黒球療法中の直腸用量のin vivo測定のための使い捨てのOSL線量計

目的：使い捨ての直腸の線量計を開発し、高用量率192 IRを使用した子宮頸がん治療のための黒球療法中に直腸への暴露用量を測定する能力を実証することを目指しました。私たちの直腸の線量計は、カテーテルに覆われた光学的に刺激された発光（OSL）シートで線量を測定します。使用したカテーテルは直径6 mmです。したがって、それは他の直腸の線量計よりもはるかに侵襲的ではありません。この研究で開発された直腸線量計は、安価で使い捨ての特徴を持っています。また、個別に滅菌できる使いやすい検出器でもあり、臨床使用に適しています。 方法：用量キャリブレーション曲線を取得するために、ファントム実験が実行されました。照射はキュービックアクリルファントムを使用して実行され、OSL線量計の応答は、治療計画システム（TPS）によって予測された計算値で較正されました。さらに、カテーテル角の線量計の位置と再現性への依存性を評価しました。また、子宮頸がんのために黒化吸引療法を受けている患者の直腸に対する吸収用量を測定しました（n = 64）。線量計で測定された用量は、TPSによって計算された用量と比較されました。測定用量と計画された用量の大きな違いの原因を調べるために、この臨床研究を実施する際に、データを一般的かつ特定のケースに分類しました。特定の場合、次の3つのカテゴリが考慮されました。（a）患者の動き、（b）膣および/または直腸のガス、および（c）アプリケーターによって引き起こされるX線画像のアーティファクト。 結果：0.1 Gy-10.0 Gyの範囲で用量キャリブレーション曲線が得られました。線量計の位置と再現性へのカテーテル角の依存性の評価から、私たちの線量計は正確性3.1％（k = 1）で直腸の用量を測定できると判断しました。この臨床研究では、直腸線量計を使用して実際の用量を測定することに成功しました。計画された用量からの測定用量の偏差は、12.7％（k = 1）に由来することがわかりました。この結果は、臨床研究に不確実性の大きな要素が含まれていたことを示しています。矛盾は、治療中の患者の動き、計画画像を計画した後のアプリケーターの動き、および計画画像のアーティファクトによるものであることがわかりました。 結論：OSLシートを使用して、低侵襲直腸の線量計を製造できるという考えを提示します。私たちの臨床研究では、OSLシートから作られた直腸線量計が直腸用量を評価するのに十分な能力を持っていることを示しています。この線量計を使用すると、リスクのある臓器に関する貴重な情報は、黒球療法中に得ることができます。

PURPOSE: We aimed to develop a disposable rectum dosimeter and to demonstrate its ability to measure exposure dose to the rectum during brachytherapy for cervical cancer treatment using high-dose rate 192 Ir. Our rectum dosimeter measures the dose with an optically stimulated luminescence (OSL) sheet which was furled to a catheter. The catheter we used is 6 mm in diameter; therefore, it is much less invasive than other rectum dosimeters. The rectum dosimeter developed in this study has the characteristics of being inexpensive and disposable. It is also an easy-to-use detector that can be individually sterilized, making it suitable for clinical use. METHODS: To obtain a dose calibration curve, phantom experiments were performed. Irradiation was performed using a cubical acrylic phantom, and the response of the OSL dosimeter was calibrated with the calculation value predicted by the treatment planning system (TPS). Additionally, the dependence of catheter angle on the dosimeter position and repeatability were evaluated. We also measured the absorbed dose to the rectum of patients who were undergoing brachytherapy for cervical cancer (n = 64). The doses measured with our dosimeters were compared with the doses calculated by the TPS. In order to examine the causes of large differences between measured and planned doses, we classified the data into common and specific cases when performing this clinical study. For specific cases, the following three categories were considered: (a) patient movement, (b) gas in the vagina and/or rectum, and (c) artifacts in the X-ray image caused by applicators. RESULTS: A dose calibration curve was obtained in the range of 0.1 Gy-10.0 Gy. From the evaluation of the dependence of catheter angle on the dosimeter position and repeatability, we determined that our dosimeter can measure rectum dose with an accuracy of 3.1% (k = 1). In this clinical study, we succeeded in measuring actual doses using our rectum dosimeter. We found that the deviation of the measured dose from the planned dose was derived to be 12.7% (k = 1); this result shows that the clinical study included large elements of uncertainty. The discrepancies were found to be due to patient motion during treatment, applicator movement after planning images were taken, and artifacts in the planning images. CONCLUSIONS: We present the idea that a minimally invasive rectum dosimeter can be fabricated using an OSL sheet. Our clinical study demonstrates that a rectum dosimeter made from an OSL sheet has sufficient ability to evaluate rectum dose. Using this dosimeter, valuable information concerning organs at risk can be obtained during brachytherapy.