ラウンドロビンガンマ定位放射線外科線量測定校正プロトコルの制度比較

目的：ガンマ定位放射線外科の吸収用量校正は、これらのデバイスのユニークな幾何学的条件、線量測定特性、および非標準のフィールドサイズのために困難です。ガンマの立体放射線術の線量測定と品質保証に関する米国物理学者協会（AAPM）タスクグループ178のメンバーは、校正測定機器とファントムのラウンドロビン交換に参加しました。放射線手術ユニット。この研究の目的は、米国の一次線量測定キャリブレーション研究所の基準に対するトレーサビリティを維持しながら、既存のキャリブレーション法と新しい形式をベンチマークし、比較することでした。 方法：9つの機関は、直径3つの異なる160 mmの球状ファントム[アクリロニトリルブタジエンスチレン（ABS）プラスチック、固体水、および液体水]およびポジショニングジグを使用して空気中の10のガンマ定位放射線手術ユニットを使用して測定しました。すべての測定のために、2つの較正されたミニチュアイオン化チャンバーと1つの較正されたエレクトロメーターが循環されました。ファントムセンターでの参照用量率は、確立されたAAPM TG-21またはTG-51用量キャリブレーションプロトコルを使用して、2つの提案された用量校正プロトコル/形式を使用して決定されました。小規模および非標準の放射線フィールドの代理店（IAEA）ワーキンググループ。各機関の結果は、ABSファントムのTG-21プロトコルを使用して、その機関で決定された線量率に対して正規化されました。 結果：8つのチャンバープロトコルファントムの組み合わせの基準用量率（TG-21+ABSファントム）の1.5％（TG-21+ABSファントム）の1.5％内の用量率の割合は次のとおりでした。TG-21で88％、TG-51で70％、新しいIAEA非標準の形式主義で93％、新しい空中プロトコルで65％。TG-21+ABSの用量レートに比べてすべての測定値にわたる用量率の平均と標準偏差は0.999±0.009（TG-21）、0.991±0.013（TG-51）、1.000±0.009（IAEA）、および1.009±0.012（空中）。すべての線量測定ファントムに適用されるTG-21プロトコルの2つのイオン化チャンバー間に、統計的に有意な差はありませんでした（すなわち、p> 0.05）。TG-51プロトコルを使用した平均結果は、他の線量測定プロトコルの結果よりも著しく低く、標準偏差は2〜3倍大きくなりました。空気内プロトコルは、液体水またはABSファントムのA16チャンバーのTG-21と統計的に異なっていませんでした（P = 0.300およびP = 0.135）が、すべてのファントムのPTWチャンバーのTG-21と統計的に異なっていました（P=固体水の場合は0.006、液体水で0.014、ABSで0.020）。IAEA形式の結果は、A16チャンバーと液体水ファントムの組み合わせでのみTG-21の結果と統計的に異なっていました（P = 0.017）。後者の場合、2つのプロトコルで測定された線量率はわずか0.4％でした。他のファントムイオン化とchamberの組み合わせの場合、新しいIAEA形式はTG-21と統計的に異なっていませんでした。 結論：他のイオン化チャンバーの新しいプロトコルを検証するにはさらなる調査が必要ですが、これらの結果は、標準化されたキャリブレーションプロトコルとして役立つ専門社会によって特定の方法が選択されている場合、異なるキャリブレーションプロトコルとイオン化チャンバーを定量的に比較するための参照として役立ちます。。

PURPOSE: Absorbed dose calibration for gamma stereotactic radiosurgery is challenging due to the unique geometric conditions, dosimetry characteristics, and nonstandard field size of these devices. Members of the American Association of Physicists in Medicine (AAPM) Task Group 178 on Gamma Stereotactic Radiosurgery Dosimetry and Quality Assurance have participated in a round-robin exchange of calibrated measurement instrumentation and phantoms exploring two approved and two proposed calibration protocols or formalisms on ten gamma radiosurgery units. The objectives of this study were to benchmark and compare new formalisms to existing calibration methods, while maintaining traceability to U.S. primary dosimetry calibration laboratory standards. METHODS: Nine institutions made measurements using ten gamma stereotactic radiosurgery units in three different 160 mm diameter spherical phantoms [acrylonitrile butadiene styrene (ABS) plastic, Solid Water, and liquid water] and in air using a positioning jig. Two calibrated miniature ionization chambers and one calibrated electrometer were circulated for all measurements. Reference dose-rates at the phantom center were determined using the well-established AAPM TG-21 or TG-51 dose calibration protocols and using two proposed dose calibration protocols/formalisms: an in-air protocol and a formalism proposed by the International Atomic Energy Agency (IAEA) working group for small and nonstandard radiation fields. Each institution's results were normalized to the dose-rate determined at that institution using the TG-21 protocol in the ABS phantom. RESULTS: Percentages of dose-rates within 1.5% of the reference dose-rate (TG-21+ABS phantom) for the eight chamber-protocol-phantom combinations were the following: 88% for TG-21, 70% for TG-51, 93% for the new IAEA nonstandard-field formalism, and 65% for the new in-air protocol. Averages and standard deviations for dose-rates over all measurements relative to the TG-21+ABS dose-rate were 0.999±0.009 (TG-21), 0.991±0.013 (TG-51), 1.000±0.009 (IAEA), and 1.009±0.012 (in-air). There were no statistically significant differences (i.e., p>0.05) between the two ionization chambers for the TG-21 protocol applied to all dosimetry phantoms. The mean results using the TG-51 protocol were notably lower than those for the other dosimetry protocols, with a standard deviation 2-3 times larger. The in-air protocol was not statistically different from TG-21 for the A16 chamber in the liquid water or ABS phantoms (p=0.300 and p=0.135) but was statistically different from TG-21 for the PTW chamber in all phantoms (p=0.006 for Solid Water, 0.014 for liquid water, and 0.020 for ABS). Results of IAEA formalism were statistically different from TG-21 results only for the combination of the A16 chamber with the liquid water phantom (p=0.017). In the latter case, dose-rates measured with the two protocols differed by only 0.4%. For other phantom-ionization-chamber combinations, the new IAEA formalism was not statistically different from TG-21. CONCLUSIONS: Although further investigation is needed to validate the new protocols for other ionization chambers, these results can serve as a reference to quantitatively compare different calibration protocols and ionization chambers if a particular method is chosen by a professional society to serve as a standardized calibration protocol.