Implementierung und Validierung der MOSFET-Dosimetrie im kV-Bereich

Abstract

An der Abteilung für Radioonkologie des Ordensklinikum der Barmherzigen Schwestern werden Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) Dosimeter seit einiger Zeit bereits für die In-vivo-Dosimetrie im Megavolt (MV)-Bereich angewendet. Ziel dieser Arbeit ist es, die MOSFET Dosimeter, sowohl für die Verifizierung von Bestrahlungsplänen im Phantom, als auch für die In-vivo-Dosimetrie im Kilovolt (kV)-Bereich zu implementieren. Dafür ist die Planung und Konstruktion eines speziell auf die Verifikation von Bestrahlungen in der Brachytherapie ausgelegten Phantoms erforderlich, welches eine variable Platzierung des Detektors innerhalb des Dosisgradienten ermöglicht. Für die Messungen stehen microMOSFET Detektoren, als auch geeichte Ionisationskammern zur Verfügung. Zur Anwendung kommt ein Afterloader Gerät des Herstellers Varian welches mit einer Iridium-192 Quelle ausgestattet ist. Die Messungen erfolgen im Wasserphantom, mit und ohne Inhomogenitäten. Die Berechnung der Dosis, mit denen die Messergebnisse verglichen werden, erfolgt mittels des Acuros Algorithmus, welcher auf der Linearen Boltzmann-Transportgleichung (LBTE) beruht, und des Task Group No. 43 Report (TG-43) Formalismus. Die spezifischen Eigenschaften eines MOSFET stellen einen Teil dieser Untersuchung dar und werden näher besprochen. Bei den Messergebnissen stechen vor allem jene Resultate heraus, wo Inhomogenitäten beteiligt sind, da sie die größte Übereinstimmung zur Planung aufweisen. Es zeigt sich, dass die leichte Handhabung der microMOSFETs und seiner Peripheriegeräte, als auch die guten Messergebnisse die Implementierung der microMOSFET im kV-Bereich möglich macht und somit diese für die Quality Assurance (dt. Qualitätssicherung) (QA) angewendet werden können.

At the Department of Radiation Oncology of the Order of the Sisters of Mercy Hospital, metal–oxide–semiconductor field-effect transistor (MOSFET) dosimeters have already been used for some time for in-vivo-dosimetry in the megavolt (MV) range. The aim of this work is to utilise the MOSFET dosimeter for the verification of irradiation plans in the phantom as well as for in-vivo-dosimetry in the kilovolt (kV) range. This requires the planning and construction of a phantom specially designed for the verification of irradiation in brachytherapy, which enables variable positioning of the detector within the dose gradient. For the measurements microMOSFET detectors as well as calibrated ionisation chambers are available. An afterloader device from the manufacturer Varian is used, which is equipped with an iridium-192 source. The measurements are carried out in a water phantom, with and without inhomogeneities. The calculation of the dose, with which the measurement results are compared, is performed using the Acuros algorithm, which is based on the linear Boltzmann transport equation (LBTE) and the Task Group No. 43 Report (TG-43) formalism. The specific properties of a MOSFET are part of this investigation and are discussed in more detail. In the measurement results, the results where inhomogeneities are involved stand out in particular, as they show the greatest agreement with the design. It turns out that the easy handling of the microMOSFETs and its peripheral devices as well as the good measurement results make the implementation of the microMOSFETs in the kV range possible and thus they can be used for the Qualitiy Assurance (QA).