Petra Härtl

Dosimetrie eines Blutbestrahlungsgerätes

BACKGROUND Blood and blood products are irradiated to avoid the graft-versus-host disease (GVHD) in immunosuppressed patients and to destroy tumor cells during the intra-operative autotransfusion in tumor surgery. For that purpose more and more dedicated gamma irradiators are used. In most cases the equipment is supplied with a dose calibration factor for a totally filled irradiation canister. As users handle different blood product volumes, it is necessary to investigate the influence of the irradiated blood volume on the absolute dose in a reference point and the dose distribution in the irradiation volume. MATERIAL AND METHODS The dose rate in the center of an empty irradiation canister of an IBL 437C blood irradiator (CIS Diagnostic) was investigated by means of Fricke solution dosimeters from the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). Using thermoluminescence dosimetry (TLD) this value could be transferred to a situation with an empty or completely filled respectively with 2 blood samples (270 ml each) filled canister. Also essential for the irradiation of blood is the knowledge of the dose distribution in the irradiated volume. The distributions in the empty and the realistic filled canister were measured by positioning the TLD on the plexiglas holder in a regular pattern. The case of a completely filled container was investigated by means of the MR Fricke gel dosimetry. All distributions are presented as dose-volume-histograms (DVH). RESULTS The TLD-measurement in the center of the completely filled canister yielded a 4.8% higher dose rate value as compared to the suppliers certificate. From the investigations using the Fricke solution dosimeters in air combined with TLD-measurements values for the complete bandwidth of different container fillings could be derived. So the dose rate in the centre of the canister in the boundary conditions empty and full canister as compared to the values for the realistic filling condition (2 bags) are 117.5% and 94% respectively. Axial dose distributions and DVH have been determined for the 3 filling conditions. CONCLUSIONS We recommend a dose calibration measurement of a blood irradiator to determine the irradiation times for the chosen filling condition, which is typical for the hospital. The DVH presented in this work can be used to derive a value for the dose variance within the irradiated blood.ZusammenfassungHintergrundBlut und Blutpräparate werden in der Tumorchirurgie zur Verhinderung der Graft-versus-host-Erkrankung (GVHD) bei immunsupprimierten Patienten und zur Tumorzellelimination bei der intraoperativen Autotransfusion eingesetzt. Für diese Bestrahlungen werden in verstärktem Maße spezielle Gamma-Blutbestrahlungsgeräge verwendet. Der Hersteller liefert für diese Geräte einen Dosisleistungs-Kalibrierwert, meist für den vollständig gefüllten Behälter. Da aber verschiedene Nutzer unterschiedliche Mengen handhaben, ist es nötig, den Einfluß der Füllmenge auf die Absolutdosis in einem Referenzpunkt und die Dosisverteilung im Bestrahylungsvolumen zu untersuchen.Material und MethodenAn einem mit zwei137Cs-Quellen bestückten Blutbestrahlungsgerät IBL 437C der Firma CIS Diagnostik wurde die Dosisleistung in der Mitte des leeren Behälters mit Fricke-Lösungs-Ampullen der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) gemessen. Mit Hilfe von thermolumineszenzdosimetrischen Vergeleichsmessungen (TLD) wurden Anschlußmessungen für verschiedene Befüllungszustände des Bestrahlungsbehälters durchgeführt. So wurde die Dosimetrie eines realistisch befüllten, des komplett gefüllten und des leeren Behälters untersucht. Für die Bestrahlung von Blutbeuteln ist die Kenntnis der