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Erste Messungen der Wasser-Energiedosis für die interstitielle Brachytherapie

29.09.2008

Als organerhaltendes minimalinvasives radiotherapeutisches Verfahren hat die interstitielle Brachytherapie eine zunehmende Bedeutung bei der Behandlung des lokal begrenzten Prostatakarzinoms erlangt. Es handelt sich dabei um eine "Low-Dose"-Brachytherapie, bei der radioaktive Strahlungsquellen (Jod-125 oder Palladium-103) in Form von Seeds über Hohlnadeln zum dauerhaften Verbleib in das Prostata-Gewebe eingebracht werden.

Die dosimetrische Basis dieser Strahlentherapie stellt bisher die Bestimmung der Luftkermaleistung dieser Quellen in 1 m Abstand von der zentralen Achse der Quelle dar. In der Strahlentherapie ist es aber üblich, die Dosis in der Messgröße Wasser-Energiedosis anzugeben. Im Report der Task Group 43 der American Association of Physicists in Medicine (AAPM) ist ein Konversionsverfahren zur Wasserenergiedosis beschrieben, welches in den meisten Ländern Europas verwendet wird. Bei Anwendung dieses Verfahrens muss allerdings mit einer Gesamtunsicherheit von etwa 8 % (k = 1) gerechnet werden. Abweichungen zwischen der applizierten und der berechneten Dosis von 8 % werden als klinisch signifikant angesehen. Eine direkte Bestimmung der Dosis in der Messgröße Wasser-Energiedosis würde diese Unsicherheit reduzieren.

Eine große luftgefüllte parallele Plattenkammer in einem Phantom aus wasseräquivalentem Material (RW1) wurde mit dem Ziel entwickelt, zukünftig als Primärnormal für die direkte Bestimmung der Wasser-Energiedosis zu dienen. Dabei wird durch die Wahl der Dicke der Eingangsplatte die Messtiefe im Wasserphantom realisiert.

In den vergangenen Jahren wurde ein neues Messverfahren entwickelt, um mit einer im Phantom befindlichen Extrapolationskammer die durch das Strahlungsfeld in Luft erzeugte Ladung Q bei verschiedenen Messvolumina zu ermitteln. Mit Hilfe eines per Monte-Carlo Rechnung bestimmten Konversionsfaktors wird aus den bei verschiedenen Messvolumina bestimmten Ladungen die Wasserkerma in der Grenzschicht in Abwesenheit eines Hohlraums bestimmt.

Der Vorteil dieses Verfahrens beruht darauf, dass die MC-Rechnungen nur den Photonentransport zu berücksichtigen brauchen. Bei der gegenwärtigen Anordnung in einem Graphitphantom hat die ermittelte Dosis eine erweiterte Unsicherheit (k = 2) von etwa 2-3 %.

In diesem Jahr wurde die Extrapolationskammer im wasseräquivalenten Material fertig gestellt und erste Messungen mit ihr durchgeführt. Dabei wurden vier hart gefilterte Röntgenstrahlungsqualitäten mit mittleren Energien zwischen 15 keV und 33 keV verwendet.

Für jede Strahlungsqualität ist die bei unterschiedlichen Plattenabständen bestimmte Wasser-Energiedosis fast gleich, jedoch ergeben sich im Vergleich zu früher durchgeführten Studien an einer Extrapolationskammer gleicher Bauart deutlich höhere Standardabweichungen der Messwerte; diese sind auf Leckströme während der Messung zurückzuführen, die um etwa eine Größenordnung höher als erwartet sind. Trotz dieser Einschränkung ergaben sich bei einem Vergleich mit Wasser-Energiedosiswerten, die über Freiluftkammermessungen der Luftkerma und unter Heranziehung von Monte Carlo Rechnungen ermittelt wurden, Übereinstimmungen im Prozentbereich. Damit kann das entwickelte Verfahren mit der neuen Kammer zur Anwendung kommen. Der Reduzierung des Leckstroms gilt nun der nächste Schritt in diesem Projekt.

Abbildung : Die neu entwickelte Extrapolationskammer vor einer Röntgenanlage.