Evaluierung der Jahreskonstanzprüfung. an klinischen Linearbeschleunigern. zur Simplifizierung des Procederes

Evaluierung der Jahreskonstanzprüfung an klinischen Linearbeschleunigern zur Simplifizierung des Procederes Abschlussarbeit am Universitätsklinikum Düsseldorf, Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie und Radioonkologie, zum Erlangen des akademischen Grades Bachelor of Science Medizinische Physik an der Heinrich-Heine-Universität zu Düsseldorf Kai Anika Vitenius geboren: 18.02.1986 Abgabe: September 2010 Erstprüfer: Dr. rer. nat I. Simiantonakis, Universitätsklinikum Düsseldorf, Klinik für Strahlentherapie Zweitprüfer: Prof. Dr. D. Schumacher, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Wissenschaftliche Einrichtung Physik

Inhaltsverzeichnis 0. Vorwort...1 1. Theoretische Grundlagen...2 1.1. Der Linearbeschleuniger...2 1.2. Der Medizinphysikexperte und dessen Aufgaben am Linearbeschleuniger...4 1.3. Die Konstanzprüfung und die DIN 6847-4 und 6847-5...5 2. Die Durchführung der Jahreskonstanzprüfung...6 2.1. Die Prüfpunkte und die entsprechenden Kennmerkmale...7 2.1.1. Messungen zu den geometrischen Eigenschaften des Beschleunigers...9 2.1.2. Relative Messungen am Wasserphantom...13 2.1.3. Absolute Messungen zur Konstanz der Kalibrierfaktoren...19 2.1.4. Überprüfung des Dosismonitorsystems...21 2.1.5. Verifikationsaufnahmen mit radiochromen Filmen...23 2.1.6. Tischkonstanzmessung...27 3. Evaluation der Messreihen...28 3.1. Messreihen nach altem Protokoll...28 3.2. Verbesserungsansätze mit Hilfe der DIN 6847-4/5...30 3.3. Das verbesserte standardisierte Protokoll...32 3.4. Gegenüberstellung von DIN und Protokoll...33 4. Konklusion...35 5. Quellenverzeichnis...37 6. Anhang...38 7. Eigenständigkeitserklärung...39

0. Vorwort Diese Arbeit hat das Ziel verwendete Verfahren der Jahreskonstanzprüfung am klinischen Linearbeschleuniger auf ihre Sinnigkeit und Effizienz zu prüfen. So sollen veraltete Verfahren aus dem Ablauf verbannt werden. Das Ergebnis sind neue, standardisierte Protokolle, die die Genauigkeit und Zweckmäßigkeit der Messungen berücksichtigen und durch präzise Anleitung Irrtümer verhindern. Dies schafft eine transparente Vergleichbarkeit der Messungen. Die Motivation für die vorliegende Arbeit liegt im schwierigen und oft zeitkritischen Alltag der Konstanzprüfungen an Linearbeschleunigern, die in der Strahlentherapie eingesetzt werden. Die klinische Routine lässt keinen ausgedehnten Messbetrieb zu. Im Gegensatz dazu ist eine genaue Überprüfung am Gerät evident. Dieses Dilemma kann zu unnötigen Fehlern führen. Mit Hilfe des neuen verbesserten Protokolls wird ein Ablauf geschaffen, der in einem Zeitrahmen von zwei oder drei Arbeitstagen zu bewältigen ist und alle wichtigen Punkte beinhaltet. Welche Messungen hierbei relevant sind, ist abhängig von der Nutzung des Geräts bzw. ist durch die DIN 6847-4/5 vorgegeben. Diese Normen sind hierbei keine strenge Reglementierung sondern eine Empfehlung, die dem zuständigen Physiker ermöglicht, die Messverfahren bedarfsorientiert anzuwenden. Das Ergänzen des Protokolls mit weiteren Messpunkten führte in der Vergangenheit dazu, dass frühere Messverfahren nun teilweise überflüssig wurden. Andere Messverfahren erfassten diese Aspekte ebenfalls ausreichend genug. Diese Bereiche aufzufinden und zu optimieren ist ebenfalls Bestandteil dieser Bachelorarbeit. Die klinische Strahlentherapie am Universitätsklinikum Düsseldorf (UKD) verfügt über drei Linearbeschleuniger: Alle Geräte sind vom selben Hersteller, zwei der Geräte besitzen identische Energien von 6 MV und 15 MV (Elekta, Precise SL15, West Sussex, UK), eines hat abweichend 6 MV und 25 MV (Elekta, SL25, West Sussex, UK). Die individuellen Sollwerte jedes Linacs (Linear Accelerator) müssen berücksichtigt werden. 1

1. Theoretische Grundlagen Zum Verständnis dieser Arbeit sollten einige theoretische Grundsätze hinsichtlich des Aufbaus des Linearbeschleunigers, der Rolle des Medizinphysikexperten innerhalb der Jahreswartung und bezüglich der prinzipiellen Struktur einer Konstanzprüfung nicht ausgelassen werden. Es soll die Bedeutung des Linacs für den klinischen Alltag diskutiert werden, um an dieser Stelle den zeitlichen Druck, dem der Medizinphysikexperte während der Konstanzprüfung unterliegt, aufzuzeigen. Zum weiteren Verständnis ist es hierbei nicht essentiell, den Linearbeschleuniger technisch detailliert zu erklären. Dies kann an anderer Stelle (Lehrbücher der Strahlenphysik) nachgelesen werden. Anschließend werden die Aufgaben des Medizinphysikexperten am Linearbeschleuniger besprochen und sein Aufgabenfeld hinsichtlich der Wartungen erläutert. Im Vorfeld sollen die Grundzüge einer Konstanzprüfung und der Aufbau der DIN 6847-5 erklärt werden. Die Relevanz der DIN für die Konstanzprüfungen wird im späteren Verlauf dieser Arbeit diskutiert, so dass die Teile unabhängig voneinander betrachtet werden können. 1.1. Der Linearbeschleuniger Im Allgemeinen ist anzumerken, dass die medizinischen Linearbeschleuniger nicht aus dem klinischen Alltag wegzudenken sind. Im Jahre 2006 wurde in Deutschland eine Gesamtzahl von 426.800 Krebserkrankungen gezählt (Quelle: Schätzungen des Robert-Koch-Instituts aus dem Jahre 2010). Der Anteil der Krebspatienten, die sich im Laufe ihrer Behandlung einer Strahlentherapie unterziehen, sowohl im palliativen als auch kurativen Bereich, ist der nachstehenden Darstellung (Abbildung 1) zu entnehmen. Im Jahr 2009 wurden circa 1300 Patienten am UKD in der Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie behandelt. Abbildung 1: Anteil der Strahlentherapie in kurativen Behandlungskonzepten. An den Prozentsätzen hat es in Abbildung 2: Anteil der Strahlentherapie in palliativen den letzten Jahren keine signifikanten Schwankungen Behandlungskonzepten. Auch diese Prozentsätze sind seit Jahren in etwa konstant. gegeben. 2

Demzufolge ist der medizinische Linearbeschleuniger für die moderne Krebstherapie unverzichtbar. Durch die hochenergetische ionisierende Strahlung werden maligne, klonogene Tumorzellen zerstört. Es wird zwischen zwei verschiedenen Bestrahlungsmodi unterschieden. Bei der Erzeugung von Elektronenstrahlen können besonders oberflächennahe Krebszellen erfasst und zerstört werden. Bei tiefer liegenden Tumoren wird der Linearbeschleuniger im Photonenmodus betrieben. Die Reichweite des Strahlenbündels wird in beiden Fällen über die applizierte Energie variiert. Höhere Photonenenergien korrelieren hier mit einer größeren Tiefe und mit einem stärkeren Aufbaueffekt und somit einer geringeren Dosis direkt unter der Hautoberfläche. Hochenergetische ionisierende Strahlung zerstört aber nicht nur die bösartigen Zellen, sondern auch gesundes Gewebe. Deshalb ist es unabdingbar, die nicht betroffenen Körperzellen bestmöglich zu schützen. Dies ist dann nur möglich, wenn sowohl von ärztlicher Seite ein klares Therapiekonzept gegeben wird als auch die zwei Hauptarbeitsfelder der medizinischen Physik in der Strahlentherapie mit hinreichend guter Genauigkeit angewandt werden: Zum einen ist dies die Bestrahlungsplanung. Zum anderen ist es die Dosimetrie des klinischen Linearbeschleunigers. Hier wird eine 2% Genauigkeit in allen Teilaspekten des Linearbeschleunigerbetriebs erwartet und muss in regelmäßigen Abständen überprüft werden. Selbst geringe Ungenauigkeiten in der Dosisberechnung bzw. der Messung führen zu einem großen Effekt für die Therapiewirkung. Die Dosis-Wirkungsbeziehung folgt einem sigmoidalen Verlauf (siehe Abbildung 3). Dieser empirisch ermittelte Zusammenhang beschreibt kumulierte Phänomene. Für Teilbereiche sind hier Abweichungen von bis zu 3% erlaubt. Abbildung 3: Dosiswirkungskurve; Die Wahrscheinlichkeit für die Schädigung des Gewebes ist als Funktion der Dosis aufgetragen. A: Tumor; B: Gesundes Gewebe. Der grüne Bereich gibt den Dosisbereich an, der für die Therapie in Frage kommt (therapeutische Breite). Zu Beginn des Wartungsintervalls (typischerweise eine Woche für die Jahreskonstanzprüfung) am Linearbeschleuniger findet zunächst einmal eine Überprüfung durch Techniker der Geräteherstellerfirma statt, was durch einen Wartungsvertrag zwischen Hersteller und Betreiber (Klinik) festgelegt ist. Hierbei wird vor allem die Funktionalität der verschiedenen Komponenten des Linearbeschleunigers überprüft und gegebenenfalls alle nötigen Bauteile ausgetauscht. Anschließend muss durch eine Acceptanceprüfung (Abnahmeprüfung) der ordnungsgemäße Zustand des Beschleunigers verifiziert werden. Nach dieser jährlichen technischen Überprüfung findet die Jahreskonstanzprüfung durch die Medizinphysiker statt. Ein Hauptaspekt ist hierbei die Dosimetrie. Unter klinischer Dosimetrie versteht man die Anwendung quantitativer Dosismessverfahren im Zusammenhang mit der 3

