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Surface dose characterisation of the Varian Ir-192 HDR conical surface applicator set with a vertically orientated source

Charakterisierung der Oberflächendosis für den konischen Ir-192-HDR-Oberflächenapplikator vom vertikalen Typ

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Strahlentherapie und Onkologie Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Background

Conical surface applicators with an Ir-192 high-dose-rate brachytherapy source are a common modality for the treatment of non-melanomatous skin cancer with high tumour control rates. Surface dose characterisation of the Varian Varisource GammaMed+ IX afterloader vertical type surface applicators is performed two dimensionally using high-resolution film dosimetry.

Aim

The focus of this study was to determine if Varian surface applicators with a vertical source suffer from the dose distribution irregularities reported for comparable applicators. Our goal was to evaluate if the irregularities found affected treatment and dose output verification procedures.

Methods

Ionisation chamber-based verification of applicator output was established according to guidelines provided by the manufacturer. For additional measurement of surface dose Gafchromic EBT3 film dosimetry was used. The term “therapeutic dose” was defined as 85 % of the prescribed dose level.

Results

For the 10 different applicator inserts evaluated, cold spots were observed. Mean cold spot size was 2.0 mm × 3.6 mm (± 0.6 mm). The cold spots were dosimetrically well below 85 % of the prescribed dose. The cold spot was situated 2.2 mm (1.4–2.7 mm) unilaterally from the central axis and caused general asymmetry in the dose profiles intersecting the cold spot area. A source tilt of approximately 8° (± 1°) was determined for the source used for irradiation.

Conclusions

A central underdosed area exceeding 15 % of the prescribed dose has not been previously reported. Source tilt was observed and found to affect clinical use and possibly treatment outcome in applicators using a vertically arranged source. Surface applicators with a vertically orientated source were subject to dose irregularities that could impact on chamber-based applicator output verification procedures. We recommend film dosimetry-backed applicator commissioning to avoid systematic errors.

Zusammenfassung

Hintergrund

Konische Oberflächenapplikatoren sind ein etabliertes Mittel um mit Ir-192 HDR-Brachytherapie nichtmelanomatöse Hautkrebserkrankungen mit hohen Tumorkontrollraten zu behandeln. In dieser Arbeit wird eine hochauflösende Analyse der Oberflächendosis eines Varian-Varisource-GammaMed+ IX-Afterloader-Konus-Applikatorsatzes des vertikalen Typs dargestellt.

Ziel der Arbeit

Analyse der Oberflächendosisverteilung des Applikatorsatzes im Hinblick auf Unregelmäßigkeiten, die für ähnliche Applikatoren bereits berichtet wurden. Weiterhin wird untersucht, ob Applikatoren des vertikalen Typs zusätzliche Verfahren als Ergänzung der aktuell vorgeschlagenen Methoden zur Verifikation des Dosisoutputs von konischen Oberflächenapplikatoren benötigen.

Methoden

Die Verifikation der absoluten Dosis wird nach Herstellerangaben durchgeführt. Die Dosisverteilung an der Oberfläche wird zusätzlich mit Gafchromic-EBT3-Filmdosimetrie bestimmt. Der Begriff „therapeutische Dosis“ ist in dieser Arbeit mit 85 % der verschriebenen Dosis definiert.

Ergebnisse

Zehn ausgewertete Applikatoren zeigen Unterdosierungen in der Applikatormitte, mit einer mittlere Größe von 2,0 mm × 3,6 mm (± 0,6 mm), dosimetrisch deutlich unter 85 % der verschriebenen Dosis. Die Unterdosierung liegt 2,2 mm (1,4–2,7 mm) seitlich der Zentralachse und verursacht eine generelle Asymmetrie in der Dosisverteilung. Ein Schiefstand von 8° (± 1°) wurde für die verwendete Quelle bestimmt.

