Establishment of radiochromic film dosimetry system basedon Flatbed scanner for dose verification

Abstract

Abstract

Radiotherapy is one of the cancer treatment modalities; it can be standalone or prescribed in combination with other modalities, such as chemotherapy and Surgery. It has been estimated that 70% of the cancer’s patients they went through Radiotherapy during their course of treatment. The main philosophy of Radiotherapy relies on the fact that a higher dose should be given to the tumor (target) while minimizing the dose to the healthy normal surrounding tissues. Dose verification is an essential tool to ensure the successful Radiotherapy treatment outcome. The aim of this study was establishingradiochromic film verification systembased on phantom measurements.

For the purpose of the film calibration, EBT3 film was cut to 2x2 cm2, exposed to different doses (0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 5.0, 6.0, 8.0, and 10.0 Gy) using Co60 external beam and inserted in slab phantom, then the optical density was calculated after exposed films were digitized with Epson V850 perfection scanner and ImageJ software. Matlab software was used for plotting and fitting the calibration curve and the uncertainty analysis. Finally, the films were used to measure the dose for 8 patients with spine cancers and compared with the planned dose from the TPS.

The average difference between the TPS dose and the measured dose using the EBT3 films was (XXX±XXX) Gy which represents (2.96±1.68) %. These values are agreed with the previous studies; Therefore, Radio-chromic film with flat-bed scanner is a promising in-vivo dosimetry system for radiotherapy.

المستخلص:

يعتبر العلاج بالأشعة أحد أهم الخيارات لعلاج السرطان، ويمكن وصفه كوسيلة العلاج الوحيدة أو أن يتزامن مع إحدى الطرق الأخرى كالعلاج الكيميائي أو الجراحة. سبعين بالمائة من مرضى السرطان تعرضوا للعلاج بالأشعة خلال دورتهم العلاجية، وترتكز فلسفة العلاج بالأشعة على أن يعطى حجم الورم (الحجم المستهدف) أكبر جرعة إشعاعية ممكنة وتعفي الأنسجة السليمة المحيطة بالورم. ويعتبر التحقق من وصول أكبر جرعة إشعاعية لحجم الورم المستهدف وإعفاء الأنسجة المجاورة من أهم ادوات ضبط الجودة ومن الأماكن محل البحث. الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو إنشاء نظام تحقق من الجرعات الإشعاعية باستخدام الراديوكروميك فيلم بناء على قياسات على phantom. لغرض المعايرة قُطِع الفيلم إلى 2×2سم2 وتم تعريضها لجرعات (0.0 ،0.5 ، 1.0 ، 1.5 ، 2.0 ،2.5 ، 3.0 ،3.5 ، 4.0 ، 4.5 ، 5.0 ، 6.0 ،8.0 ، ، 10جراي) باستخدام أشعة قاما من جهاز CO60 للعلاج عن بعد وضعت قطع الفيلم بين شرائح slab phantom ،تم حساب الكثافة الضوئية للفيلم بعد تعرضه للأشعة تم إستخدام ماسح ضوئي Epson V850 perfection scanner لأخذ صورة من الفيلم لتتم معالجتها ببرنامج و ImageJ softwareوباستخدام برنامج Matlab software لرسم منحنيات المعايرة ومعاملات التصحيح وإيجاد معادلات العلاقة بين الكثافة الضوئية والجرعة. أخيرا تم إستخدام الأفلام لحساب جرعات لثمانية مرضى تم تخطيطهم لعلاج سرطان العمود الفقري ومقارنة القراءات بالجرعة على نظام التخطيط العلاجي TPS . متوسط التباين بين الجرعات على نظام التخطيط العلاجي والجرعات المحسوبة من الفيلم هي (XXX±XXX) جراي وهي كالاتي (2.96±1.68) % وهي قيمة تتفق مع القيم الموجودة في الدراسات السابقة وبهذا يعد فيلم الراديوكروميك والماسح الضوئي نظام واعد لقياس الجرعات أثناء عملية العلاج بالأشعة.