medizinischen Nutzung ionisierender Strahlung. Typische Messaufgaben an therapeutischen Strahlungsquellen sind die Ermittlung der Strahlungsqualität, die Messung von Dosis- und Dosisleistungsverteilungen in Ersatzsubstanzen (Phantomen), Messungen der Kenndosisleistungen von Strahlungsquellen und die Ermittlung von Bestrahlungszeiten und Monitoranzeigen zur Erzielung bestimmter Dosen und Dosisverteilungen im Patienten [12]. Der gesamte Ablauf benötigt rund eine volle Arbeitswoche, in der demzufolge das Gerät nicht für den Patientenbetrieb verfügbar ist. Die Überprüfung und Dosimetrie als Teil einer Jahreswartung durch den Physiker dauert hierbei zwei oder drei Arbeitstage. Sollte ein äquivalentes Gerät zur Verfügung stehen, können die Patienten im Schichtbetrieb an diesem bestrahlt werden. Ist dies nicht der Fall, so müssen die Bestrahlungspläne durch den Medizinphysiker neu berechnet und umgestellt werden. Die Bestrahlung der Patienten im Schichtbetrieb bedarf gründlicher Planung. Dabei ist immer darauf zu achten, dass die Patientenanzahl auch in einem gewissen zeitlichen Rahmen zu bewältigen ist, so dass keine ungewollten Pausen in der Bestrahlungsserie entstehen, was zu therapeutischen Nachteilen (Tumorprogression) führen könnte. Die Fraktionierung folgt einem auf die Tumorentität angepassten Schema und sollte deswegen nach Möglichkeit eingehalten werden. 1.2. Der Medizinphysikexperte und dessen Aufgaben am Linearbeschleuniger Die Strahlenschutzverordnung (StrlSchV)schreibt vor, dass laut 9 Abs. 3 Nr. 1: Bei der Behandlung von Patienten mit radioaktiven Stoffen oder ionisierender Strahlung ist für die Bereiche Patientendosimetrie, Entwicklung und Anwendung komplexer Verfahren und Ausrüstungen, Optimierung, Qualitätssicherung einschließlich Qualitätskontrolle sowie in sonstigen Fragen des Strahlenschutzes ein Medizinphysik-Experte mit der erforderlichen Fachkunde im Strahlenschutz zu bestellen. Des Weiteren wird der Medizinphysikexperte beschrieben: Seine fachliche Qualifikation beruht auf einem abgeschlossenen Hochschulstudium (Hoch-/ Fachhochschule) naturwissenschaftlich-technischer Ausrichtung. Der Medizinphysikexperte (MPE) ist in den meisten Fällen Physiker mit Zusatzqualifikationen auf dem Gebiet des Strahlenschutzes, Anatomie und langjähriger Erfahrung in einer Klinik. Dadurch hat er sich die Fach- und Sachkunde in dem Gebiet angeeignet. Zu seinen Beschäftigungsfeldern zählen vor allem die computergestützte Bestrahlungsplanung und die Dosimetrie der Großgeräte. In beiden Fällen geht es in erster Linie um physikalische Qualitätssicherung bezüglich der Bestrahlung des Patienten. Der MPE berechnet in der klinischen Routine mit Hilfe geeigneter Bestrahlungsplanungsprogramme (Treatment Planning System, TPS) den Bestrahlungsplan. Zuvor hat ein Facharzt für Strahlentherapie die rechtfertigende Indikation zur Bestrahlung gestellt. Hierbei gilt es, bestimmte Organe zu schonen und gleichzeitig das Tumorgewebe in seiner Gesamtheit definiert zu erfassen. Um dies zu gewährleisten, muss nicht nur die Planung qualitativ abgesichert sein, sondern auch die Beschleuniger müssen innerhalb bestimmter Vorgaben arbeiten, welche in regelmäßigen Zeitintervallen durch den MPE zu überprüfen sind. Schon vor der Wartungswoche erstellt der MPE unter Berücksichtigung der DIN einen Ablaufplan. Gegebenenfalls müssen Prüfpunkte aufgenommen werden, wenn spezielle Verfahren wie die IMRT (Intensity modulated radiotherapy) an dem Gerät angewendet werden sollen, die eine höhere Genauigkeit fordern. Während der Kontrolle muss der MPE in der Lage sein, die Qualität der Messwerte einzuordnen und somit die zeitliche Ausdehnung der Prüfungen abschätzen zu können. Davon ist abhängig, wann der Patientenbetrieb wieder aufgenommen werden kann. Viele der Messungen erfassen weiche Prüfmerkmale, die der MPE kennen muss. Unter einem weichen Kriterium versteht man ein 4

Merkmal einer Prüfung, welches erfüllt werden sollte, aber dessen unvollständige Erfüllung im Gegensatz zu einem harten Kriterium nicht zwangsläufig zum Abbruch der Messung und zur technischen Verbesserung des Linearbeschleunigers führt. Dadurch wird verhindert, dass kleine Abweichungen aus dem möglicherweise empirisch ermittelten Toleranzbereich nicht überbewertet werden. Um solche Einschätzungen machen zu können, bedarf es allerdings jahrelanger Erfahrung und guter Kenntnisse der Geräteeigenschaften. Der Physiker ist für die Sicherheit der Geräte und die Einhaltung des Strahlenschutzes verantwortlich und sollte deshalb immer äußerst gewissenhaft vorgehen. Im Zweifelsfall muss dieser auch entscheiden, ob bei einer Fehlfunktion der Linearbeschleuniger aus dem Patientenbetrieb genommen werden muss und wann ein Techniker gerufen werden sollte. 1.3. Die Konstanzprüfung und die DIN 6847-4 und 6847-5 Die Konstanzprüfung an Linearbeschleunigern ist in Deutschland über die DIN 6847 Medizinische Elektronenbeschleuniger-Anlagen geregelt, wobei diese als Richtlinie anzusehen ist und jede strahlentherapeutische Klinik gegebenenfalls auf Grund eigener Erfahrungswerte und gerätetypischer Eigenschaften Variationen hinsichtlich der Durchführung oder der Wiederholungsintervalle vornehmen sollte. Die beiden wichtigsten Abschnitte für die Wartung des klinischen Linearbeschleunigers sind hierbei die Teile 4 Apparative Qualitätsmerkmale und 5 Konstanzprüfung von Kennmerkmalen. Die Norm gibt hierbei die zu messenden Prüfmerkmale und die Prüfhäufigkeit vor, währenddessen der Gerätehersteller die Sollwerte und die Toleranzbereiche für die meisten Prüfmerkmale festlegt. Es gibt auch Prüfmerkmale, die vor Inbetriebnahme des Linearbeschleunigers in der Acceptanceprüfung erfasst worden sind. Hier gilt, dass die Messwerte innerhalb der Konstanzprüfung möglichst dicht an den Acceptancewerten liegen sollten. Die Begründung dafür liegt in der Tatsache, dass das Bestrahlungsplanungssystem mit genau diesen Werten gespeist worden ist und sich alle Berechnungen darauf stützen. Demzufolge sollte der Linearbeschleuniger nicht nur in einem allgemein gültigen Toleranzbereich liegen, sondern zusätzlich diese Bedingung erfüllen. Die oft fehlenden Angaben zum Aktionsradius steigern den Schwierigkeitsgrad für die Erstellung eines allgemein gültigen Protokolls. Die Toleranzbereiche variieren auch zwischen den Geräten. Die Werte der Acceptanceprüfung dienen als Sollwerte für alle kommenden Messungen und sind somit gerätespezifisch. Nach Umbau oder Einbau eines dosimetrisch relevanten Bauteils durch die Techniker der Herstellerfirma wird demzufolge immer eine Abnahmeprüfung der beeinflussten Kennmerkmale durchgeführt, die nachfolgend gilt. Die DIN 6847-5 führt den Begriff der Interventionsschwelle ein, die diejenige Abweichung des Wertes eines Prüfmerkmals einer Konstanzprüfung vom zugehörigen Bezugswert [ist], bei deren Überschreitung die Konstanzprüfung nicht bestanden ist [DIN 6847-5; 1998]. Die Interventionsschwelle ist im Allgemeinen vom Hersteller durch die ermittelten Werte der Acceptanceprüfung und unter Beachtung einer gewissen Toleranzspanne festgelegt worden. Die Problematik bei der Orientierung an der DIN liegt vor allem darin, dass dort zwar eindeutig beschrieben ist, welche Kennmerkmale mit welcher Häufigkeit zu prüfen sind, aber nicht mit welchen Verfahren dies geschehen soll. Es stellt sich dann gegebenenfalls nach einigen Messungen mit einem bestimmten Phantom oder mit einer gewissen Technik heraus, dass dies gar nicht unbedingt vorteilhaft war oder der Prüfpunkt untergeordnet mit anderen Aspekten erfasst wurde. Im Laufe dieser Bachelorarbeit werden diese Situationen auftreten und anschließend gelöst werden. Es ist aber nicht der Anspruch der Vollkommenheit zu stellen, da auch andere Verfahren ähnlich gute Ergebnisse aufweisen können oder unter anderen Umständen eventuell ein einfacheres Lösungsverfahren darstellen. 5

