Non-reference condition correction factor kNR of typical radiation detectors applied for the dosimetry of high-energy photon fields in radiotherapy

Nach den Regeln der geltenden Dosimetrie-Normen berücksichtigt der Korrektionsfaktor für die Strahlungsqualität, kQ, die energieabhängige Änderung des Detektor-Ansprechvermögens unter den Bedingungen der klinischen Dosimetrie bei hochenergetischer Photonenstrahlung. Genau genommen gilt ein Faktor kQR unter Referenzbedingungen, d.h. an einem Punkt der Strahlachse in 10 cm Tiefe in einem großen Wasserphantom, bei 10 × 10 cm2 Feldgröße, SSD 100 cm und der jeweiligen Strahlungsqualität, die durch den Qualitätsindex Q charakterisiert ist. Daher wurde ein zusätzlicher Korrektionsfaktor kNR eingeführt, der die Einflüsse spektraler Änderungen berücksichtigt, die bei dem Einsatz von Detektoren unter Nicht-Referenzbedingungen wie z.B. anderen Tiefen, Feldgrößen und Achsenabständen auftreten, während unter Referenzbedingungen die Normierung kNR = 1 gilt. In dieser Arbeit werden für 6- und 15-MV-Photonenstrahlung Werte von kNR berechnet, ausgehend von dem energieabhängigen Ansprechvermögen der betreffenden Strahlungsdetektoren für monoenergetische Photonen, die mit validierten Photonenspektren klinischer Photonenstrahlungen aus eigenen Monte-Carlo-Rechnungen bei ausgedehnter Variation der Nicht-Referenzbedingungen in einem großen Wasserphantom gewichtet werden. Unsere Ergebnisse bestätigen die Erkenntnis von Scarboro et al. [26], dass kNR sich durch eine eindeutige Funktion der über die spektrale Fluenz gemittelten Photonenenergie Em am Messort darstellen lässt. Dementsprechend wird ein Überblick über die Variation von Em mit Tiefe, Feldgröße und Achsenabstand gegeben. Im gesamten Variationsbereich dieser Bedingungen liegen die Abweichungen der kNR-Werte von 1 für eine Ionisationskammer vom Farmer-Typ bei höchstens 2%, und für die Thermolumineszenz-Detektoren LiF:Mg,Ti und LiF:Mg,Cu,P bewegen sie sich unterhalb 15%. Für die abgeschirmte Si-Diode EDP-10 erstrecken sich die Abweichungen von kNR = 1 bis zu 20%, während sie bei der unabgeschirmten Diode EDD-5 in der Peripherie des Feldes bis zu 60% reichen. Der beschränkte Anwendungsbereich der unabgeschirmten Dioden wird dadurch deutlich umrissen. Für die Zwecke der Dosimetrie bei kleinen Feldern kann kNR in kNCSF, den Korrektionsfaktor für Nichtkalibrierbedingungen, umgerechnet werden, der bei der Kalibrier-Feldgröße 4 × 4 cm2 auf 1 normiert ist. Für die zur Dosimetrie kleiner Felder benötigten nicht abgeschirmten Si-Dioden liegen die Werte von kNCSF näher bei 1 als die kNR-Werte.