Development and evaluation of a radiochromic film dosimetry program - application on stereotactic columna radiotherapy

Abstract

Stråleterapifaget er stadig under utvikling og med det utvikles det nye teknikker. En slik metode er stereotaktisk strålingsbehandling, hvor det er typisk med høye, presise doser. En av utfordringene med behandlingsplanlegging innen stereotaksi er dosimetrien. Ettersom de mest brukte dosimetrene har relativt store målevolum, som resulterer i lav oppløsning, gir de en for dårlig måling av de bratte gradientene som er typiske i stereotaksi. GafChromic EBT3 film er et dosimeter som tilbyr 2D, kontinuerlig målinger, og har bevist å være et pålitelig dosimeter for bruk innen stereotaktisk strålebehandling. Med det har det kommet et behov for et analyseverktøy for å prosessere målingene gjort med filmen. I dette arbeidet har et slikt analyseringsverktøy blitt utviklet og fått navn Fidora. Med Fidora har brukeren mulighet til å utføre bakgrunnskorrigering og kalibrering i tillegg til å studere profiler og dose volum histogrammer.

Det er to deler av dette arbeidet, hvor den første delen er utviklingen av Fidora og alle dens funksjonaliteter. Den andre delen har vært å studere MLC modellen i behandlingsplanleggingssystemet RayStation og fire stereotaktiske behandlingsplaner ved hjelp av Fidora. Den siste delen av arbeidet har fungert som et "bevis av konsept" for å analysere hvor godt Fidora presterer. Resultatene har vist at Fidora er et pålitelig analyseringsverktøy, og har bevist at det fungerer godt i å oppdage avvik i målte doser sammenlignet med planlagte doseplaner og også til sammenligning av forskjellige behandlingsplaner.

As the field of radiotherapy is constantly evolving new techniques are developed. One such method is stereotactic radiotherapy, which is the delivery of high, precise doses. One of the challenges during the work with stereotactic treatment planning is the dosimetry. As the most common dosimeters have relatively large spatial extent, their resolution is too low to give good measurements of the steep gradients typical for stereotactic radiotherapy. The GafChromic EBT3 film is a dosimeter offering a 2D, continuous readout, and has proved as a reliable dosimeter for use in stereotactic radiotherapy. As such, there has been a need for an analysing tool to process the measurements done by the film. In this work such an analysing tool was developed, named Fidora. In Fidora the user can perform background corrections and calibrations as well as investigating profiles and dose volume histograms.

There are two parts to this work, the first being the development of Fidora with all its functionalities. The second part has been to study the MLC model in the treatment planning system RayStation and four different stereotactic treatment plans using Fidora. The last part of the work has been done as a proof of concept to analyse how well Fidora performs. It has been found that Fidora is a reliable analysing tool, proven to be able to discover deviation in measured dose compared to planned dose plans as well as comparing different treatment plans.