| Article ID | Journal | Published Year | Pages | File Type |
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| 1887838 | Zeitschrift für Medizinische Physik | 2006 | 17 Pages |
A commercial electron beam treatment planning system on the basis of a Monte Carlo algorithm (Varian Eclipse, eMC V7.2.35) was evaluated. Measured dose distributions were used for comparison with dose distributions predicted by eMC calculations. Tests were carried out for various applicators and field sizes, irregular shaped cut outs and an inhomogeneity phantom for energies between 6 MeV and 22 MeV. Monitor units were calculated for all applicator/energy combinations and field sizes down to 3 cm diameter and source-to-surface distances of 100 cm and 110 cm. A mass-density-to-Hounsfield-Units calibration was performed to compare dose distributions calculated with a default and an individual calibration. The relationship between calculation parameters of the eMC and the resulting dose distribution was studied in detail. Finally, the algorithm was also applied to a clinical case (boost treatment of the breast) to reveal possible problems in the implementation.For standard geometries there was a good agreement between measurements and calculations, except for profiles for low energies (6 MeV) and high energies (18 MeV, 22 MeV), in which cases the algorithm overestimated the dose off-axis in the high-dose region. For energies of 12 MeV and higher, there were oscillations in the plateau region of the corresponding depth dose curves calculated with a grid size of 1 mm. With irregular cut outs, an overestimation of the dose was observed for small slits and low energies (4% for 6 MeV), as well as for asymmetric cases and extended source-to-surface distances (12% for SSD = 120 cm).While all monitor unit calculations for SSD = 100 cm were within 3% compared to measure-ments, there were large deviations for small cut outs and source-to-surface distances larger than 100 cm (7% for a 3 cm diameter cut-out and a source-to-surface distance of 110 cm).
ZusammenfassungWir haben ein Bestrahlungsplanungssystem für Elektronen (Varian Eclipse, eMC V7.2.35), welches auf Monte-Carlo-Techniken basiert, evaluiert. Berechnungen und Messungen wurden für verschiedene Applikatoren und Energien, für irreguläre Elektroneneinsätze und für ein Phantom mit Inhomogenitäten durchgeführt und verglichen. Berechnete Monitoreinheiten wurden für alle Energie/Applikator-Kombinationen und Feldgrößen bis zu 3 cm Durchmesser sowie für Fokus-Hautabstände von 100 cm und 110 cm mit Messungen verglichen. Eine individuelle Massendichte-zu-Hounsfieldwert-Kalibrierung wurde durchgeführt und mit einer Standardkalibrierung verglichen. Der Einfluss von vom Benutzer wählbaren Parametern für die Dosisberechnung wurde ausführlich untersucht. Abschließend wurde der Algorithmus an einem klinischen Beispiel (Boost-Bestrahlung einer Mamma) angewendet.Mit Ausnahme der Profile für niedrige (6 MeV) und hohe (18 MeV, 22 MeV) Energien, bei welchen der Algorithmus die Dosis im Bereich der “Hörner” deutlich überschätzt, wurde für alle Standardgeometrien eine sehr gute Übereinstimmung der Berechnungen mit den Messungen gefunden. Für Energien ab 12 MeV wurden für kleine Auflösungen (1 mm) auffällige Oszillationen im Bereich des Plateaus der Tiefendosen beobachtet. Für irreguläre Elektroneneinsätze überschätzt der Algorithmus die Dosis für schmale Schlitze und niedrige Energien (bis zu 4% für 6 MeV). Für asymmetrische Einsätze wird die Dosis bei erweiterten Fokus-Hautabständen vom Algorithmus ebenfalls überschätzt (bis zu 12% für einen Fokus-Hautabstand von 120 cm).Während die berechneten Monitoreinheiten für einen Fokus-Hautabstand von 100 cm im Vergleich zu den Messungen um weniger als 3% abweichen, wurden für kleine Elektroneneinsätze und erweiterte Fokus-Hautabstände größere Abweichungen gefunden (7% für einen Einsatz mit 3 cm Durchmesser und einem Fokus-Hautabstand von 110 cm).