Schlussfolgerung

Eine um mehr als 15 % reduzierte Dosis in der Applikatormitte wurde bei Oberflächenapplikatoren bislang nicht berichtet. Quellenschiefstand wurde als Parameter identifiziert, der die Handhabung dieser Oberflächenapplikatoren und möglicherweise den Therapieerfolg beeinflussen kann. Das beschriebene kleinräumige Dosisartefakt kann systematischen Einfluss auf kammerbasierte Dosisverifikationsverfahren haben. Wir empfehlen daher bei der Applikatorkommissionierung eine zusätzliche Absicherung mit Filmdosimetrie.

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References

  1. Aldelaijan S, Mohammed H, Tomic N et al (2011) Radiochromic film dosimetry of HDR (192)Ir source radiation fields. Med Phys 38:6074–6083

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  2. Buchauer K, Hillbrand E, De Vries A (2009) GAFCHROMIC EBT photospectral dose response dependence on temperature and implications for flat bed scanning. Med Phys 36:5044–5051

    Article  PubMed  Google Scholar 

  3. Edi/Bag (2005) Qualitätssicherung bei Röntgentherapieanlagen. Schweizerische Eidgenossenschaft Eidgenössisches Departement des Innern EDI Bundesamt für Gesundheit BAG Direktionsbereich Verbraucherschutz: R-08–09

  4. Fulkerson RK (2012) Dosimetric characterization of surface applicators for use with high dose rate 192Ir and electronic brachytherapy sources. University of Wisconsin-Madison

  5. Fulkerson RK, Micka JA, Dewerd LA (2014) Dosimetric characterization and output verification for conical brachytherapy surface applicators. Part II. High dose rate (192)Ir sources. Med Phys 41:022104

    Article  PubMed  Google Scholar 

  6. Gestel KMJ, Buurman DJM, Pijls R et al (2013) Locally advanced verrucous carcinoma of the oral cavity. Strahlenther Onkol 189:894–898

    Article  PubMed  Google Scholar 

  7. Ghaly M, Byrnes R, Musmacher J et al (2006) 2900: HDR Brachytherapy with standardized surface applicators (the Leipzig Applicator) as an alternative radiotherapy treatment for superficial malignant skin lesions. Int J Radiat Oncol Biol Phys 66:719–720

    Article  Google Scholar 

  8. Ghaly M, Zinkin H, Dannenberg M et al (2008) HDR brachytherapy with standardized surface applicators in the treatment of superficial malignant skin lesions. Int J Radiat Oncol Biol Phys 72:S505–S506

    Article  Google Scholar 

  9. Goetsch SJ, Attix FH, Pearson DW et al (1991) Calibration of 192Ir high-dose-rate afterloading systems. Med Phys 18

  10. Granero D, Pérez-Calatayud J, Ballester F (2006) Dose measurements of the Valencia applicator using EBT radiochromic film – Preliminary results. University of Valencia

  11. Guix B, Finestres F, Tello J-I et al (2000) Treatment of skin carcinomas of the face by high-dose-rate brachytherapy and custom-made surface molds. Int J Radiat Oncol Biol Phys 47:95–102

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  12. Hernández-Machin B, Borrego L, Gil-García M et al (2007) Office-based radiation therapy for cutaneous carcinoma: evaluation of 710 treatments. Int J Dermatol 46:453–459

    Article  PubMed  Google Scholar 

  13. Hill RF, Brown S, Baldock C (2008) Evaluation of the water equivalence of solid phantoms using gamma ray transmission measurements. Radiation Measurements 43:1258–1264

  14. Jeraj R, Sarvary A, Kron T (2002) Optimal flattening filter shape of a surface brachytherapy applicator. Phys Med Biol 47:723–735

    Article  PubMed  Google Scholar 

  15. Köhler-Brock A, Prager W, Pohlmann S et al (1999) Indikationen und Ergebnisse der HDR-Afterloading-Therapie bei Erkrankungen der Haut und Schleimhaut mit standardisierten Oberflächenapplikatoren (Leipzig-Applikator). Strahlenther Onkol 175:170–174