2. Die Durchführung der Jahreskonstanzprüfung Die Jahreskonstanzprüfung am klinischen Linearbeschleuniger folgt der routinemäßigen Jahreswartung durch die Herstellerfirma. Bei dieser Wartung werden oftmals Bauteile ausgetauscht oder repariert, so dass gewisse Kennmerkmale der Maschine durch diese Eingriffe beeinflusst und somit verändert werden können. Deshalb ist es unerlässlich, dass nicht nur jährlich, sondern auch nach außer-terminlichen Einstellungen eine Überprüfung bestimmter Parameter stattfindet. Die Techniker erledigen auch Tests bezüglich des Strahlenschutzes, wie beispielsweise das automatische Abschalten der Bestrahlungssequenz bei Öffnen der Bestrahlungsbunkertür oder beim Auslösen der Berührungserkennung am Gantrykopf (Touchguard). Die Aufnahme der Messwerte hinsichtlich der Genauigkeit der Maschine oder der Verifikation von Dosis an bestimmten Punkten erfolgt durch den Physiker. Im Vorfeld wurden folgende Punkte erörtert: 1. Welche Voreinstellungen sind zu machen und an welchen Grundeinstellungen werden sich alle nachfolgenden Messungen orientieren? 2. Welche Prüfmerkmale sind zu ermitteln und welcher Toleranzbereich hat das entsprechende Merkmal? 3. Welche Prüfverfahren eignen sich hierzu und wie kann man diese mit den zur Verfügung stehenden Mitteln umsetzen? 4. Genügen die ausgewählten Prüfverfahren den Anforderungen der DIN? 5. Wie werden die Messungen und Ergebnisse am sinnvollsten dokumentiert? Die Vorgehensweise für die Messungen ist in der medizinischen Einrichtung durch ein Protokoll festgelegt. Hierbei ist die Durchführung der Messungen, vom Aufbau bis zur Protokollierung, teilweise einer subjektiv gewerteten Weitergabe unterlegen. Ein standardisiertes Protokoll unterbindet hierbei eine solche Wertung und ermöglicht große Reproduzierbarkeit und damit verbundene Vergleichbarkeit. Bevor die eigentlichen Messungen der Jahreskonstanzprüfung an der Maschine begonnen werden können, müssen gewisse Punkte im Vorfeld überprüft werden. Durch diese geometrischen Einstellungen wird das Linearbeschleunigersystem im Raum festgelegt. Hierzu macht man sich die mechanische Geometrie des Linearbeschleunigers zu nutze. Die benötigten Elemente sind in der nachfolgenden Abbildung (Abbildung 4) dargestellt. 6

Abbildung 4: Aufbau und Drehachsen eines klinischen Linearbeschleunigers: Drehbewegung des Stativs (Gantry), Achse 1; Auslenkung des Strahlerkopfes, Achse 2; Neigung des Strahlerkopfes, Achse 3; Drehwegung des Blendensystems (Kollimator), Achse 4; Isozentrische Drehbewegung des Patientenlagerungstisches, Achse 5; Exzentrische Drehbewegung der Tischplatte, Achse 6; Neigung des Patientenlagerungstisches, Achse 7; Kippen der Tischplatte, Achse 8; Tischhöheneinstellung, Bewegungsrichtung 9; Querverschiebung, Bewegungsrichtung 10; Längsverschiebung der Tischplatte, Bewegungsrichtung 11; Abstand zwischen Achse 1 und Fokus Die Überprüfung und gleichzeitige Einstellung umfasst folgende Aspekte: 1. Finden des Schnittpunktes der Gantrydrehachse und der Kollimatordrehachse (Kreuz in Abbildung 4) 2. Einstellen des Fadenkreuzes auf diesen Punkt 3. Einstellen des Frontpointers auf diesen Punkt 4. Einstellen der Laser auf diesen Punkt Indem man die Aspekte erfüllt, stellt man sicher, dass der Schnittpunkt der Gantry- und Kollimatorachse von allen anzeigenden Elementen wie Fadenkreuz, Frontpointer und Deckenlaser verifiziert wird und unabhängig von der Wahl des Anzeigemittels gleichbleibend ist. Dieser Punkt stellt somit den Nullpunkt des Koordinatensystems des Linearbeschleunigers dar. Dies ist Grundvoraussetzung für die korrekte Durchführung der folgenden Messungen. Im Protokoll entspricht dies dem Abschnitt 0. Voreinstellungen. 2.1. Die Prüfpunkte und die entsprechenden Kennmerkmale Das übergeordnete Ziel der Jahreskonstanzprüfung ist die Freigabe des Linearbeschleunigers für den klinischen Betrieb. In diesem Abschnitt werden die einzelnen Prüfpunkte der Jahreskonstanzprüfung erläutert und die Bedeutung für die einzelnen Kennmerkmale bewertet. Die 7

Reihenfolge der aufgeführten Punkte orientiert sich an der Messreihenfolge im Protokoll und macht keine Aussage über die Wichtigkeit der Kennmerkmale für die Abnahme der Jahreskonstanzprüfung. Dennoch bauen die Prüfpunkte aufeinander auf und sind nicht völlig unabhängig voneinander zu betrachten. Es ist weniger eine fest abgegrenzte chronologische Folge als vielmehr ein Ineinandergreifen der Prüfpunkte anzunehmen (Abbildung 5). Abbildung 5: Struktureller Zusammenhang der Prüfpunkte einer Jahreskonstanzprüfung am klinischen Linearbeschleuniger. Die Abhängigkeit der einzelnen Abschnitte voneinander wird deutlich. Als Ziel steht immer die Freigabe des Gerätes für den klinischen Betrieb. Begonnen wird hierbei mit der Messung und Bewertung der geometrischen Eigenschaften des Beschleunigers und des Tisches. Hierbei wird genau betrachtet wie der Gantrykopf sich bei Rotationen verhält und ob der geometrische Koordinatenursprung des Raumsystems auch mit dem Isozentrum des Strahlengangs übereinstimmt. Sollte die Geometrie des Linearbeschleunigers sich nicht ordnungsgemäß verhalten, so wird es unmöglich sein, für die Absolutmessungen korrekte Werte zu ermitteln. Dies erklärt demzufolge auch die unabdingbare Reihenfolge im Messprotokoll. Der nächste Abschnitt in der Jahreskonstanzprüfung umfasst die Wasserphantommessungen, die umfangreich und zeitintensiv sind. Anschließend sind die Absolutmessungen durchzuführen und somit die eigentliche Dosimetrie. Abschließend folgen die Überprüfung des gesamten Dosismonitorsystems, die Synchronitätsmessung von Strahlenfeld auf Lichtfeld, die Überprüfung der Genauigkeit der Lage des Strahlenfeldisozentrums anhand der Belichtung von radiochromen Röntgenfilmen und die Tischkonstanz unter Belastung. Die drei ersten Abschnitte sind unerlässlich für die Freigabe des Gerätes für den klinischen Betrieb nach Wartung durch die Techniker. Sie gewährleisten in erster Linie die Genauigkeit der Dosis am vorgesehenen Punkt. Durch die geometrische Überprüfung wird zum einen das Verhalten der beweglichen Komponenten des Linearbeschleunigersystems wie Gantry, Kollimator und Tisch zueinander und in Bezug auf das Koordinatensystem überprüft. Zum anderen wird die Genauigkeit der Anzeigen, an denen sich die Medizinisch-technischen-Radiologie-Assistenten (MTRA) im klinischen Alltag beim Positionieren des Patienten orientieren, erfasst. Die Wasserphantommessungen sind in erster Linie Überprüfungen der Strahlungsqualität und Strahlbeschaffenheit. Tiefendosiskurven, aber insbesondere die Querverteilungsprofile sind ein Maß für die Güte der applizierten Strahlung. Feldinhomogenitäten, die bei der Behandlung eines 8

Patienten eine gravierende Auswirkung haben könnten, werden detektiert. Die Absolutmessungen, die eigentliche Dosimetrie, spezifiziert die Dosis an einem bestimmten Punkt. Je nach Strahlenart und Energie wird Aufbaumaterial einer bestimmten Dicke in Form von Plattenphantomen verwendet. Unter fixen Bedingungen, die mit Hilfe von Korrekturfaktoren Schwankungen in Temperatur, Luftfeuchte und Luftdruck berücksichtigen, wird die absolute Dosis mit einem behördlich geeichten System aus Dosimeter und Messsonde erfasst. Danach und unter der Voraussetzung der Einhaltung der Toleranzen sind die Funktionen der Hauptbestandteile des Linearbeschleunigersystems soweit erfasst, dass eine klinische Bestrahlung möglich wäre. Der vierte Teilabschnitt der Jahreskonstanzprüfung, die Konstanz der Kalibrierfaktoren ist die Überprüfung des Dosismonitorsystems, ein zweigliedriges Kammersystem mit je zwei unabhängigen Segmenten. Diese Segmente messen die Dosis direkt im Gantrykopf. Bei einem Auseinanderlaufen der Messwerte über eine gewisse Toleranz führt dies zu einer unmittelbaren Abschaltung der Strahlungssequenz. In der Konstanzprüfung wird diese Regelung unter variierenden Parametern überprüft. Läuft das System mehr als ein Prozent auseinander, werden Korrekturen unternommen. Die Verifikationsaufnahmen können, wie auch die Überprüfung des Dosismonitorsystems, nach der Freigabe des Gerätes für den klinischen Betrieb aufgenommen werden, sollte die gesamte Jahreskonstanzprüfung zeitkritisch werden. Das Fehlen dieser Messungen führt nicht zu einer direkten Patientengefährdung. Die Parameter, die dort erfasst werden, sind durch andere Prüfpunkte teilweise schon erfasst worden. Die Aufnahmen mit den radiochromen Filmen dienen hier viel mehr zur Identifizierung von Abweichungen der Feldgröße. Die Visualisierung bestimmter Feldformierungskomponenten, wie das korrekte Fahren der Multileafkollimatoren (MLC) und deren Dokumentation spielt hier eine übergeordnete Rolle. Der letzte Prüfpunkt, das Testen des Patiententischverhaltens unter extremen Bedingungen ist nur dort besonders wichtig, wo hydraulisch geführte Tische zum Einsatz kommen. Im UKD sind die Patientenpositionierungstische als Hubscherentische vorhanden, deren Mechanik sehr stabil arbeitet. Deshalb wird hier nur eine Messung des worst-case -Zustandes durchgeführt, welcher im klinischen Alltag so gut wie nie vorkommt und deren Auslassen kein Hindernis für die Wiederinbetriebnahme des Linearbeschleunigers darstellt. 2.1.1. Messungen zu den geometrischen Eigenschaften des Beschleunigers Zur Überprüfung der Geometrie gehören die folgenden Prüfpunkte: 1. Bestimmung der mechanischen Nullachse am Kollimator 2. Lichtfeld-/Gegenfeldeinzeichnungen 3. Mechanische Prüfung und Fokus-Haut-Abstands-Anzeige (FHA-Anzeige) 3.b. Isozentrum bei variierender Tischhöhe 4. Genauigkeit der linearen Skalen der Patiententischplatten- Längs- und Querverschiebung 4.b. Isozentrum bei Tischrotation 5. Winkelskalen der Gantry-/Kollimatoranzeige 6. Änderung des Isozentrums bei Gantryrotation ( Isozentrumskugel ) Bestimmung der mechanischen Nullachse am Kollimator Prüfpunkt im Protokoll: 1.Teilbereich, Punkt 1 Nach DIN: 12.2.3 Das Prüfmerkmal bei dieser Messung ist die Differenz zwischen mechanisch eingestellter Nullachse und angezeigten Maschinendigits für die Nulleinstellung am Kollimator. Dieser Prüfpunkt ist ein sogenannter Ampel-Prüfpunkt, was bedeutet, dass erst dann im Protokoll weiter fortgefahren werden kann, wenn eine eventuelle Abweichung im Linearbeschleunigersystem korrigiert worden ist. 9

