Estudio de idoneidad de un detector basado en diamante sintético para la determinación de la dosis absorbida en tratamientos de arcoterapia de intensidad modulada

  1. Pablo Castro Tejero 1
  2. David Hernández González 1
  3. Roser Fayos-Solà Capilla 1
  4. Alberto Viñals Muñoz 1
  5. Carmen Libertad Candón González 1
  6. María Roch González 1
  1. 1 Hospital Universitario La Princesa, Madrid, España
Revista:
Revista de Física Médica

ISSN: 1576-6632

Año de publicación: 2021

Volumen: 22

Número: 2

Páginas: 23-36

Tipo: Artículo

DOI: 10.37004/SEFM/2021.22.2.002 DIALNET GOOGLE SCHOLAR lock_openAcceso abierto editor

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Resumen

Se investigan las características de un detector basado en diamante sintético (PTW 60019 microDiamond) para la verificación dosimétrica de tratamientos realizados mediante arcoterapia de intensidad modulada (VMAT), para tres energías diferentes de fotones, 6MV con filtro aplanador, 6 y 10 MV sin filtro. Se contrasta su comportamiento frente a dos cámaras de ionización (PTW 31010 Semiflex, PTW 31016 PinPoint). El detector PTW 60019 presenta una respuesta estable en el tiempo, con variaciones menores a 0.31% en 7 meses. La incertidumbre típica relativa de la dosis absorbida en el punto de medida para las distribuciones asociadas a tratamientos de VMAT se estima en 3% con un nivel de confianza de 96.5% (k = 2.14). Los resultados para este detector muestran consistencia con el sistema de planificación dentro de la incertidumbre de medida en todos los casos salvo uno, mientras que las cámaras de ionización presentan diferencias por encima de 3% en volúmenes de tratamiento inferiores a 5 cm3 asociadas a inhomogeneidades en la distribución. El detector basado en diamante sintético ha demostrado su capacidad para medir dosis absorbida en distribuciones impartidas con VMAT en volúmenes de hasta 3 cm3, para haces de fotones de energías típicas usadas en radioterapia externa, sin presentar efectos de volumen o densidad significativos.

