Comparison of the ESTRO Formalism for monitor unit calculation with a Clarkson based algorithm of a treatment planning system and a traditional „full-scatter” methodology

Die von der ESTRO vorgeschlagene Methode für die Berechnung der Monitor-Einheiten (ME) wurde evaluiert und implementiert, um eine traditionelle ME-Berechnungsmethode zu ersetzen. Diese traditionelle ME-Berechnungsmethode stützt sich auf Basisdaten, welche in einem Wasserphantom gemessen und auf die Tiefe des Dosismaximums normiert wurden, sowie auf der BJR-25-Tabelle zur Konvertierung von rechteckigen Feldern in äquivalente Quadratfelder. Zusätzlich wurden im Rahmen dieser Untersuchung die Basisdaten des Bestrahlungsplanungssystems neu ermittelt und auf eine Referenztiefe von 10 cm normiert. Der ESTRO-Formalismus, Berechnungen des Bestrahlungsplanungssystems (basierend auf der Clarkson-Integrationsmethode) mit Basisdaten normiert auf die Tiefe des Dosismaximums (zm) und 10 cm Referenztiefe sowie die traditionelle Methode für die ME-Berechnung wurden für verschiedene Bestrahlungsgeometrien (quad- ratische und rechteckige offene Felder, Keilfelder mit/ohne Abschirmblöcken) für 6- und 10-MV-Photonenstrahlung verglichen. Als Referenzwert dienten Ionisationskammer-Messungen in 5, 10 and 20 cm Tiefe im Wasserphantom. Alle Methoden mit Ausnahme der traditionellen unterscheiden zwischen Streueffekten im Strahlerkopf und im Phantom bzw. Gewebe. Die einzige Methode, die für Keilfelder separate Tiefendosisparameter verwendet, ist der ESTRO-Formalismus. Der quadratische Mittelwert (RMS) der Abweichungen zwischen Messungen und Berechnungen basierend auf dem ESTRO-Formalismus war kleiner als 1%, auch für komplexe Bestrahlungsgeometrien mit Keilen und Blöcken. Die Berechnungen des Bestrahlungsplanungssystems (TPS) zeigten im Speziellen für Keilfelder größere Abweichungen, wobei bei der Verwendung von Basisdaten mit Bezug auf zm der quadratische Mittelwert der Abweichungen 4% für 6 MV und 1,6% für 10 MV Photonenstrahlung betrug. Bei der Verwendung von Basisdaten mit Bezug auf zR verkleinerten sich diese Abweichungen auf 1,9% (6 MV) bzw. 1,1% (10 MV). Die Verwendung von Abschirmblöcken hatte einen geringen zusätzlichen Einfluss auf die Berechnungsgenauigkeit des TPS. Die traditionelle Methode der ME-Berechnung zeigte bei Keilfeldern mit Abschirmblöcken die größten Abweichungen (RMS 7% bei 6MV und 5% bei 10 MV). Die Ursachen für die Abweichungen und die Limitierungen der einzelnen Verfahren werden diskutiert.