1 / 65

Dosimetri i brachyterapi

Dosimetri i brachyterapi. Taran Paulsen Hellebust Radiumhospitalet / Statens strålevern. Disposisjon. Hva er brachyterapi? Ulike kilder Angivelse av kildestyrke Kalibrering av kilder i brachyterapi Dosefordeling rundt kilden Tradisjonell TG43. Brachyterapi anno 1900.

alexandria
Download Presentation

Dosimetri i brachyterapi

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Dosimetri i brachyterapi Taran Paulsen Hellebust Radiumhospitalet / Statens strålevern

  2. Disposisjon • Hva er brachyterapi? • Ulike kilder • Angivelse av kildestyrke • Kalibrering av kilder i brachyterapi • Dosefordeling rundt kilden • Tradisjonell • TG43

  3. Brachyterapi anno 1900 • Madame Curie oppdaget radioaktiv stråling fra 226Ra i 1898 • Det ble raskt oppdaget at denne strålingen hadde en effekt på vev • Ikke lenge etter startet man å bruke disse kildene til å behandle kreft

  4. Brachyterapi • Brachy = nær • Legger radioaktive kilder i eller i nærheten av målvolumet • Benytter kroppens naturlige hulrom; cervix, oesophagus ol. – endocavitær • Nåler i vevet – interstitsiell brachy

  5. Åpne og kapslede kilder • I brachyterapi benyttes kapslede kilder. De kan foreligge som nåler, tråder eller små lineære kilder. Kapsling kan være av stål, gull eller platina og virker som betafilter og forhindrer kontaminering (gass, fragmenter) • Åpne kilder brukt i terapi 131I administreres oftest av nukleærmedisinske avdelinger. Åpne kilder brukes også mye i forskning.

  6. Radium-226 • Minst 49 fotoner emitteres med energi fra 0.18 til 2.45 MeV - krever mye skjerming • Middelenergi 0.83 MeV ved likevekt og med 0.5 mm platina filter • - og -komponentene blir absorbert i kapselen • Datterisotop en radioaktiv gass - strålehygienisk problem

  7. Radiumkilde

  8. Radiumkilder

  9. Cesium-137 • Kilden kapslet i rustfritt stål • Trenger mindre skjerming enn ved radium • Halveringstid 30.2 år • Monoenergetisk 0.662 MeV • Forholdet mellom eksposisjon i vann og luft radielt fra kilden er lik for 226Ra og 137Cs. Forskjeller på endene (filtreringseffekt)

  10. Cobolt-60 • Høyere spesifikk aktivitet - mindre kilder • Kort halveringstid - 5.26 år • Emitterer to fotonenergier på 1.17 og 1.33 MeV • Lite brukt i moderne brachyterapi

  11. Iridium-192 • Blanding av 30 % Ir og 70% Pt • Kan produseres som små kilder, wire eller nåler • Mindre skjerming • Kort halveringstid: 74.2 dager • Komplekst spekter! Vanskelig dosimetri

  12. Iridiumspekteret Meigooni et al PMB 1988

  13. Endring av Iridiumspekteret ved ulik avstand fra kilden i vann og polyesteren Meigooni et al PMB 1988

  14. Iod-125 • Benyttes til permanente implantater • Henfaller ved elektron innfanging til eksitert tilstand av 125Te. Til grunntilstanden ved utsendelse av 35.5 keV foton. Karakterisktisk stråling i området 27 til 35 keV. • Tilstedeværelse av titan og sveisingene gir anisotropiproblemer

  15. Palladium-103 • Benyttes til permanente implantater • Henfaller ved elektron innfanging og sender ut fotoner med energi i området 20 til 23 keV og Auger-elektroner • Tilstedeværelse av blymarkører og sveisingene gir anisotropiproblemer

  16. Det er en rekke I-125 og Pd-103 kilder tilgjengelig på markedet…. Pass på å benytte riktig dosimetrsik datasett!!! Jack Venselaar

  17. Oppsummering

  18. Nye kilder i brachy • Ytterbium 169: • Middelenergi 93 KeV • Halveringstid 32 dager • Høy spesifikk aktivitet • Kan benyttes både ved LDR og HDR • Cesium 131: • Middelenergi 21 KeV • Halveringstid 9.7 dager

  19. Hvordan skal kildestyrken angis? Vanskelig å lese dokumentasjon!!!

  20. Hvordan skal kildestyrken angis? • Tradisjonelt har det blitt benyttet aktivitet • Aktivitet er definert som antall desintegrasjoner pr. tidsenhet 1 desintegrasjon pr. sekund = 1 Bq 1 Ci = 3.7 · 1010 Bq

  21. Hvordan skal kildestyrken angis? • Det anbefales å spesifisere kilden i kerma-rate i luft i 1 meter, kalles referansekermarate • SI-enhet er Gys-1, men bruker μGyh-1 for LDR og μGys-1 eller mGyh-1 for HDR

  22. Luftkerma for brachy hvor g  0 fordi Eksposisjon – ladning pr. masse-enhet Energi-fluens Masseenergi- abs.koeff. Midlere energi abs. pr. ladningsenhet

  23. Eksposisjonsratekonstanten sammenhengen mellom eksposisjon og aktivitet

  24. Eksposisjonsratekonstanten • Er vanskelig å finne, er avhengig av gode spektrometiske data, vil avhenge av kildens form og veggmateriale • For Iridium-192 har dette vært et problem. Det figurer ulike konstanter for forskjellige leverandører • Det anbefales derfor å måle eksposisjon eller luftkerma direkte. Den måles ofte i 1 meter fra kilden

