Entwicklung und Einführung eines neuartigen dosimetrischen Formalismus in der Brachytherapie

Abstract

Bei der Brachytherapie handelt es sich um ein Spezialgebiet der Strahlentherapie, in welcher radioaktive Strahler ihre Dosis auf kurzen Distanzen direkt im bestrahlten Zielvolumen applizieren. Dieses Verfahren hat den großen Vorteil der verringerten Strahlenbelastung in der Peripherie des Zielvolumens. Aufgrund dieser speziellen geometrischen Konstellation und des Einsatzes geeigneter Strahlung bedarf die Bestimmung der absorbierten Dosis eines eigenen Formalismus, welcher sich von den sonstigen Messbedingungen der perkutanen Strahlentherapie mit Linearbeschleunigern abhebt. Die experimentelle Kommissionierung eines Brachytherapiestrahlers oder die Verifikation einer klinischen Dosisleistungsverteilung erfordern die Messung der vom Strahler verursachten Dosisleistung in einem vorgegebenen Punkt. Zur Bestimmung der absorbierten Punktdosis mit einem realistischen Detektor müssen auf sein Signal einige Korrektionen angewandt werden. Zum einen für die unterschiedliche Energieabsorption vom Detektormaterial und Wasser sowie zum anderen zur Korrektion von Störungen des Strahlungsfeldes durch den Detektor. Dieses Verfahren wird in der Dosimetrie Sondenmethode bezeichnet. Aufgrund der fortgeschrittenen Entwicklung in der Computertechnik können die zugehörigen Korrektionsfaktoren mithilfe von Monte-Carlo Methoden mit hinreichender Genauigkeit berechnet werden. Die Monte-Carlo Simulation ermöglicht neben der absorbierten Dosis auch weitere dosimetrische Größen wie etwa die beschränkte Cema zu berechnen, welche unter anderem durch ihre energiedifferentielle Darstellung zum tieferen Verständnis des Ansprechvermögens von Detektoren und darauf aufbauender Optimierung beitragen können. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Anwendung eines Monte-Carlo basierten dosimetrischen Formalismus in der Brachytherapie auf Grundlage der beschränkten Cema. Für klinische Anwendungen wird hiermit eine systematische quantitative Bestimmung von Korrektionsfaktoren für verschiedene Detektortypen im Zusammenspiel mit ausgewählten Brachytherapiestrahlern sowie möglichen Referenzbedingungen vorgestellt.