Zur Durchführung geht man wie folgt vor: Die Gantry wird auf 0 eingestellt. Die FHA-Anzeige wird mit Hilfe eines Frontpointers, ein exaktes Hilfsmittel zum Einstellen des Fokus-IsozentrumAbstands (FIA), auf 100 cm gebracht, indem man diesen an der Halterung am Gantrykopf anbringt und die Patiententischplatte in der Höhe variiert bis die 100 cm-marke am Frontpointer genau eingestellt ist und dessen Spitze auf dem Tisch aufsetzt (siehe Abbildung 6). Abbildung 6: Grundeinstellung zur Bestimmung des Punktes mit einem FokusIsozentrum-Abstand von 100 cm. Der Frontpointer ist in durch eine Halterung am Gantrykopf angebracht. Der Tisch wurde ran gefahren. Der Berührpunkt kann nun auf dem Blatt abgetragen werden. Dann wird der Kollimator genau auf 0 gebracht. Hierbei gilt es, sich an der Maschinenanzeige zu orientieren, da der Markierungsring am Gantrykopf verschoben sein kann. Sollte an dieser Stelle eine große Abweichung (mehr als 1 ) des Markierungsringes auffallen, lohnt es sich, diesen wieder manuell durch Lösen der entsprechenden Schrauben in eine korrekte Lage zu bringen und dann wieder zu fixieren. Anschließend wird ein schmales Bestrahlungsfeld mit den Vorgaben 2 24 cm² gefahren. Dafür wird jede X-Blende symmetrisch auf 1 cm und die Y-Blenden symmetrisch auf 12 cm eingestellt. Ein leeres weißes Blatt wird auf dem Patiententisch mit Klebestreifen fixiert und die Tischeinschubplatte entfernt. Mit Hilfe des Fadenkreuzes wird nun das Isozentrum und entlang der Feldgrenzen am Vollschatten des Lichtfeldes markiert. Es ist zur späteren visuellen Einschätzung außerdem hilfreich, die Fadenkreuz-Y-Achse einzuzeichnen. Bei einer Gantrydrehung von 180 werden nun ebenfalls diese Punkte auf dem Blatt - aber in einer anderen Farbe - markiert. Das Kennmerkmal dieses Prüfpunktes ist nun die Parallelität der eingezeichneten Linien unter Gantry 0 und 180. Diese sollten, wenn die Nullachse des Kollimators stimmt, parallel sein. Wenn sie versetzt sind, ist das auf die Gantry zurückzuführen. Sind diese nicht parallel, muss der Kollimator jetzt soweit rotiert werden bis dies eintritt. Die aktuelle Einstellung muss dann im System wieder referenziert (Einstellung auf Null) werden. Lichtfeld- /Gegenfeldeinzeichnungen Prüfpunkt im Protokoll: 1.Teilbereich, Punkt 2 Nach DIN: 8.1.2, 8.3, 10.1 Bei diesem Prüfpunkt werden mehrere Aspekte erfasst. Das Hauptmerkmal ist die Abweichung der Einstellung der Feldgröße im System zur tatsächlichen Größe des Lichtfeldes. Dies entspricht einem Prüfaspekt in Abschnitt 8.1.2 der DIN. Gleichzeitig wird visuell die Parallelität der gegenüberliegenden Blendenkanten und die Rechtwinkligkeit aneinanderstoßender Blendenkanten 10

überprüft, welches durch den Abschnitt 8.3 vorgegeben wird. Durch Markieren des Isozentrums bei Kollimatorrotation (Rotation des Blendensystems, Achse 4, siehe Abbildung 4) wird ein Teilaspekt aus Punkt 10.1, nämlich der Fadenkreuz-Isozentrums-Durchmesser erfasst. Hierzu werden unter Gantry 0 und Kollimator 0 die Projektionen von drei verschiedenen quadratischen Feldern auf ein Blatt weißes Papier abgetragen. Das mittlere Feld, ein 10 10 cm²feld, wird ebenfalls unter den Kollimatorwinkeln 90, 180 und 270 und bei einem Kollimatorwinkel von 0 zusätzlich unter Gantry 180 dokumentiert. Es empfiehlt sich hierbei verschiedene Farben zu verwenden, damit die Feldbegrenzungen später gut unterschieden werden können. Die maximale Abweichung beträgt für jede Blende 1 mm, sodass das gesamte Feld in vertikaler und horizontaler Richtung um 2 mm abweichen darf. Bei der Kollimatorrotation wird ebenfalls jeweils das Fadenkreuz-Isozentrum markiert, dessen Durchmesser hinterher höchstens 2 mm betragen sollte. Mechanische Prüfung und FHA-Anzeige Prüfpunkt im Protokoll: 1.Teilbereich, Punkt 3a Nach DIN: 11.2 Prüfmerkmal ist die Abstandsanzeige, deren Wert mit dem entsprechenden Bezugswert zu vergleichen ist. Bezugswert ist die Höheneinstellung des Tisches mit Hilfe des Frontpointers, was genau einem Fokus-Tisch-Abstand von 100 cm entspricht. Die Maschinendigits für die Höhenangabe des Tisches und das Distanzmeter (Projektion einer linearen Abstandsanzeige auf der Patiententischplatte) werden abgelesen. Dies wird bei maximaler und minimaler Tischhöhe wiederholt. Die Abweichung beträgt hier maximal 1 mm. Abbildung 7: Beispiel einer typischen Gebrauchsanwendung der Fokus-Haut-AbstandsAnzeige (FHA-Anzeige) und des Lasers. Das Laserkreuz wird mit einem wasserfesten Stift auf der Haut des Patienten markiert. Die Projektion der FHA-Anzeige muss an der Hautoberfläche bei einer isozentrischen Bestrahlung auf 100 cm stehen. Isozentrum bei variierender Tischhöhe Prüfpunkt im Protokoll: 1.Teilbereich, Punkt 3b Nach DIN: / Prüfmerkmal ist der Fadenkreuz-Isozentrums-Durchmesser bei unterschiedlichen Tischhöhen. Die Interventionsschwelle beträgt auch hier 2 mm. Wird hier eine Abweichung festgestellt, so lässt das darauf schließen, dass der Patiententisch einen schiefen Höhenversatz realisiert. 11

Abbildung 8: Schematische Darstellung der Verhältnisse von Patientenlagerungstisch zur Gantry. Der Tisch ist zwischen dem blauen Bereich (maximale Tischhöhe) und dem grünen Bereich (minimale Tischhöhe) beliebig verstellbar. Auch Abweichungen des Isozentrums aus dem Lot (rote Linie) sind dadurch ablesbar. Genauigkeit der linearen Skalen der Patiententischplatten-Längs- und Querverschiebung Prüfpunkt im Protokoll: 1.Teilbereich, Punkt 4a Nach DIN: / Prüfmerkmale dieses Messpunktes sind die Differenzen zwischen den Anzeigewerten und dem fest eingestellten Abstand zur Nullposition für die Längs- und die Querverschiebung. Eine feste Nullposition erreicht man, indem ein Maßband mit der Null genau am Fadenkreuz-Isozentrum (also am Berührpunkt des Frontpointers bei 100 cm FHA) entsprechend in Richtung der zu messenden Verschiebung auf dem Patiententisch anbracht wird. Der Tisch wird nun eine vorgeschriebene Länge entlang des Lineals verschoben und die Maschinendigits ausgelesen. Die höchste zulässige Abweichung beträgt hier 1 mm. Isozentrum bei Tischrotation Prüfpunkt im Protokoll: 1.Teilbereich, Punkt 4b Nach DIN: 12.2.4 Prüfmerkmal ist der Durchmesser des Fadenkreuz-Isozentrum-Durchmessers bei Tischrotation. Die maximale Tischrotation in beide Richtungen wird eingestellt und das Isozentrum auf dem Prüfprotokoll, welches am Tisch fixiert wird, eingezeichnet. Der Durchmesser sollte kleiner als 2 mm sein. Winkelskalen der Gantryanzeige Prüfpunkt im Protokoll: 1.Teilbereich, Punkt 5a Nach DIN: 12.2.1 Das Prüfmerkmal ist die Abweichung der Anzeigen der Winkelskala von der Anzeige des Präzisions-Neigungsmessgerätes. Dies bedeutet für die Durchführung, dass eine Präzisionswasserwaage an den Gantrykopf angebracht wird und je nach Winkeleinstellung (0, 90, 180, 270 ) die Gantry anhand dieser Anzeige ins Lot gebracht wird. Die Maschinendigits werden ausgelesen und sollten höchstens 1 vom Bezugswert abweichen. 12