  25. Luft-kerma styrke – uavhengig av avstanden SK = Kl l2 Enhet 1U = 1μGym2h-1 = 1cGycm2h-1

  26. ’Apparent activity’ ’Apparent activity’ = målt eksposisjon i 1 m /  ufiltrert kilde i 1 m Radium-ekvivalent

  27. Kalibrering av brachykilder AAPM Task Group 40 (TG40): ”Each institute planning to provide brachytherapy should have the ability to independently verify the source strenght provided by the manufacturer”

  28. Sporbarhet til PSDL IAEA-TECDOC-1274

  29. Hver kildetype må kalibreres IAEA-TECDOC-1274

  30. Kalibreringsmetoder på PSDL • 137Cs, 60Co, 192Ir (LDR) • Sværiske kavitets kammer (med grafitt eller aluminiumsvegger) ref. Loftus et al J Res Nat Bur Stand 78A (1974) 465-476 og Loftus et al J Res Nat Bur Stand 85 (1980) 19-25 • 192Ir (HDR) • eksiterer ingen internasjonal standard • Ionisasjonskammeret må kalibreres ved hjelp etablerte eksterne strålekvalieter

  31. Kalibreringsmetoder på PSDL, forts • Lavenergi-foton-emitterende kilder • 125I, 103Pd • NIST (USA) benytter Wide angle free air chamber (WAFAC), ref. ICRU rapport 64 • Lav energetisk karakt. x-ray (~4.5 keV) fra Titan-kapsel har effekt på luftkalibrering, men har ingen effekt på dosen til vev ved en typisk behandlingsavstand på 1 cm • Etter januar 1999 ble disse fotonene filtrert bort  standarden fra NIST ble endret 3-7%!

  32. Kalibreringsmetoder på PSDL, forts Internasjonal standard er å benytte dose til luft. Flere PSDL arbeider med standarder for dose til vann. Eks: Schneider et al. Towards a determination of the absorbed dose to water in water for low-energy photon-emitting brachytherapy seeds Metrologia 44 (2007) 407-414

  33. Kalibreringsmetoder, SSDL og sykehus • Luftkalibrering med ionisasjonskammer • Kan ikke brukes for lavenergi-foton emitterende nuklider (125I og 103Pd) • Brønnkammer • Faststoff-fantom

  34. Formalisme, luftkalibrering Luftkerma kan finnes ved KR = NK * Mu * kair * kscatt * kn *(d/ dref)2 Hvor NK er luftkerma-kalibreringsfaktoren for kammeret Mu måleavlesning korrigert for trykk, temp og rekomb. kair korreksjon for attn. av primære fotoner i luft kscatt korreksjon for spredt stråling fra tak, vegger etc. kn korreksjon for ikke-uniform elektronfluens i kammer d måleavstand, fra senter av kilde til senter av kammer dref referanseavstand 1 meter

  35. Eksperimentelt oppsett

  36. Kalibreringsavstand Fire effekter påvirker nøyaktigheten • Usikkerhet pga effekten av størrelsen på kammeret. Avtar med økende avstand. • Spredt stråling fra gulv, tak etc. relativt til målesignalet. Øker med økende avstand. • Posisjonsusikkerhet. Følger avstandsloven. Avtar med økende avstand. • Effekt av lekkasjestrøm. Øker med økende avstand Avstanden må være så stor at kilden kan oppfattes som punktkilde Kan kalibrere i flere avstander for å teste oppsettet

  37. Korreksjon for spredt stråling • Måleutstyr settes midt i rommet, mist 1 meter over gulvet • To metoder: • Multiple distance method (Goetsch et al 1991), antar at faktoren er uavhengig av avstanden • Shadow shield method (Verhaegen et al 1992, Drugge 1995, Piermattei og Azario 1997)

  38. Ikke-uniform korreksjonsfaktor • Når fotonene går gjennom indre vegg av ionisasjonskammeret genereres det sekundære elektroner • Ikke-uniform fluens av fotoner fører til ikke-uniform elektron fluens i luftkaviteten. • Korreksjonsfaktor avhengig av • Dimensjon og form på kammer • Måleavstand, kildegeometri (punkt, lineær) • Materialet på den indre veggen av kammeret • Energien på fotonene

  39. Ikke-uniform korreksjonsfaktor

  40. Korreksjon for attn. av primær- strålen i luft

  41. Brønnkammer

  42. Fast-stoff fantom

  43. water water P distance d point source Doseberegning

  44. air air P distance d point source air water P distance d point source water water P distance d point source

  45. Dosefordeling rundt en lineær kilde i luft (ingen absorbsjon/spredning) P h d l lengde = l For et lite segment av den lineære kilden:

  46. Kapslet kilde P h d T l lengde = L Det må tas hensyn til absorbsjon i kapselmaterialet. Eksposisjonsraten gitt av Sievert integralet:

  47. Dosefordeling i vev/vann • Mange grupper har målt forholdet mellom eksposisjon i luft og vann som funksjon av avstanden fra kilden for en rekke nuklider • Resultatene spriker • Meisberger et al tilpasset et tredjegrads polynom til teoretiske og eksperimentelle data

  48. Dose i vann/dose i luft Ref. Khan, The Physics of Radiation Therapy

More Related