テクニカルノート：in vivo MVフォトンビーム放射線療法治療の視覚的、迅速な、シンチレーション点線量測定

背景：外部ビーム放射線療法（EBRT）中に患者の安全性を確保するために慎重な計画と治療前のチェックが実行されますが、避けられない毎日の変動は、in vivo線量測定（IVD）が真の供給用量を達成する唯一の方法であることを意味します。米国外のいくつかの国では、品質保証のために毎日のIVDが必要です。しかし、他の場所では、従来のin vivoの線量計の手動労働と時間の考慮事項は、診療所でのIVDの頻繁な使用を妨げている可能性があります。 目的：この研究は、電子療法治療のための光線測定のためのプラスチックシンチレーター椎間板を使用した以前の研究で拡張されています。in vivo X線型線量測定のシンチレーターディスクの特性評価を提示し、幾何学的な複雑さによる追加の考慮事項を説明します。 方法：プラスチックシンチレーターディスクは、前面以外のすべての側面に反射的な白い塗料でコーティングされていました。鏡面反射を最小限に抑えるために、反反射したマットコーティングを透明な面に適用しました。時間ゲートのICMOSカメラは、さまざまな照射条件下でディスクを画像化しました。後処理では、シンチレーターの背景抑制された画像は、積分出力や観測角を含むいくつかのパラメーターを抽出するために、ガウスを共有する楕円に適合していました。 結果：線形性とX線エネルギーの独立性が観察され、線量計の理想的な特性と一致しています。用量測定では、前面で0°から75°、出口ビーム線量測定の後部表面で0-60∘$^\ circ $の間の入射ビーム角度の変動が5％未満でした。ディスク表面とカメラレンズの間の角度を変えることは、55°までの同じ用量の積分出力に衝撃を与えませんでした。この点を過ぎて、最大75°で、それに応じて急激な転倒があります。ただし、ディスクの検出された幅に基づいて修正を使用できます。単一のディスクの積分出力の再現性は2％であり、ガントリー角からの変動と組み合わされて、提案されたシンチレーターディスクの線量計の精度を±5.4％と報告します。 結論：プラスチックシンチレーターディスクには、X線放射線療法治療のin vivo光線測定に適した特性があります。典型的な点線とは異なり、固有の読み取り時間遅延はありません。また、測定の光学記録は、将来の参照の治療後に保存されます。いくつかの要因は同じ用量の積分出力に影響しますが、ここでは定量化されており、後処理で修正される場合があります。

BACKGROUND: While careful planning and pre-treatment checks are performed to ensure patient safety during external beam radiation therapy (EBRT), inevitable daily variations mean that in vivo dosimetry (IVD) is the only way to attain the true delivered dose. Several countries outside the US require daily IVD for quality assurance. However, elsewhere, the manual labor and time considerations of traditional in vivo dosimeters may be preventing frequent use of IVD in the clinic. PURPOSE: This study expands upon previous research using plastic scintillator discs for optical dosimetry for electron therapy treatments. We present the characterization of scintillator discs for in vivo x-ray dosimetry and describe additional considerations due to geometric complexities. METHODS: Plastic scintillator discs were coated with reflective white paint on all sides but the front surface. An anti-reflective, matte coating was applied to the transparent face to minimize specular reflection. A time-gated iCMOS camera imaged the discs under various irradiation conditions. In post-processing, background-subtracted images of the scintillators were fit with Gaussian-convolved ellipses to extract several parameters, including integral output, and observation angle. RESULTS: Dose linearity and x-ray energy independence were observed, consistent with ideal characteristics for a dosimeter. Dose measurements exhibited less than 5% variation for incident beam angles between 0° and 75° at the anterior surface and 0-60 ∘ $^\circ $ at the posterior surface for exit beam dosimetry. Varying the angle between the disc surface and the camera lens did not impact the integral output for the same dose up to 55°. Past this point, up to 75°, there is a sharp falloff in response; however, a correction can be used based on the detected width of the disc. The reproducibility of the integral output for a single disc is 2%, and combined with variations from the gantry angle, we report the accuracy of the proposed scintillator disc dosimeters as ±5.4%. CONCLUSIONS: Plastic scintillator discs have characteristics that are well-suited for in vivo optical dosimetry for x-ray radiotherapy treatments. Unlike typical point dosimeters, there is no inherent readout time delay, and an optical recording of the measurement is saved after treatment for future reference. While several factors influence the integral output for the same dose, they have been quantified here and may be corrected in post-processing.