Winkelskalen der Kollimatoranzeige Prüfpunkt im Protokoll: 1.Teilbereich, Punkt 5b Nach DIN: 12.2.3 Das zu prüfende Merkmal ist die Abweichung der Anzeige der Winkelskala von der Anzeige der Maschinendigits. Sollte hier eine größere Abweichung als 1 auftreten, so lässt sich die Winkelskala wie im Abschnitt zum ersten Prüfpunkt schon beschrieben leicht durch Justieren der Leiste korrigieren. Änderung des Isozentrums bei Gantryrotation ( Isozentrumskugel ) Prüfpunkt im Protokoll: 1.Teilbereich, Punkt 6 Nach DIN: 10.1 Das Merkmal, das durch diese Messung erfasst wird, ist die sogenannte Isozentrumskugel. Sie beschreibt die Ausdehnung des Isozentrums bei Gantryrotation in alle drei Raumrichtungen. Der Durchmesser sollte hier nicht größer als 2 mm sein und kann wie folgt ermittelt werden: Ein spezieller Frontpointer mit einem Würfel an der Spitze (siehe Abbildung 9) wird mit der entsprechenden Halterung am Gantrykopf angebracht. Er verfügt über ein Koordinatensystem welches an jeder seiner Seitenflächen abgebildet ist. Nun wird die Abweichung des raumfesten Lichtzeigers (Laser) in den drei Raumrichtungen bei variierenden Gantrywinkeln abgelesen und in einer Tabelle eingetragen. Abbildung 9: Der Würfelfrontpoiter ist ein Frontpointer mit einem aufgesetzten Würfelkopf. In der Halterung am Gantrykopf angebracht, ist der Abstand zwischen Fokus und Mittelpunkt des Koordinatensystems auf dem Würfel 100 cm. Dies ermöglicht wie in Prüfpunkt 1.6 eine genaue Bestimmung der Schwankungen der Gantry bei Rotation, die auf das große Gewicht der Gantry zurückzuführen sind. 2.1.2. Relative Messungen am Wasserphantom Phantome in der Strahlentherapie sind gewebeähnliche Ersatzsubstanzen, die die Messung von Dosis an bestimmten Punkten oder die Bestimmung von Dosisverläufen im dreidimensionalen Raum ermöglichen. Das Wasserphantom gehört in die Klasse der dreidimensionalen Phantome und erfasst somit die Strahlungsqualität. Es besteht aus einem quaderförmigen Plexiglasbehälter, der mit destilliertem Wasser gefüllt wird. Destilliertes Wasser weist bei ionisierender Strahlung nahezu äquivalentes Streuverhalten auf wie menschliches Gewebe. Die Messsonde wird auf einer durch Schrittmotoren angetriebenen Fahrleiste in jede beliebige Raumrichtung bewegt, so dass Dosisverläufe entlang der Einstrahlrichtung oder quer zu dieser aufgenommen werden können. 13

Abbildung 10: Gezeigt ist hier ein (leeres) 3D-Wasserphantom aus Plexiglas. Links oben befindet sich der Schrittmotor, der die Halterung für die Messsonde (Mitte) entlang des Fahrleistensystems an jeden beliebigen Punkt fahren kann. Die Messreihen am Wasserphantom haben große Relevanz für die Überprüfungen der Funktionalität des Linearbeschleunigers, so dass diese nicht nur Teil der Jahreskonstanzprüfung sondern auch der halbjährlichen Überprüfung sind. Der Aufbau, die Ausrichtung und Befüllung des Wasserphantoms erfordert ein gründliches und präzises Vorgehen, um mögliche Fehlerquellen im Vorfeld bestmöglich auszuschließen. Abweichungen bei den Messungen von den erwarteten Werten der Acceptanceprüfung oder Schwankungen außerhalb des Toleranzbereichs treten oftmals auf Grund von Ungenauigkeiten während der Vorbereitungsphase auf. Besonders wichtig ist das Ausloten des Phantoms, so dass die Wasseroberfläche in der Waagerechten liegt. Hierfür gibt es spezielle Hilfsmittel wie die sogenannte Libelle (Wasserwaage), die ein visuelles Überprüfen erleichtert. Auch das Festlegen der Wasseroberfläche für die Sonde sollte präzise erfolgen und regelmäßig überprüft werden, da sich der Wasserspiegel durch Verdunstungsverluste mindern kann. Die zwei Gebiete bei den Messungen am Wasserphantom sind zum einen die Aufnahme der Tiefendosisverteilungen und zum anderen die Erfassung der Querverteilungsprofile. Die Eigenschaften des Linearbeschleunigers hinsichtlich dieser Bereiche werden sowohl für Photonen und als auch für Elektronen in allen verfügbaren Energien aufgenommen. Dabei unterscheiden sich die verwendeten Feldgrößen und Messtiefen. Abbildung 11: Schematische Darstellung eines Wasserphantoms. Die Tiefendosiskurven werden entlang der Einstrahlrichtung, also senkrecht zur Wasseroberfläche aufgenommen. Die drei typischen Richtungen der Dosisquerprofile sind oben farblich dargestellt. Die Pfeile zeigen jeweils zur positiven Richtung, so dass beispielsweise die positive y-richtung nach internationalen Vorlagen zur Gantry zeigt. 14

Tiefendosiskurven haben für die jeweilige Strahlungsart ein spezifisches Erscheinungsbild, wobei hier höhere Energien immer mit einer größeren Reichweite im Gewebe korrelieren. Die Kurven sind eine graphische Darstellung der relativen Dosisverteilung längs der Einstrahlachse. Photonen weisen die Eigenschaft eines Dosisaufbaueffekts auf, so dass das Dosismaximum nicht an der Oberfläche sondern in der Tiefe liegt. Bei einer Vergleichsdarstellung verschiedener Energiedosen in Abhängigkeit von der Wassertiefe, wie unten in Abbildung 12 gezeigt, ist ein Dosisanstieg im Vergleich zur Strahleneintrittsebene bis hin zu einem Dosismaximum in einer bestimmten Gewebetiefe zu erkennen. Danach fällt die Tiefendosiskurve in Abhängigkeit von der Feldgröße, der Divergenz und der Qualität der Strahlung ab [Schäfer, Hödl]. Abbildung 12: Tiefendosiskurven für verschiedene Photonenenergien in Wasser. Dargestellt ist die relative Dosis in Abhängigkeit von der Wassertiefe in cm. Je höher die Energie, desto weiter verschiebt sich der 100%-Punkt, das Dosismaximum, in Richtung größerer Tiefen, und die Reichweite wächst ebenfalls. Die relativen Dosisverteilungen senkrecht zur Achse des Nutzstrahlbündels werden durch die Querprofile erfasst. Hierbei fährt die Messsonde entlang Parallelen der Kanten des rechteckigen Strahlungsfeldes in einer vorgegebenen Messtiefe oder diagonal in dieser Ebene den Bestrahlungsbereich ab. Im korrekten Zustand der Maschine wird ein fast konstanter Dosisverlauf im Bereich des offenen Bestrahlungsfeldes aufgezeichnet. Im Halbschattenbereich an den Feldrändern fällt die Dosis dann steil ab (siehe Abbildung 13). Am Dosisquerprofil können die sogenannten Dosisdekremente, Prozentsätze des Wertes der auf der Strahlenfeldachse dargestellten Dosiswerte und die Feldgröße anhand der 50%-Isodosenkurve, abgelesen werden. Die Symmetrie und die Flachheit (Flatness) des Feldes, die bei Photonen durch den Ausgleichskörper und bei Elektronen durch die Streufolie gewährleistet werden sollten, können ebenfalls abgelesen werden. 15

Abbildung 13: Schematisches Dosisquerprofil und relevante Kennbereiche: Dosisminimum Dmin, Dosismaximum Dmax, der über die 50%-Isodosenlinie begrenzte Bereich der dosimetrischen Feldgröße, die Symmetrie und die Flatness werden separat berechnet. Tiefendosis bei Röntgenstrahlung Prüfpunkt im Protokoll: 2.Teilbereich, Punkt 7a Nach DIN: 6.1.1, 6.1.2, 6.1.3 Die Aufnahme der Tiefendosiskurven für die Photonenenergien X6 und X15 bzw. X25 erfolgt entlang des Zentralstrahls im Wasserphantom. Der Abstand des Fokus zur Wasseroberfläche beträgt 100 cm. Die vorgegebene Feldgröße ist 10 10 cm². Es werden zwei Messdioden verwendet. Die eine dient als Referenzdiode und befindet sich im Bestrahlungsfeld, aber außerhalb des Wassers. Folgende Prüfmerkmale sind aufzunehmen und schriftlich zu dokumentieren: Die Oberflächendosis (Dose Surface: DS), sowie die Dosis in 10 cm (D10) und in 20 cm (D20) Tiefe. Anschließend muss der Quotient aus D10/D20 gebildet werden. Alle diese Werte sind mit den Bezugswerten aus der Acceptanceprüfung zu vergleichen, da diese die Basisdaten für das Bestrahlungsplanungssystem darstellen. Hier ist eine maximale Abweichung von 2% erlaubt. Querverteilung bei Röntgenstrahlung Prüfpunkt im Protokoll: 2.Teilbereich, Punkt 7b Nach DIN: 7.1.1, 7.1.2, 7.1.3, 7.1.5 Zur Aufnahme der Dosisquerprofile verbleibt das Wasserphantom mit seiner Oberfläche in einem 100 cm-abstand zum Fokus. Allerdings wird nun in einer Feldebene in 10 cm Wassertiefe gemessen. Vier verschiedene Messrichtungen müssen durch enge benachbarte Messorte erfasst werden. Inplane ist hierbei die Feldmittellinie von der Gantry in Richtung Patientenlagerungstisch (GT), crossplane wird senkrecht dazu aufgenommen (AB-Richtung), wie der Abbildung 11 zu entnehmen ist. Die beiden Diagonalen der Feldebene werden ausschließlich bei der Messung am großen offenen 40 40 cm² Bestrahlungsfeld aufgenommen. Die für die Jahreskonstanzprüfung zu ermittelnden Kombinationen aus Feldgröße, Nennenergie, Messrichtung und Filter sind der nachfolgenden Tabelle 1 zu entnehmen. 16