    Article  PubMed  Google Scholar 

  16. Kortmann RD (2014) Basalcell CA in Abstracts der 30. ÖGRO Jahrestagung. Strahlenther Onkol 190:116–132

    Article  Google Scholar 

  17. Krema H, Herrmann E, Albert-Green A et al (2013) Orthovoltage radiotherapy in the management of medial canthal basal cell carcinoma. Br J Ophthalmol 97:730–734

    Article  PubMed  Google Scholar 

  18. Limbergen EV, Mazeron JJ (2002) Skin cancer. GEC Estro Handbook of Brachytherapy, pp 573–584

  19. Ma C-M, Coffey C, Dewerd L et al (2001) AAPM protocol for 40–30kV x-ray beam dosimetry in radiotherapy and radiobiology. Med Phys 28:868–893

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  20. Menegotti L, Delana A, Martignano A (2008) Radiochromic film dosimetry with flatbed scanners: a fast and accurate method for dose calibration and uniformity correction with single film exposure. Med Phys 35:3078–3085

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  21. Nath R, Anderson LL, Luxton G et al (1995) Dosimetry of interstitial brachytherapy sources: recommendations. Med Phys 22:2

    Google Scholar 

  22. Perez-Calatayud J, Ballester F, Das RK et al (2012) Dose calculation for photon-emitting brachytherapy sources with average energy higher than 50 keV: report of the AAPM and ESTRO. Med Phys 39:2904–2929

    Article  PubMed  Google Scholar 

  23. Pérez-Calatayud J, Granero D, Ballester F et al (2006) Technique for routine output verification of Leipzig applicators with a well chamber. Med Phys 33:16–20

    Article  PubMed  Google Scholar 

  24. Perez-Calatayud J, Granero D, Ballester F et al (2005) A dosimetric study of Leipzig applicators. Int J Radiat Oncol Biol Phys 62:579–584

    Article  PubMed  Google Scholar 

  25. Rasband WS, Image J (1997–2013) U. S. National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA, http://rsb.info.nih.gov/ij/

  26. Reinhardt S, Hillbrand M, Wilkens JJ et al (2012) Comparison of Gafchromic EBT2 and EBT3 films for clinical photon and proton beams. Med Phys 39:5257–5262

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  27. Rivard MJ, Coursey BM, Dewerd LA et al (2004) Update of AAPM Task Group No. 43 Report: a revised AAPM protocol for brachytherapy dose calculations. Med Phys 31:633–674

    Article  PubMed  Google Scholar 

  28. Sarudis S (2006) Dose distribution beneath the Leipzig skin applicator set. University of Stockholm, Department of Medical Physics Royal Perth Hospital, Karolinska Institute. http://ki.se/sites/default/files/sebastian_sarudis_exjobb.pdf. Accessed 14 June 2014

  29. Saur S, Frengen J (2008) GafChromic EBT film dosimetry with flatbed CCD scanner: a novel background correction method and full dose uncertainty analysis. Med Phys 35:3094–3101

    Article  PubMed  Google Scholar 

  30. Varian (1994) Depth dose curve. Varian brachytherapy offices documentation

  31. Varian (2005) Dosimetry of the afterloading surface applicators of the Sauerwein Company. Varian brachytherapy offices documentation

  32. Varian (1994) Table of treatment times 5 mm tissue depth. Varian brachytherapy office documentation

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K. Buchauer, G. Henke, H. Schiefer and L. Plasswilm state that there are no conflicts of interest.

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Buchauer, K., Henke, G., Schiefer, H. et al. Surface dose characterisation of the Varian Ir-192 HDR conical surface applicator set with a vertically orientated source. Strahlenther Onkol 190, 1163–1168 (2014). https://doi.org/10.1007/s00066-014-0713-2

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