3D dose reconstruction for narrow beams using ion chamber array measurements

3D dose reconstruction is a verification of the delivered absorbed dose. Our aim was to describe and evaluate a 3D dose reconstruction method applied to phantoms in the context of narrow beams. A solid water phantom and a phantom containing a bone-equivalent material were irradiated on a 6 MV linac. The transmitted dose was measured by using one array of a 2D ion chamber detector. The dose reconstruction was obtained by an iterative algorithm. A phantom set-up error and organ interfraction motion were simulated to test the algorithm sensitivity.In all configurations convergence was obtained within three iterations. A local reconstructed dose agreement of at least 3% / 3 mm with respect to the planned dose was obtained, except in a few points of the penumbra. The reconstructed primary fluences were consistent with the planned ones, which validates the whole reconstruction process. The results validate our method in a simple geometry and for narrow beams. The method is sensitive to a set-up error of a heterogeneous phantom and interfraction heterogeneous organ motion.

Zusammenfassung3D-Dosis-Rekonstruktion gilt als Verifikation der übertragenen absorbierten Dosis. Unser Ziel ist die 3D-Dosis-Rekonstruktionsmethode für schmale Strahlen, ausprobiert an Phantomen, zu beschreiben und zu bemessen. Ein Wasseräquivalentphantom und ein Phantom, das knochenähnliches Material enthält, wurden mit einem 6-MV-Linac bestrahlt. Die durchstrahlte Dosis wurde mit einer Reihe von einem Ionisationskammermatrixdetektor gemessen. Die Dosisrekonstruktion wurde durch einen iterativen Algorithmus erreicht. Fehler in Phantomeinstellung und Organinterfraktionsbewegung wurden simuliert um die Algorithmus-Empfindlichkeit zu prüfen.In allen Konfigurationen wurde der Algorithmus innerhalb von drei Iterationen konvergiert. Eine lokale Dosisübereinstimmung mit der geplanten Dosis von mindestens 3% / 3 mm wurde erreicht, mit der Ausnahme von wenigen Punkten in der Penumbra. Die rekonstruierten Primärfluenzen waren mit den geplanten vereinbart, was der gesamte Rekonstruktionsprozess bestätigt. Die Ergebnisse bestätigen unsere Methode in dem Fall eine einfache Geometrie und schmale Strahlen. Die Methode ist empfindlich gegenüber Einstellungsfehlern eines heterogenen Phantoms und Organinterfraktionsbewegung.