The Effects of Focus-Skin Distance and Shaping Block Tray on the Calibration Factor of In-Vivo Dosimetry Diodes

Purpose:

In-vivo dose measurements during conformal treatments require correction factor evaluations for differences in block shapes, filed size and source-skin distance (SSD). The aim of this paper is to evaluate a single correction factor, CF^SSD _entrance, depending only on source-skin distance, which takes into account both shape and size of blocked fields, in pelvic treatments.

Materials and Methods: A set of measurements was performed to investigate the effects of different block shapes and sizes, source-skin distances and collimator settings on the entrance dose values. For this reason EDP 20 Scanditronix diodes, with 20 mm water-equivalent build-up cap, were irradiated by 2 Varian linear accelerators (Clinac 1800 and Clinac 2100) 18 MV photon beams with 3 different collimator settings. Diodes were calibrated by comparison with a Farmer 2571 ionization chamber at reference conditions (10 cm × 10 cm open field, source-skin distance 100 cm, build-up depth 3.3 cm) in order to convert the semiconductor signal into water absorbed dose. Three sets of different measurements (regarding open beams, tray fields and shaped fields) were performed. Diode responses were compared with the ionization chamber ones, in the same irradiation conditions.

Results: The CF^SSD _entrance trends can be described by linear fits in dependence upon source-skin distance, and the effect with tray alone or with tray and blocks is stronger than in the open field. The observed effects can be interpreted by the influences of a) the different source distances of diode and reference point in the phantom and b) the secondary electron contamination of the photon beam upon the calibration factor of the diode.

Conclusion: The effects of source-skin distance and of the shaping blocks and tray upon the diode calibration factor can be effectively accounted for by a single CF^SSD _entrance correction factor.

Hintergrund:

In-vivo-Dosismessungen, die während Konformationsbestrahlungen durchgeführt werden, benötigen die Bestimmung von Korrekturfaktoren aufgrund der Unterschiede in der Strahlenfeldfläche, der Feldgröße und im Quelle-Haut-Abstand (SSD). Das Ziel dieser Arbeit ist es, einen einzigen Korrekturfaktor zu bestimmen, CF^SSD _entrance, der nur vom Quelle-Haut-Abstand abhängig ist und der sowohl die Form der Feldfläche als auch die Feldgröße von irregulären Feldern bei Beckenbestrahlung berücksichtigt.

Material und Methoden: Eine Reihe von Messungen wurde durchgeführt, um die Wirkung verschiedener Strahlenfeldflächen, Feldgrößen, Quellen-Haut-Abstände und Öffnungen der Betriebsblende (Kollimator) auf die Eingangsdosiswerte zu bestimmen. Für die Messungen wurden EDP20 Scanditronix Dioden mit 20 mm wasseräquivalenter Aufbaukappe verwendet. Die Messungen wurden an zwei Varian-Linearbeschleunigern (Clinac 1800 und Clinac 2100) mit 18-MV-Photonenstrahlung und drei unterschiedlichen Öffnungen der Betriebsblende durchgeführt. Die Dioden wurden zur Anzeige der Energiedosis durch Vergleichsmessungen mit Hilfe einer Farmer-2571-Ionisationskammer kalibriert. Die Kalibrierbedingungen waren: 10 cm × 10 cm offenes Feld, Quelle-Haut-Abstand 100 cm und Messtiefe D_max 3,3 cm). Weiterhin wurden drei verschiedene Messreihen (mit offenem Feld, mit eingeschobenem Blockträger und irregulären Feldern [Blockträger plus Block]) durchgeführt. Unter jeweils gleichen geometrischen Strahlungsbedingungen wurde das Ansprechvermögen der Dioden mit dem der Ionisationskammer verglichen.

Ergebnisse: Der CF^SSD _entrance kann durch lineare Fits in Abhängigkeit vom Quelle-Haut-Abstand beschrieben werden, mit dessen Hilfe die Dosimeteranzeigen der Dioden bei Beckenkonformationsbestrahlung korrigiert werden können; bei Verwendung des Blockträgers mit und ohne Blöcke ist der Effekt stärker als beim freien Feld. Alle beobachteten Einflüsse auf den Kalibrierfaktor der Diode können a) durch die unterschiedlichen Quelleabstände von Diode und Referenzpunkt im Phantom und b) durch die Sekundärelektronenkontamination des Photonenstrahls erklärt werden.

Schlussfolgerung: Ein einziger CF^SSD _entrance-Korrekturfaktor berücksichtigt sowohl den Einfluss des Quelle-Haut-Abstands als auch der Blöcke und des Blockträgers auf den Kalibrierfaktor der Diode.