Dosisverteilung im bestrahlten Volumen wichtig. Diese Verteilungen konnten im leeren und im mit zewi Blutbeuteln gefüllten Behälter mittels TLD bestimmt und als Dosis-Volumen-Histogramme (DVH) dargestellt werden. Für den vollständing gefüllten Behälter wurde das MR-Fricke-Gel-Verfahren zur Messung des DVH herangezogen.ErgebnisseDie TLD-Messung im Zentrum des vollen Behälters lieferte im Vergleich zum Herstellerzertifikat einen um 4,8% erhöhten Dosisleistungswert. Aus den Fricke-Lösungs-Messungen in Luft in Kombination mit TLD-An-schlußmessungen konnten Werte für die Bandbreite der Dosierung bei verschiedenen Füllungszuständen gewonnen werden. So ergaben sich für die Grenzwerte leerer und vollständig mit Wasser gefüllter Behälter Über-bzw. Unterdosierungen im Behälterzentrum von 117,5% bzw. 94% im Vergleich zu dem mit realistischer Füllung (zwei Beutel) ermittelten Ergebnis. Axiale Dosisverteilungen und DVH wurden für die drei Füllzustände ermittelt.Schlußfolgerung enWir empfehlen, vor Inbetriebnahme eines Blutbestrahlungsgerätes eine für die jeweilige Befüllungssituation gültige Dosisleistungsmessung zur Bestimmung der Bestrahlungszeiten durchzuführen. Die in dieser Arbeit für eine realistische Füllung und die Grenzwerte leerer bzw. voller Behälter angebenen DVH erlauben dann eine Abschätzung der Dosisvarianz im bestrahlten Blutvolumen.AbstractBackgroundBlood and blood products are irradiated to avoid the graft-versus-host disease (GVHD) in immunsuppressed patients and to destroy tumor cells during the intra-operative autotransfusion in tumor sugery. For that purpose more and more dedicated gamma irradiators are used. In most cases the equipment is supplied with a dose calibration factor for a totally filled irradiation canister. As users handle different blood product volumes, it is necessary to investigate the influence of the irradiated blood volume on the absolute dose in a reference point and the dose distribution in the irradiation volume.Material and MethodsThe dose rate in the center of an empty irradiation canister of an IBL 437C blood irradiator (CIS Diagnostik) was investigated by means of Fricke solution dosimeters from the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). Using thermoluminescence dosimetry (TLD) this value could be transferred to a situation with an empty or completely filled respectively with 2 blood samples (270 ml each) filled canister. Also essential for the irradiation of blood is the knowledge of the dose distribution in the irradiated volume. The distributions in the empty and the realistic filled canister were measured by positioning the TLD on the plexiglas holder in a regular pattern. The case of a completely filled container was investigated by means of the MR Fricke gel dosimetry. All distributions are presented as dose-volume-histograms (DVH).ResultsThe TLD-measurement in the center of the completely filled canister yielded a 4.8% higher dose rate value as compared to the suppliers certificate. From the investigations using the Frickes solution dosimeters in air combined with TLD-measurements values for the complete bandwidth of different container fillings could be derived. So the dose rate in the centre of the canister in the boundary conditions empty and full canister as compared to the values for the realistic filling condition (2 bags) are 117.5% and 94% respectively. Axial dose distributions and DVH have been determined for the 3 filling conditions.ConclusionsWe recommend a dose calibration measurement of a blood irradiator to determine the irradiation times for the chosen filling condition, which is typical for the hospital. The DVH presented in this work can be used to derive a value for the dose variance within the irradiated blood.