Referencias bibliográficas

  • Matuszak MM, Yan D, Grills I, Martinez A. Clinical Applications of Volumetric Modulated Arc Therapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2010;77(2):608–16. DOI: 10.1016/j.ijrobp.2009.08.032
  • Palmans H, Andreo P, Huq MS, Seuntjens J, Christaki KE, Meghzifene A. Dosimetry of small static fields used in external photon beam radiotherapy: Summary of TRS-483, the IAEA-AAPM international Code of Practice for reference and relative dose determination. Med Phys 2018;45(11):e1123–45. DOI: 10.1002/mp.13208
  • Almaviva S, Marinelli M, Milani E, Tucciarone A, Verona-Rinati G, Consorti R, et al. Synthetic single crystal diamond diodes for radiotherapy dosimetry. Nucl Instruments Methods Phys Res Sect A 2008;594(2):273–7. DOI: 10.1016/j.nima.2008.06.028
  • Almaviva S, Marinelli M, Milani E, Prestopino G, Tucciarone A, Verona C, et al. Chemical vapor deposition diamond based multilayered radiation detector: Physical analysis of detection properties. J Appl Phys 2010;107(1). DOI: 10.1063/1.3275501
  • Laub W, Crilly R. Clinical radiation therapy measurements with a new commercial synthetic single crystal diamond detector. J App Clin Med Phys 2014;15(6):92-102. DOI: 10.1120/jacmp.v15i6.4890
  • Ciancaglioni I, Marinelli M, Milani E, Prestopino G, Verona C, Verona-Rinati G, et al. Dosimetric characterization of a synthetic single crystal diamond detector in clinical radiation therapy small photon beams. Med Phys 2012;39(7):4493–501. DOI: 10.1118/1.4729739
  • Lárraga-Gutiérrez JM, Ballesteros-Zebadúa P, Rodríguez-Ponce M, García-Garduno OA, De La Cruz OOG. Properties of a commercial PTW-60019 synthetic diamond detector for the dosimetry of small radiotherapy beams. Phys Med Biol 2015;60(2):905–24. DOI: 10.1088/0031-9155/60/2/905
  • Akino Y, Gautam A, Coutinho L, Würfel J, Das IJ. Characterization of a new commercial single crystal diamond detector for photon-and proton-beam dosimetry. J Radiat Res 2015;56(6):912–8. DOI: 10.1093/jrr/rrv044
  • Reggiori G, Stravato A, Pimpinella M, Lobefalo F, De Coste V, Fogliata A, et al. Use of PTW-microDiamond for relative dosimetry of unflattened photon beams. Phys Medica 2017;38:45–53. DOI: 10.1016/j.ejmp.2017.05.046
  • Kaveckyte V, Malusek A, Benmakhlouf H, Carlsson GA, Tedgren ÅC. Suitability of microDiamond detectors for the determination of absorbed dose to water around high-dose-rate 192Ir brachytherapy sources. Med Phys 2018;45(1):429–37. DOI: 10.1002/mp.12694
  • Mandapaka A, Verona‐rinati G, Ghebremedhin A, Patyal B. Evaluation of the Dosimetric Properties of a Synthetic Single Crystal Diamond Detector in Clinical Proton Beams. Med Phys 2013;40(6):227. DOI: 10.1118/1.4814539
  • Pimpinella M, Ciancaglioni I, Consorti R, Venanzio C Di, Guerra AS, Petrucci A, et al. A synthetic diamond detector as transfer dosimeter for Dw measurements in photon beams with small field sizes. Metrologia 2012;49(5). DOI: 10.1088/0026-1394/49/5/S207
  • De Coste V, Francescon P, Marinelli M, Masi L, Paganini L, Pimpinella M, et al. Is the PTW 60019 microDiamond a suitable candidate for small field reference dosimetry? Phys Med Biol 2017;62(17):7036–55. DOI: 10.1088/1361-6560/aa7e59
  • Hartmann GH, Zink K. A Monte Carlo study on the PTW 60019 microDiamond detector. Med Phys 2019;46(11):5159–72. DOI: 10.1002/mp.13721
  • Hyun MA, Miller JR, Micka JA, DeWerd LA. Ion recombination and polarity corrections for small-volume ionization chambers in high-dose-rate, flattening-filter-free pulsed photon beams. Med Phys 2017 Feb;44(2):618–27. DOI: 10.1002/mp.12053
  • Miller JR, Hooten BD, Micka JA, DeWerd LA. Polarity effects and apparent ion recombination in microionization chambers. Med Phys 2016;43(5):2141–52. DOI: 10.1118/1.4944872
  • Looe HK, Büsing I, Tekin T, Brant A, Delfs B, Poppinga D, et al. The polarity effect of compact ionization chambers used for small field dosimetry. Med Phys 2018;45(12):5608–21. DOI: 10.1002/mp.13227
  • Looe HK, Poppinga D, Kranzer R, Büsing I, Tekin T, Ulrichs AB, et al. The role of radiation-induced charge imbalance on the dose-response of a commercial synthetic diamond detector in small field dosimetry. Med Phys 2019;46(6):2752–9. DOI: 10.1002/mp.13542
  • Zani M, Bucciolini M, Casati M, Talamonti C, Marinelli M, Prestopino G, et al. A synthetic diamond diode in volumetric modulated arc therapy dosimetry. Med Phys 2013;40(9). DOI: 10.1118/1.4818256
  • Alfonso R, Andreo P, Capote R, Huq MS, Kilby W, Kjäll P, et al. A new formalism for reference dosimetry of small and nonstandard fields. Med Phys 2008;35(11):5179–86. DOI: 10.1118/1.3005481
  • Joint Committee For Guides In Measurements. Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement. Int Organ Stand Geneva ISBN 2008;50:134. Disponible en: http://www.bipm.org/en/publications/guides/gum.html
  • Castro P, García-Vicente F, Mínguez C, Floriano A, Sevillano D, Pérez L, et al. Study of the uncertainty in the determination of the absorbed dose to water during external beam radiotherapy calibration. J Appl Clin Med Phys 2008;9(1):70–86. DOI: 10.1120/jacmp.v9i1.2676
  • McEwen M, Dewerd L, Ibbott G, Followill D, Rogers DWO, Seltzer S, et al. Addendum to the AAPM’s TG-51 protocol for clinical reference dosimetry of high-energy photon beams. Med Phys 2014;41(4). DOI: 10.1118/1.4866223
  • Castro P, Roch M, Zapatero A, Büchser D, Garayoa J, Ansón C, et al. Multicomponent Assessment of the Geometrical Uncertainty and Consequent Margins in Prostate Cancer Radiotherapy Treatment Using Fiducial Markers. Int J Med Physics, Clin Eng Radiat Oncol 2018;07(04):503–21. DOI: 10.4236/ijmpcero.2018.74043
  • Li JS, Jin L, Pollack A, Horwitz EM, Buyyounouski MK, Price RA, et al. Gains From Real-Time Tracking of Prostate Motion During External Beam Radiation Therapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2009;75(5):1613–20. DOI: 10.1016/j.ijrobp.2009.05.022
  • Brualla-González L, Gómez F, Pombar M, Pardo-Montero J. Dose rate dependence of the PTW 60019 microDiamond detector in high dose-per-pulse pulsed beams. Phys Med Biol 2015;61(1):N11–9. DOI: 10.1088/0031-9155/61/1/N11
  • Andreo P, Palmans H, Marteinsdóttir M, Benmakhlouf H, Carlsson-Tedgren Å. On the Monte Carlo simulation of small-field microdiamond detectors for megavoltage photon dosimetry. Phys Med Biol 2016;61(1):L1–L10. DOI: 10.1088/0031-9155/61/1/L1
Fuente de los datos: Dialnet