aktivitätsschwerpunkt des Strahlers.*) Die PTB führt schon seit mehr als 15 Jahren Kalibrierungen von 192Ir-HDR-Quellen in der Einheit der Kenndosisleistung und der RAKR durch [2].

Sowohl die 192Ir- als auch 60Co-Strahlungsquellen wurden bislang frei im Raum im Abstand von mindestens 2 m von den Wänden positioniert und mit einem Sekundärnormal, einer Ionisationskammer mit einem Volumen von 1000 cm3 im Abstand von 1,00 m vermessen. Das Sekundärnormal wurde rückführbar auf die Primärnormale der PTB für die Luftkerma kalibriert [3]. Sowohl die freie Positionierung der Quellen im Messraum, als auch der Trend, immer stärkere Quellen (bis ca. 500 GBq) oder höhere Photonenenergien (60Co) für die Therapie zu verwenden, führten zu Problemen hinsichtlich des Strahlenschutzes. Aus diesem Grunde wurde im letzten Jahr der Übergang von Messungen frei im Raum zu Kalibrierungen im kollimierten Strahlungsfeld vollzogen, was zusätzlich den Vorteil der deutlichen Verringerung des Streuanteils aus der Luft mit sich brachte, der in der Geometrie frei in Luft ca. 5% beträgt.

Zur Realisierung des kollimierten Strahlungsfeldes wurde in einem speziell eingerichteten Strahlenschutzbereich eine Bleikammer von ca. 30 cm x 30 cm x 40 cm. Kantenlänge und 5 cm Wandstärke und DensiMed® -Blenden von wahlweise 5,5 cm und 11 cm Durchmesser aufgebaut. Im Zentrum dieser Kammer wird die zu kalibrierende Brachytherapiequelle mit Hilfe eines Afterloadingsystems (links in der Abbildung) platziert. Das Sekundärnormal wird mit einem handelsüblichen Industrieroboter (rechts im Bild) auf der zentralen Achse des durch die Blende definierten Strahlungsfeldes mit einer Unsicherheit von weniger als 0,1 mm positioniert.

Um Unsicherheiten in der Positionierung (ca. 0,3 mm) der Strahlungsquelle durch das Afterloadingsystem zu eliminieren werden 5 bis 7 Messungen in unterschiedlichen Abständen zwischen Strahlungsquelle und Sekundärnormal durchgeführt und die empfohlene Reference Air Kerma Rate anschließend durch eine Ausgleichsrechnung bestimmt. Die Korrektionsfaktoren der noch verbleibenden Streuung und der Schwächung in Luft wurden sowohl durch Messungen mit der Schattenkegelmethode, als auch durch Monte Carlo-Simulationsrechnungen jeweils für 192Ir- und 60Co-Strahlungsquellen bestimmt.

Abb.: Messanordnung zur Kalibrierung von 192Ir-Brachytherapiequellen in kollimierter Strahlungsgeometrie

Literatur

  1. International Commission on Radiation Units and Measurements, 2004. Report 72:
    Dosimetry of Beta Rays and Low-Energy Photons for Brachytherapy with sealed sources.
    Journal of the ICRU, 4(2).
  2. Büermann, L.; Kramer, H.-M.; Schrader, H.; Selbach, H.-J.:
    Activity determination of 192Ir solid sources by ionization chamber measurements using calculated corrections for self-absorption.
    Nucl. Instr. & Meth. in Phys. Res. A 339 (1994), pp.369-376.
  3. Selbach, H.-J.; Büermann, L.:
    Vergleich zweier Verfahren zur Darstellung der Einheit der Kenndosisleistung für 192Ir-HDR-Brachytherapiequellen.
    Tagungsband der 35. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Physik (DGMP). Leipzig, (2004)

*) Anmerkung: Die Messgröße Kenndosisleistung, wie sie in DIN 6809 T2 beschrieben wird, entspricht im wesentlichen der außerhalb Deutschlands üblicherweise verwendeten „Reference Air Kerma Rate“ (RAKR), mit dem Unterschied, dass die Kenndosisleistung „unvermeidliche Streuanteile“ aus der Luft und der Umgebung, sowie den Einfluss der Luftschwächung mit enthält. Für die Bestrah-lungsplanung ist jedoch nur der um Streuung und Schwächung korrigierte Anteil von Bedeutung