Linac Twins in Radiotherapy

In a radiotherapy department having more than one linear accelerator, it is rather common to match the dose output of all machines. In particular, the recently developed flattening filter free mode requires new investigations regarding the feasibility of matching and the consequences for quality assurance and workload. This refers also to the beam model of the radiotherapy treatment planning system. Our results show that matching is possible not only for flat beams but also for flattening filter free mode. Therefore, the machines can substitute each other in the case of breakdown or service without new treatment planning even in the case of complex intensity-modulated radiotherapy or volumetric-modulated arc therapy. The quality assurance is reduced to only one data set for both the linear accelerators and the radiotherapy treatment planning system.

Einführung der Intraoperativen Bestrahlung (IORT) mit dem INTRABEAM-System (Zeiss) als Boostersatz bei der brusterhaltenden Therapie im Universitätsklinikum Regensburg

Fragestellung: Die intraoperative Radiotherapie mit niederenergetischen Rontgenstrahlen (30-50 kV) ist eine innovative Behandlungsoption in der brusterhaltenden Therapie (BET) des Mamma-Karzinoms als Boostersatz nach homogener Ganzbrustbestrahlung oder Teilbrustbestrahlung. Nachdem durch Weiterentwicklung operativer Techniken die Defektauffullung mittels Schwenklappen Standard ist, ist die Festlegung des Zielvolumens fur den perkutanen Elektronenboost im Vergleich zur IORT fehleranfallig. Wir berichten uber die Einfuhrung der IORT mit dem INTRABEAMSystem als Boostersatz bei der BET im Universitatsklinikum Regensburg mit Fokus auf Praktikabilitat, Toxizitat, Kosmetik und Patientenzufriedenheit. Methodik: 10/07 bis 12/09 wurden 25 Patienten mit IORT (20 Gy / 50 kV, INTRABEAM, Carl Zeiss Surgical, Oberkochen) nach BET (Tumorresektion mit Sentinelnodebiopsie) als vorgezogener Boost behandelt. 5-6 Wochen postop. erfolgte die perkutane Bestrahlung (GD 45-50,4 Gy, ED 1,8 Gy). Das Alter lag im Mittel bei 60 Jahren (Range 45-76 Jahre). Einschlussparameter waren: Brustgrose klassifiziert nach BH-Grose ≥ C, Tumorbefund praop. Staging (Ultraschall/Mammographie) ≤ cT1cN0cM0, invasives Karzinom. Ausgewertet wurden Bestrahlungszeit (Mas fur die Verlangerung der OP-Dauer), fur die postoperative Toxizitat die Liegezeit und das Auftreten von verlangerter Wundheilung, die Toxizitat im Verlauf (Range 12-26 Monate) nach Common Toxicity Criteria und LENT-SOMA-Kriterien, die Kosmetik mit einem Punktescore von 1-4 sowie die Patientenzufriedenheit mit der Therapie (ZUF-8 Fragebogen). Ergebnis: Postop. war bei 4 Pat. der Tumor >2cm. Die Bestrahlungsdauer lag im Mittel bei 33 Min. (Range 18-47Min.), die Applikatoren verteilten sich wie folgt: 1x3cm, 2x3,5cm, 9x4cm, 4x4,5cm, 9x5cm. Die Liegedauer lag im Median bei 6 Tagen (Range 3-20Tage), wobei nur 1 Pat. eine verlangerte Liegedauer von 20 Tagen bedingt durch eine nicht radiogen verursachte Gefasproblematik aufwies. Das Maximum der Liegedauer lag ansonsten bei 8 Tagen. Es zeigten sich keine Nahtdehiszenzen, 3 Pat. entwickelten ein Serom, bei allen Pat. war ventral der Bestrahlungsregion ein moderates Erythem (CTC I°) zu beobachten. Bei 4 Pat. war der Sentinel-Lymphknoten befallen, so dass eine Axillarevision notig wurde (pN1b) mit konsekutiver Zytostase. 1 Pat. entschied sich bei G3-Tumor zu einer Zytostase vor der perkutanen Serie. Es zeigten sich im Verlauf keine Hauttoxizitaten groser Grad 2, 1 Pat. entwickelte Teleangiektasien. 8 Pat. zeigten eine tastbare umschriebene Fibrose im Bereich des Tumorbetts. Die Kosmetik zeigte sich bei allen Pat. gut oder exzellent. Die Auswertung des ZUF 8-Bogens zeigte eine hohe Therapiezufriedenheit. Schlussfolgerung: Die IORT mit INTRABEAM zeigt sich als gut durchfuhrbare Methode. Die Dauer der perkutanen Bestrahlungsserie wird um bis zu 2 Wochen verkurzt. Bei unserem noch kleinen Kollektiv ist keine hohergradige Akut- oder Spattoxizitat zu verzeichnen.