Tabelle 1: Messkombinationen für die korrekte Aufnahme von Querprofilen der Photonen(Röntgen-)Strahlung am Wasserphantom. Feldgröße Nennenergie Messrichtung Filter 40 40 cm² X6 und X15 / X25 inplane nein crossplane nein diagonal -+/+- nein diagonal --/++ nein inplane nein crossplane nein inplane nein crossplane nein inplane ja, 60 crossplane ja, 60 30 30 cm² 10 10 cm² 30 40 cm² X6 und X15 / X25 X6 und X15 / X25 X6 und X15 / X25 Die Prüfmerkmale für die Variation des Dosisquerprofils sind die jeweiligen Verhältnisse aus der Maximaldosis zur Minimaldosis innerhalb der 80%-Feldabmessung (siehe Abbildung 13). Dies beschreibt den Punkt der sogenannten Flatness. Die Flatness kann mit folgender Formel errechnet werden: D Flatness= Dmax 100 % min Dieser Wert hat zwei verschiedene Restriktionen: Zum einen soll der Quotient einen Wert von 106% nicht übersteigen (bei dem großen 40 40 cm²-feld bis 110%). Zum anderen ist die Abweichung zum Acceptancewert zu beachten. Ein zufriedenstellender Messwert, der die Konstanz der Maschine verifiziert, liegt in der unmittelbaren Umgebung des Quotienten aus der Acceptanceprüfung. Es gilt also, sich über die Güte des Wertes schon Gedanken zu machen, sollte dieser zwar innerhalb der Abweichung liegen, aber von den Basisdaten auffällig (mehr als 2%) abweichen. Die Symmetrie des Dosisquerprofils wird durch den Quotienten der jeweiligen maximalen und minimalen Anzeigen der Messsonde symmetrisch zum Zentralstrahl gelegenen Messorten längs der entsprechenden Messrichtung innerhalb der 80%-Feldgröße erfasst. Die Berechnung erfolgt durch: Symmetrie= D A D B 100 % in Crosslinerichtung Symmetrie= D G DT 100 % in Inplanerichtung. Der Toleranzbereich für die Abweichung geht hier bis 103%. Anhand der 50%-Anzeige der Messsonde kann nun die Genauigkeit der numerischen Feldgrößenanzeige bestimmt werden. Der Abstand der beiden lateralen Punkte zum Zentralstrahl zeigt die wahre Feldabmessung an. Sollte hier eine Abweichung von mehr als 1 mm auftreten, muss diese durch einen Techniker der Herstellerfirma wieder ausgeglichen werden. 17

Tiefendosis bei Elektronenstrahlung Prüfpunkt im Protokoll: 2.Teilbereich, Punkt 7c Nach DIN: 6.2.1, 6.2.2, 6.2.3 Abbildung 14: Relative Tiefendosis in Abhängigkeit der Wassertiefe für verschiedene Elektronenenergien in MeV. Hier steigt die Dosis zunächst auch bis auf ein Maximum an, fällt dann aber schnell ab, was zu einer endlichen Reichweite der Elektronenstrahlung in Gewebe führt. Die Tiefendosiskurven für die Elektronenstrahlung werden identisch zu denen der Photonen(Röntgen-)Strahlung aufgenommen. Die Messdiode muss allerdings ausgetauscht werden, da zur Detektion dieser Strahlungsart eine andere Ionisationskammer verwendet werden muss. Für alle Nennenergien, e6, e8, e10, e15 und e18 bzw. e20 wird die Tiefendosiskurve in einem 20 20 cm² offenen Feld aufgenommen, welches durch den entsprechenden 20 20 cm²-tubus ohne Einschub gewährleistet wird. Durch die im Vergleich mit den Photonenkurven verschiedene Erscheinung der Tiefendosisverläufe (siehe Abbildung 14) sind hier andere Prüfmerkmale von Relevanz. Zu bestimmen sind die praktische Reichweite R p, welche definiert ist als Projektion des Schnittpunktes der Wendetangente an die Transmissionskurve auf die Tiefenachse (Abszisse) [Krieger]. Dies und auch die Halbwerttiefe R50 können in Abbildung 15 nachvollzogen werden. Die Halbwerttiefe, in der Abbildung bezeichnet als mittlere Reichweite, entspricht dem Punkt der 50%Isodose. Des Weiteren wird der Punkt der 80%-Isodose, die R 80, aufgenommen. Der Index für die relative Oberflächendosis DS, der ein Maß für die applizierte Dosis auf der Haut darstellt, wird berechnet durch: DS = Dmin D max Der Anteil der Bremsstrahlung, der bei Elektronenstrahlung aus dem Linearbeschleuniger immer gegeben ist, wird durch den Quotient aus der Dosis gemessen 10 cm jenseits der praktischen Reichweite durch das Dosismaximum wie folgt ermittelt: Dx= DR p 10 D max 18

Abbildung 15: Schematische Darstellung der Elektronenbahn in Materie. Der Toleranzbereich der Abweichung ergibt sich aus den Herstellervorgaben für den Wert von R 80 ± 2 mm und aus den gültigen Basisdaten der Acceptanceprüfung, wobei hier bei den Reichweiten ebenfalls eine mögliche Abweichung von 2 mm erlaubt ist. Für den Anteil der Oberflächendosis und der Röntgenstrahlung gilt eine gestattete Diskrepanz von 1%. Querverteilung bei Elektronenstrahlung Prüfpunkt im Protokoll: 2.Teilbereich, Punkt 7d Nach DIN: 7.2.1, 7.2.2, 7.2.3, 7.3 Die Querverteilungen für die Dosis bei Elektronenstrahlung wird bei einem offenen 20 20 cm²feld für alle Kennenergien jeweils in inplane und crossplane aufgenommen. Die Messtiefe variiert hier abhängig von der Tiefe des Dosismaximums der verwendeten Energie. Die kleine Elektronenenergie e6 wird demzufolge in einer Ebene 1 cm gemessen, wogegen die höheren Energien in 2 cm Tiefe erfasst werden. Bei e20 ist es daher sinnvoll in 3 cm zu messen. Die Prüfmerkmale, Flatness und Symmetrie, haben die Interventionsschwelle bei 103% und ergeben sich aus: Flatness= D max DZentralstrahl 100 % D Symmetrie= Dmax 100 % min 2.1.3. Absolute Messungen zur Konstanz der Kalibrierfaktoren Absolutmessungen zur Überprüfung der Konstanz der Kalibrierfaktoren Prüfpunkt im Protokoll: 3.Teilbereich Nach DIN: 5 Die Absolutmessungen, also die eigentliche Dosimetrie des Linearbeschleunigers, ist im Grunde genommen die Eingängigste der Messungen innerhalb der Jahreskonstanzprüfung. Gemessen wird, ob die vorgesehene Dosis tatsächlich im Dosismaximum ankommt. Diese Messung kann nur funktionieren, wenn die Referenzbedingungen der Ausgangsmessung hierfür reproduziert werden, 19

bzw. durch Korrekturfaktoren eine Diskrepanz eingerechnet wird. Das Messsystem, bestehend aus der starren Messkammer PTW#270 0,3 cm² (PTW Freiburg GmbH) und dem Dosimeter PTW-Unidos DL4/DI4, ist ein behördlich geeichtes System, in welchem die Bestandteile nicht beliebig durch andere Messkammern (auch nicht gleichen Typs) ersetzt werden können. Um den Zustand der Eichung nachzuempfinden, müssen auch folgende Parameter, die zum Zeitpunkt der Messung verschieden sein können, durch Korrekturfaktoren angeglichen werden: Raumtemperatur, Luftfeuchte und Luftdruck. Zusätzlich wird durch eine sogenannte Kontrollvorrichtung, eine radioaktive Quelle mit spezifischer Aktivität, die Messsonde kalibriert. Es werden alle Strahlungsarten und Kennenergien erfasst. Bei den Photonen werden ein 10 10 cm²und ein 30 30 cm²- Feld mit und ohne Keil erfasst. Die Absolutdosis bei der Elektronenstrahlung wird mit folgenden Tubussen erfasst: 6 6 cm², 6 14 cm², 10 10 cm², 14 14 cm² und 20 20 cm². Da die Dosiserfassung im Dosismaximum erfolgen soll, benötigt man ein Aufbaumaterial für die ionisierende Strahlung, welches in seinen Eigenschaften dem menschlichen Gewebes entspricht. Hierfür verwendet man Plattenphantome, die entweder aus Plexiglas oder einer Polymerverbindung bestehen (siehe Abbildung 16, rechts). Diese ermöglichen es, die Schichtdicke in 5 mm-schritten zu variieren, so dass für die kleine Photonenenergie in 5 cm Tiefe und für die große Photonenenergie in 10 cm Tiefe gemessen werden kann. Auch die geringen Messtiefen für die Elektronenstrahlung von 1 bis 3 cm können so gewährleistet werden. Abbildung 16: Aufbau für die Absolutmessungen innerhalb einer Jahreskonstanzprüfung, hier für die kleine Photonenenergie. Gantry und Kollimator stehen jeweils auf 0. Der Fokus-Oberflächen-Abstand beträgt 95 cm, damit bei einer Messtiefe von 5 cm der Fokus-Isozentrum-Abstand 100 cm ist. Die Feldgröße kann jetzt auf die vorgegebenen Angaben eingestellt werden. Auf der rechten Seite sind die Kontrollvorrichtung (gelber Kolben) und die eingesteckte Messkammer im Phantomaufbau zu erkennen. [Barth] 20

