Dose Determination at kV X-ray Qualities Using Different Protocols

Abstract

Absorbed dose was determined under reference conditions at four x-ray qualities; 30, 80, 120 and 200 kV using five different dosimetry protocols and codes of practice; IAEA TRS-398, AAPM, IPEMB, NCS and DIN. The dose determined by the IAEA protocol was chosen as reference. The dosimetry protocols use different formalisms for determining the absolute dose in a reference point. The IAEA and DIN protocols are based on a dose-to-water calibration factor, ND,w. The other protocols (including DIN) are air kerma based, with calibration factor NK. Some standard laboratories can provide the user with both types of calibration factors. The reference conditions for the different codes are either “in water” or “in air”. In the latter case the dose has to be recalculated into dose to water. The use of plane parallel ionization chambers are generally recommended for low energy photon beams, but at an interval from about 80 kV to 160 kV both plane parallel and cylindrical chambers may be used depending on protocol. The measurements for dose determination were carried out three times at different occasions to minimize uncertainties. The results were generally very stable with a total mean variation of 0.5 %, and in any single measurement series never exceeding 1 %. A mean value from the three measurements was used to calculate the dose. For low energy x-rays the correlation in absolute dose per MU using the different protocols was good. For 30 kV the general deviation was only fractions of a percent. For 80 kV the deviation was around 1 %. At medium energy, however, the different formalisms resulted in larger deviations and could be explained by different reference conditions for the different protocols, for example use or no use of phantom and type of ionization chamber. The DIN protocol was the one that best correlated with the IAEA protocol. DIN uses both formalisms. AAPM dose determinations at medium energy x-rays in phantom and NCS were also well correlated, probably due to similar reference conditions. To be able to better compare doses calculated using the different protocols, more uniformity between the protocols is needed.

Abstract (Swedish)

Vid strålbehandling används olika typer av strålning beroende på vad man ska behandla. Mätningarna i min undersökning gjordes på joniserande strålning med låg energi jämfört med den typ man vanligtvis förknippar med strålbehandling. Den sortens strålning som jag mätte på används främst vid behandling av åkommor som är relativt ytliga, till exempel hudcancer eller psoriasis. Läkarna ordinerar hur stor stråldos som ska ges vid behandling och därför är det viktigt att maskinen är inställd på att ge exakt rätt dos. Det finns olika metoder för att mäta att maskinen ger rätt dos. Syftet med denna undersökning var att bestämma absorberad dos enligt fem olika metodbeskrivningar från olika delar av världen. Absorberad dos är ett mått på energiabsorption från strålning i en bestämd mängd massa. De fem metodbeskrivningar jag använde mig av var dels en viktig internationell, en nordamerikansk, en brittisk, en holländsk och en tysk. De stråldoser som man räknade fram med hjälp av instruktionerna i varje metodbeskrivning skulle sedan jämföras med varandra. Mätningarna skulle göras på olika så kallade strålkvalitéer och maskinen som jag mätte på kunde producera fyra olika sådana som betecknas med den elektriska spänning som används när man skapar strålningen; 30, 80, 120 och 200 kV.

Skillnaden mellan de olika metodbeskrivningarna är små. Alla mätningarna görs med ett mätinstrument som kallas jonkammare men det finns olika typer av jonkammare och de olika metodbeskrivningarna rekommenderar ibland olika typer beroende på strålkvalité. En annan skillnad är vilken formalism de olika metodbeskrivningarna använder, vilket i princip bygger på om jonkammaren är inmätt i vatten eller i luft. Ytterligare en skillnad är om man ska placera mätinstrumentet i vatten, i ett så kallat fantom, eller inte. Vattnets syfte är att efterlikna mänsklig vävnad. Det är effekten av dessa små skillnader som undersöktes.

Resultaten visade att överensstämmelsen i stråldos mellan de olika metodbeskrivningarna var bäst för de lägsta kvalitéerna; 30 och 80 kV. För de två högre kvalitéerna, 120 och 200 kV, visade sig skillnaderna vara större. I allmänhet verkade de vara störst där skillnaderna mellan metodbeskrivningarna var flest, det vill säga om man mätte i fantom eller inte, vilken typ av jonkammare man hade och vilken formalism som användes. De internationella och de tyska resultaten stämde bra överens på alla kvalitéer, liksom de amerikanska och de holländska, vilket kan tillskrivas liknande metoder. Att de två lägre kvalitéerna stämde bra överens mellan samtliga metodbeskrivningar kan förklaras både med att de är mer snarlika och att inverkan av exempelvis fantom blir mindre.

Skillnader i resultat innebär att man inte kan jämföra doser framräknade med olika metodbeskrivningar på ett enkelt sätt. Det betyder dock inte att något resultat är mer eller mindre osäkert eller att en metod är bättre eller sämre beroende på vilken beskrivning man använder. Det gäller helt enkelt att man måste vara medveten om skillnaderna om man ska göra en jämförelse av absorberad dos mellan olika länder.

• author: Dellow, Elias
• supervisor: Per Nilsson; Per Munck af Rosenschöld
• organization: Medical Physics Programme
• year: 2007
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Medicine and Health Sciences
• keywords: Strålterapi
• language: English
• id: 2157046
• date added to LUP: 2011-09-13 11:49:48
• date last changed: 2011-12-06 14:43:20