プロトンおよび炭素イオン臨床ビームへのEBT3ラジオクロミックフィルムの用量反応

従来の放射線療法ビームと比較して、プロトンおよび炭素イオン臨床ビームの外部ビーム療法3（EBT3）フィルムの用量反応を調査しました。また、水中のエネルギー堆積カーブに沿ったフィルム反応を測定しました。深さ投与曲線のプラトーで、0.4-20 gy用量で水に0.4-20 Gyの用量で、モノエネルギー鉛筆梁（陽子：63-230 MEV;炭素イオン：115-400 MEV/U）を供給することにより、3つのハドロンテラピーセンターで測定を実施しました。また、フィルムを臨床MVホトンおよび電子ビームに照射しました。平面平行イオン化チャンバーによって提供される測定と比較して、148.8 MEVプロトンと398.9 MEV/U炭素イオンの深さ投与曲線全体に沿ってEBT3フィルムを水に入れました。陽子の場合、深さ投与曲線のプラトーにおけるEBT3の応答は、実験的不確実性内で、光子の応答と違いはありません。炭素イオンの場合、Photonビームに関して16％から29％のEBT3フィルムのエネルギー依存性反応が観察されました。さらに、148.8 MEVプロトンで約10％、398.9 MEV/U炭素イオンで約42％のブラッグピーク領域で過少反応が観察されました。プロトンおよび炭素イオンの臨床ビームの場合、ブラッグピークで過小反応が発生します。炭素イオンの場合、深さ投与曲線のプラトーにおけるEBT3の過小反応も観察されました。この効果は、臨床梁の最も低い初期エネルギーで最も高く、フィルム敏感な層の対応するより高いレットに関連する現象です。この動作は、正確な3D線量測定のためにEBT3フィルムを使用する場合、適切にモデル化する必要があります。

We investigated the dose-response of the external beam therapy 3 (EBT3) films for proton and carbon ion clinical beams, in comparison with conventional radiotherapy beams; we also measured the film response along the energy deposition-curve in water. We performed measurements at three hadrontherapy centres by delivering monoenergetic pencil beams (protons: 63-230 MeV; carbon ions: 115-400 MeV/u), at 0.4-20 Gy dose to water, in the plateau of the depth-dose curve. We also irradiated the films to clinical MV-photon and electron beams. We placed the EBT3 films in water along the whole depth-dose curve for 148.8 MeV protons and 398.9 MeV/u carbon ions, in comparison with measurements provided by a plane-parallel ionization chamber. For protons, the response of EBT3 in the plateau of the depth-dose curve is not different from that of photons, within experimental uncertainties. For carbon ions, we observed an energy dependent under-response of EBT3 film, from 16% to 29% with respect to photon beams. Moreover, we observed an under-response in the Bragg peak region of about 10% for 148.8 MeV protons and of about 42% for 398.9 MeV/u carbon ions. For proton and carbon ion clinical beams, an under-response occurs at the Bragg peak. For carbon ions, we also observed an under-response of the EBT3 in the plateau of the depth-dose curve. This effect is the highest at the lowest initial energy of the clinical beams, a phenomenon related to the corresponding higher LET in the film sensitive layer. This behavior should be properly modeled when using EBT3 films for accurate 3D dosimetry.