Zum Aufbau wird sowohl Gantry als auch Kollimator auf 0 belassen, das Plattenphantom so parallel zu den Feldkanten ausgerichtet, dass die Messkammerspitze im Isozentrum bei einem Fokus-Isozentrum-Abstand von 100 cm liegt. Das notwendige Aufbaumaterial wird mit Hilfe der RW3-Platten aufgelegt. Bei der höheren Photonenenergie muss demzufolge der FOA auf 90 cm angepasst werden, damit der FIA gleichbleibend ist. Bei den Messungen der Elektronenstrahlung ist der FOA konstant auf 95 cm, so dass bei Zunahme der Aufbauplatten bei den höheren Kennenergien die Höhe des Patientenlagerungstisches nach unten korrigiert werden muss. Die Abweichung von der gemessenen Dosis zur durch die Korrekturfaktoren ermittelten Solldosis darf maximal 3% betragen. Diese 3%-Schwelle ist auf den Zusammenhang zwischen Dosis und Wirkung zurückzuführen, wobei ein 3%-Fehler in der Dosis eine 5%-Abweichung in der Wirkung verursachen kann (siehe Abbildung 3). 2.1.4. Überprüfung des Dosismonitorsystems Das im Strahlerkopf integrierte Dosismonitorsystem, bestehend aus zwei segmentierten Ionisationskammern, misst die bestrahlte Dosis, die Dosisleistung und die Homogenität des Dosisprofils. Abweichungen zu den zuvor eingestellten Sollwerten können somit erfasst und durch Weitergabe an ein Regelwerk korrigiert werden [1]. Die Funktionalität dieses Systems muss innerhalb der Jahreskonstanzprüfung durch mehrere Teilmessungen überprüft werden. Im Gegensatz zu den Messungen aus Teilbereich 3 handelt es sich hierbei um Relativmessungen, bei denen die Prüfmerkmale die temperatur- und luftdruck-korrigierten Anzeigen des Dosimeters darstellen, deren Werte mit den Bezugswerten zu vergleichen sind. Dies bedeutet, dass 200 Monitorunits (MU) unter Referenzbedingungen äquivalent zu einer Dosis von 2 Gray sind. Die Messvorrichtung besteht aus einer flexiblen Ionisationskammer PTW 0,3 cm² und einem Dosimeter. Die Messkammer wird für die Messungen der Photonenstrahlung mit Hilfe eines sogenannten Satellitenträgers, der das benötigte Aufbaumaterial zur Verfügung stellt, direkt unterhalb des Strahlerkopfes angebracht (siehe Abbildung 17). Da ein Abstrahlen eines kollimierten Elektronenstrahls nur unter Verwendung eines Tubusses vonstatten gehen kann, wird hier die Halterungsvorrichtung für die Messkammer mit dem Aufbaumaterial in einen Endrahmen eines Tubusses geschoben (siehe Abbildung 18). Die Voreinstellungen sind bei allen folgenden Messreihen identisch und wie folgt, wenn nicht anders angegeben: Gantry bei 0, Kollimator bei 0 für Photonen und bei 90 für Elektronen auf Grund der Halterung im Endrahmen, die Vorwahl der Monitorunits ist 200 MU und die Monitorrate wird vom Linearbeschleunigersystem selbstständig angewählt (ausgenommen Prüfpunkt 8b). Für alle Messreihen gilt eine erlaubte prozentuale Abweichung zum Referenzwert von 3% bei Photonenstrahlung und 5% bei Elektronenstrahlung. Stabilität der Kalibrierfaktoren innerhalb eines Arbeitstages Prüfpunkt im Protokoll: 4.Teilbereich, Punkt 8a Nach DIN: 5.6.2 Unmittelbar vor Beginn und nach Ende der Patientenbestrahlungen eines Tages sind bei einer beliebigen (vom System selbst angewählten) aber gleichbleibenden Monitorrate und einer Dosismonitorvorwahl von 200 MU die Anzeigen des Dosimeters zu bestimmen. Die Differenzen des Mittelwertes zweier morgendlicher Messungen zu dem Mittelwert der zwei abendlichen Messungen werden als Abweichung in Prozent zum Ausgangswert angegeben. Es werden sowohl die niedrige als auch die hohe Photonenenergie in ihrer Stabilität erfasst. Abhängigkeit der Kalibrierfaktoren von der Monitorrate Prüfpunkt im Protokoll: 4.Teilbereich, Punkt 8b Nach DIN: 5.1 In diesem Teilabschnitt werden die vorgegeben 200 MU mit einer unterschiedlichen Monitorrate abgestrahlt. Die für den jeweiligen Linearbeschleuniger mögliche maximale Rate bildet dabei den 21

Referenzwert, so dass bei einer Sequenz mit variierender Rate die gemessene Dosis nicht mehr als die oben angegebene Abweichung zeigen darf. Die Monitorrate verringert sich bei jeder Sequenz um die Hälfte, so dass die Dosisanzeige des Dosimeters für D max, Dmax/2, Dmax/4 und Dmax/8 ermittelt wird. Beide Photonenenergien werden hierbei ausgewertet. Abhängigkeit der Kalibrierfaktoren vom Dosismonitorwert Prüfpunkt im Protokoll: 4.Teilbereich, Punkt 8c Nach DIN: 5.2 An dieser Stelle wird die Abhängigkeit der gemessenen Dosis vom applizierten Dosismonitorwert untersucht. Die Grundeinstellung mit einer Vorwahl von 200 MU bildet hier den Bezugswert. Anschließend werden die Abweichungen der Messergebnisse für 800 MU, 50 MU und 5 MU durch Errechnen der entsprechenden Vielfachen vom Bezugswert ermittelt. Beide Kennenergien für Photonenstrahlung sollen ausgewertet werden. Abhängigkeit der Kalibrierfaktoren vom Tragarm-Rotationswinkel, Röntgenstrahlung Prüfpunkt im Protokoll: 4.Teilbereich, Punkt 8d Nach DIN: 5.3 Bei konstanter Dosismonitorvorwahl von 200 MU wird eine Messung unter 0 -Gantry-Rotation durchgeführt, deren Ergebnis den Bezugswert für die Anzeigen des Dosimeters für die folgenden Gantrywinkel darstellt: 90, 180 und 270. Es gilt beide Photonenkennenergien zu untersuchen. Abhängigkeit der Kalibrierfaktoren vom Tragarm-Rotationswinkel, Elektronenstrahlung Prüfpunkt im Protokoll: 4.Teilbereich, Punkt 8e Nach DIN: 5.3 Analog zu der zuvor durchgeführten Messsequenz nach Prüfpunkt 8d werden hier die Ergebnisse für alle Kennenergien der Elektronenstrahlung ausgewertet. Unter Beachtung der wechselnden Phantomvorrichtung werden hier ausschließlich die Gantrywinkel 0, 90 und 270 aufgenommen, da im klinischen Betrieb ein Winkel von 180 bei Elektronenstrahlung niemals Verwendung findet. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Elektronen besonders für oberflächennahe Zielgebiete geeignet sind und der Patient dann so auf dem Bestrahlungstisch positioniert wird, dass das Zielgebiet direkt erreicht werden kann, ohne den Patientenlagerungstisch zu durchstrahlen. Außerdem gilt es nun zu bedenken, dass Abweichungen von bis zu 5% bei Elektronen noch im Toleranzbereich liegen. Abhängigkeit der Kalibrierfaktoren von der Tragarm-Rotation bei Rotationsbestrahlung Prüfpunkt im Protokoll: 4.Teilbereich, Punkt 8f Nach DIN: 5.4 Bei dieser Messsequenz werden die vorgegebenen Monitorunits unter Rotation der Gantry abgestrahlt. Bezogen werden die Messwerte auf den Mittelwert aller Messungen einer Sequenz. Für jede Photonenenergie werden jeweils 4 Durchläufe mit einer 45 -Rotation abgestrahlt, so dass der ganze Bereich der möglichen Gantrywinkel erfasst wird. Die Start- bzw. Stoppwinkel und die Dosismonitorvorwahl können der nachfolgenden Tabelle (Tabelle 2) entnommen werden. Tabelle 2: Kombinationen und Winkelangaben für die Messsequenzen aus Prüfpunkt 8f. Energie [MV] Vorwahl [MU] Gantryrotation: 202-247 292-337 X6 10 Messwert/ Gy X15 10 Messwert/ Gy X6 450 Messwert/ Gy X15 450 Messwert/ Gy 22 23-68 113-158 Mittelwert

Regelungsabweichung bei Rotationsbestrahlung Prüfpunkt im Protokoll: 4.Teilbereich, Punkt 9 Nach DIN: 5.7 Die Regelungseigenschaft des Dosismonitorsystems kann bei diesem Prüfpunkt mit zwei verschiedenen Verfahren überprüft werden. Beim ersten Verfahren wird die Rotationsbestrahlung durch Erreichen des vorgewählten Stoppwinkels beendet. Prüfmerkmal ist der Dosismonitorwert, der bei Ende der Rotationsbestrahlung mit dem geplanten Dosismonitorwert zu vergleichen ist. Diese Überprüfung soll beim kleinsten und größten winkelbezogenen Dosismonitorwert durchgeführt werden. Im zweiten Verfahren wird die Rotationsbestrahlung durch Erreichen des vorgewählten Dosismonitorwertes beendet. Der tatsächlich durchlaufene Rotationsbereich und dessen zugehöriger Stoppwinkel sind mit der Vorwahl zu vergleichen. Eine Abweichung von bis zu 1 ist zulässig. 2.1.5. Verifikationsaufnahmen mit radiochromen Filmen Teilbereich Nummer 5 der Jahreswartung ist die Verifikation bestimmter Feldeigenschaften mit Hilfe von radiochromen Filmen. In der Vergangenheit wurden diese Aufnahmen mit herkömmlichen Röntgenfilmen durchgeführt. Dies brachte Nachteile wie das Bereitstellen der nötigen Chemie zur Entwicklung der Filme und das zeitaufwändige Auswerten der Filme mit einem Densitometer mit sich. Radiochrome Filme sind selbstentwickelnd und können mit geeigneten Scansystemen und Auswertungssoftware schnell und präzise bewertet werden. Durch die digitale Dokumentation gehen die Daten nicht verloren und können ohne logistischen Aufwand viele Jahrzehnte aufgehoben werden. Die Funktionsweise moderner radiochromer Filme kann in einschlägigen Lehrwerken nachgelesen werden. Lichtfeld auf Strahlenfeld Prüfpunkt im Protokoll: 5.Teilbereich, Punkt 10 Nach DIN: 8.1.1, 8.1.2, 8.1.3, 9.1, 9.2 Prüfmerkmal ist hier die Übereinstimmung des Lichtfeldes mit dem Strahlenfeld. Bei einer Feldgröße von 15 10 cm² wird ein radiochromer Film so in einem Plattenphantom, welches das Aufbaumaterial zur Verfügung stellt, angebracht, dass der Fokus-Oberflächen-Abstand 100 cm beträgt (siehe Abbildung 17). Gantry und Kollimator sind auf 0. Die Kernschatten des Lichtfeldes werden mit einem wasserfesten Stift auf dem Film eingezeichnet. Der Film wird mit einer Photonenenergie von 6 MV und 400 MU bestrahlt, um die nötigen Schwärzung des Filmes zu gewährleisten. Anschließend wird der Film bei minimalen und maximalen Abstand zum Fokus erneut bestrahlt. Durch die Verstärkung der Schwärzung kann man den Überschneidungsbereich der Felder gut erkennen. Dadurch ist es möglich, zusätzlich zum angegebenen Prüfmerkmal, die Symmetrie und Parallelität der Felder zu erkennen. Da ein Versatz des Isozentrums, der möglicherweise auf das Lampensystems innerhalb des Strahlerkopfes zurückzuführen wäre, nicht untersucht werden soll, ist es unerlässlich bei Änderung des Abstandes zum Fokus das Isozentrum auf die entsprechend markierte Position des ersten Strahlenfeldes einzustellen. Eine Abweichung von Lichtfeld und Strahlenfeld bis zu 2 mm ist erlaubt. Bei der maximalen Einstellung des FHAAbstandes liegt eine Abweichung von 4 mm im Toleranzbereich. 23

radiochromer Film in einem Plexiglas-Plattenphantom Abbildung 17: Messaufbau zu Prüfpunkt 10. Die Gantry und der Kollimator stehen jeweils auf 0. Der radiochrome Film liegt so im Plattenphantom, dass der Abstand von diesem zum Fokus 100 cm beträgt. Anschließend wird der Abstand zum Fokus so klein und so groß wie möglich eingestellt und der Film erneut bestrahlt. Vier weitere Aufnahmen zur Prüfung der Übereinstimmung von Lichtfeld und Strahlenfeld schließen diesen Prüfpunkt ab. Hierbei wird der Einfluss des Gantry- und/oder des Kollimatorwinkels auf die Feldgenauigkeit untersucht. Da bei von 0 und 180 unterschiedlichen Gantrywinkeln das in Abbildung 17 verwendete Plattenphantom nicht benutzt werden kann, wird vom sogenannten Sternschussphantom Gebrauch gemacht (siehe Abbildung 18, nächster Abschnitt). Die benötigten Kombinationen von Gantry- und Kollimatorwinkeln sind der nachfolgenden Tabelle (Tabelle 3) zu entnehmen. Jede Kombination wird auf einem separaten Film dokumentiert und die Feldgrößengenauigkeit über die Schwärzung des Filmes ermittelt. Die maximal zulässige Abweichung ist bei allen Aufnahmen 2 mm. Tabelle 3: Kombinationen der Winkel von Gantry und Kollimator zur Belichtung der radiochromen Filme zu Prüfpunkt 10. Kollimatorwinkel / K: 0 Gantrywinkel K: 90 G: 90 G: 270 Lage des Strahlisozentrums, Sternschuss Prüfpunkt im Protokoll: 5.Teilbereich, Punkt 11a Nach DIN: 8.1.1, 8.1.2, 8.1.3, 9.1, 9.2 Zur Überprüfung der Strahlenfeldisozentrumslage werden zwei Verfahren verwendet. Beide ermöglichen die Beurteilung der Abweichung des auf dem Film markierten Raumlaser-Isozentrums zu dem tatsächlichen Strahlenisozentrum. Die Felder werden alle jeweils mit der niedrigen Photonenenergie mit 200 MU abgestrahlt, um eine der Auswertung genügenden Schwärzung des radiochromen Filmes zu erreichen. Bei diesem Prüfpunkt, dem Sternschuss, werden sechs kollimierte Photonenstrahlen aus diesen 24

Gantrywinkeln bei einer Kollimatoreinstellung von 90 auf den Film appliziert: 51, 102, 153, 204, 253 und 307. Der Schnittpunkt aller Strahlen auf dem Film bildet das gemeinsame Isozentrum der Sequenz und sollte von dem zuvor auf dem Film gekennzeichneten RaumlaserIsozentrum höchstens 2 mm abweichen. Das Sternschussphantom ist ein Aufbau aus 2 cm dickem Plexiglas, welches durch seine runde Form die Möglichkeit des Einstrahlens aus den beschriebenen Gantrywinkeln bietet, da die Wegstrecke vom Phantomrand zum Isozentrum konstant bleibt. Es verfügt außerdem über eine integrierte Wasserwaage im Sockel, so dass ein präzises Aufstellen des Phantoms durch drei Stellschrauben ermöglicht wird (siehe Abbildung 18). Abbildung 18: Sternschussphantom aus zwei Plexiglasscheiben, in deren Zwischenraum der radiochrome Film eingeschoben werden kann. Am Sockel des Aufbaus ist eine Wasserwaage, die ein präzises Einstellen des Phantom auf dem Patiententenlagerungstisch ermöglicht. Lage des Strahlisozentrums, Karo Prüfpunkt im Protokoll: 5.Teilbereich, Punkt 11b Nach DIN: 8.1.1, 8.1.2, 8.1.3, 9.1, 9.2 Mit zwei weiteren radiochromen Filmen im Platten- bzw. Strernschussphantomaufbau (Gantry 90 und 270 ) aus Prüfpunkt 10 wird die Karo-Überprüfung durchgeführt. Hierbei wird zusätzlich zur Isozentrumslage eine Überprüfung der Schwankung der Gantry um die Gantrydrehachse (Achse 1, Abbildung 4) unternommen. Im ersten Schritt wird hierbei ein 10 10 cm²-feld mit den Backup-Blenden aufgefahren und dann werden jeweils zwei der Blenden auf 0 cm zurückgestellt, die anderen bleiben auf 5 cm geöffnet. Da jeweils zwei Teilblenden eine Ausbreitungsrichtung des Feldes definieren, fahren diese bei einem symmetrischen Feld jeweils auf 5 cm. Dieses Teilfeld wird dann unter einem Gantrywinkel von 0 auf den Film appliziert. Im zweiten Schritt wird jeweils die andere Teilblende in x- und y-richtung geöffnet bzw. geschlossen und dieses quadratische Feld unter dem selben Winkel abgestrahlt, so dass ein Karomuster auf dem Film entsteht (siehe Abbildung 19). Der gleiche Film wird dann unter dem opponierenden Winkel mit identischen Feldern belichtet, so dass das 10 10 cm²- Feld in seiner Gesamtheit auf dem Film abgebildet wird. Die dabei entstehenden Überschneidungsbereiche der Teilfelder oder Lücken zwischen diesen lassen auf die Schwankung der Gantry und des Isozentrums 25

Rückschlüsse zu. Prüfmerkmal ist die Breite dieser Bereiche bei nicht-bündigen Abschließen der Teilfelder. Eine Größenordnung von 2 mm liegt innerhalb des Toleranzbereiches. Derselbe Ablauf unter einer Gantrywinkelkombination von 90 und 270 liefert eine Aussage über die Schwankungen der Gantry in dem Bereich bilateral applizierter Bestrahlungsfelder am Patienten. Abbildung 19: Schematische Darstellung der Karo-Aufnahmen und Ablaufplan der Einstellungen. Zwei der vier Teilblenden sind immer bis 5 cm geöffnet, die anderen beiden geschlossen, so dass ein quadratisches Teilfeld entsteht. Bei Drehung der Gantry auf den opponierenden Winkel wird das benachbarte Teilquadrat belichtet. Überprüfung der Blendengenauigkeit, 4-Quadranten Prüfpunkt im Protokoll: 5.Teilbereich, Punkt 12a Nach DIN: / Für die Überprüfung der Blendengenauigkeit, unabhängig davon, ob Backup-Blenden oder MLCBlenden untersucht werden, wird jeweils eine von der Herstellerfirma vorgegebene Abstrahlungssequenz verwendet. Da diese Sequenzen unter einem Gantrywinkel von 0 erfolgen, kann hier das simplere Plattenphantom benutzt werden, um das benötigte Aufbaumaterial zur Verfügung zu stellen. Beim ersten Abschnitt der Überprüfung der Fahrgenauigkeit der Blenden werden die BackupBlenden untersucht. Vergleichbar mit den Einstellungen aus Prüfpunkt 11b werden jeweils zwei der vier Teilblenden geöffnet und die anderen beiden geschlossen (auf 0 cm gefahren), so dass vier verschiedene Einstellungen die vier Quadranten eines quadratischen Feldes bilden. Da diese in ihrer Gesamtheit auf den selben Film appliziert werden, sind folgende Prüfpunkte nachzuvollziehen: Bündiger Abschluss der Quadrantenfelder miteinander, Berührpunkt aller in der Mitte, der mit dem Raumlaser-Isozentrum innerhalb eines 2 mm-radius übereinstimmt und die tatsächliche Feldgrößen der einzelnen Quadranten, die nach Einscannen des Filmes mit einer entsprechenden Software anhand der Schwärzung ermittelt werden können. Die Feldabmessungen dürfen dabei pro Blende nur um bis zu 1 mm vom Eingabewert (und der Maschinenanzeige) abweichen. Überprüfung der Blendengenauigkeit, Gartenzaun Prüfpunkt im Protokoll: 5.Teilbereich, Punkt 12a Nach DIN: / Durch die von der Herstellerfirma vorgegebene Abstrahlsequenz Gartenzaun kann die Fahrgenauigkeit der MLC-Blenden mit Hilfe eines radiochromen Filmes untersucht werden. Hierbei wird nur mit den MLC-Blenden ein schmales Feld geformt, wie in Abbildung 20 zu erkennen ist. Im nächsten Schritt wird dieser Streifen um dessen Breite nach rechts verschoben, so dass im Falle der korrekten Verfahrung der Blenden ein weiterer schmaler Streifen parallel und bündig zum ersten appliziert wird. Nach mehrmaliger Wiederholung entsteht auf dem Film der Eindruck eines Gartenzauns mit seinen Latten. Prüfmerkmal ist die Positionsgenauigkeit einer jeden Blende und die Parallelität der Streifen zueinander. 26