Influence of the Integral Quality Monitor transmission detector on high energy photon beams: A multi-centre study
The influence of the Integral Quality Monitor (IQM) transmission detector on photon beam properties was evaluated in a preclinical phase, using data from nine participating centres: (i) the change of beam quality (beam hardening), (ii) the influence on surface dose, and (iii) the attenuation of the...
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| Veröffentlicht in: | Zeitschrift für medizinische Physik 2017-09, Vol.27 (3), p.232-242 |
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| Format: | Artikel |
| Sprache: | eng |
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| Online-Zugang: | Volltext |
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| container_title | Zeitschrift für medizinische Physik |
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| creator | Casar, Bozidar Pasler, Marlies Wegener, Sonja Hoffman, David Talamonti, Cinzia Qian, Jianguo Mendez, Ignasi Brojan, Denis Perrin, Bruce Kusters, Martijn Canters, Richard Pallotta, Stefania Peterlin, Primoz |
| description | The influence of the Integral Quality Monitor (IQM) transmission detector on photon beam properties was evaluated in a preclinical phase, using data from nine participating centres: (i) the change of beam quality (beam hardening), (ii) the influence on surface dose, and (iii) the attenuation of the IQM detector.
For 6 different nominal photon energies (4 standard, 2 FFF) and square field sizes from 1×1cm2 to 20×20cm2, the effect of IQM on beam quality was assessed from the PDD20,10 values obtained from the percentage dose depth (PDD) curves, measured with and without IQM in the beam path. The change in surface dose with/without IQM was assessed for all available energies and field sizes from 4×4cm2 to 20×20cm2. The transmission factor was calculated by means of measured absorbed dose at 10cm depth for all available energies and field sizes.
(i) A small (0.11–0.53%) yet statistically significant beam hardening effect was observed, depending on photon beam energy. (ii) The increase in surface dose correlated with field size (p |
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For 6 different nominal photon energies (4 standard, 2 FFF) and square field sizes from 1×1cm2 to 20×20cm2, the effect of IQM on beam quality was assessed from the PDD20,10 values obtained from the percentage dose depth (PDD) curves, measured with and without IQM in the beam path. The change in surface dose with/without IQM was assessed for all available energies and field sizes from 4×4cm2 to 20×20cm2. The transmission factor was calculated by means of measured absorbed dose at 10cm depth for all available energies and field sizes.
(i) A small (0.11–0.53%) yet statistically significant beam hardening effect was observed, depending on photon beam energy. (ii) The increase in surface dose correlated with field size (p<0.01) for all photon energies except for 18MV. The change in surface dose was smaller than 3.3% in all cases except for the 20×20cm2 field and 10MV FFF beam, where it reached 8.1%. (iii) For standard beams, transmission of the IQM showed a weak dependence on the field size, and a pronounced dependence on the beam energy (0.9412 for 6MV to 0.9578 for 18MV and 0.9440 for 6MV FFF; 0.9533 for 10MV FFF).
The effects of the IQM detector on photon beam properties were found to be small yet statistically significant. The magnitudes of changes which were found justify treating IQM either as tray factors within the treatment planning system (TPS) for a particular energy or alternatively as modified outputs for specific beam energy of linear accelerators, which eases the introduction of the IQM into clinical practice.
Der Einfluss des Transmissionsdetektors Integral Quality Monitor (IQM) auf die Eigenschaften von Photonenstrahlung wurde in einer präklinischen Testphase anhand der Daten aus neun teilnehmenden Zentren ermittelt: (i) Änderung der Strahlenqualität (Strahlaufhärtung), (ii) Einfluss auf die Oberflächendosis und (iii) Schwächung des Strahles durch den IQM-Detektor.
Im Rahmen der Studie wurden Tiefendosisverläufe, die mit und ohne IQM im Strahlengang gemessen wurden, gegenübergestellt. Für die Evaluierung des Einflusses des IQM-Detektors auf die Strahlenqualität wurden Verteilungen für sechs verschiedene Photonenenergien (4 Standardenergien, 2 Photonenenergien ohne Ausgleichsfilter(FFF)) und quadratische Feldgrößen von 1x1cm2 bis 20x20cm2 gemessen. Die Unterschiede in der Strahlenqualität wurden mit PDD20,10 quantifiziert. Die Änderung der Oberflächendosis wurde aus Messungen für alle verfügbaren Energien und Feldgrößen von 4x4cm2 bis 20x20cm2 determiniert. Der Transmissionsfaktor wurde aus der gemessenen absorbierten Dosis in 10cm Tiefe für alle verfügbaren Energien und Feldgrößen berechnet.
(i) Der IQM-Detektor verursacht, abhängig von der Photonenenergie, eine kleine (0,11%—0,53%) aber statistisch signifikante Aufhärtung des Strahles. (ii) Die Erhöhung der Oberflächendosis korrelierte für alle Photonenenergien außer 18 MV mit der Feldgröße (p>0,01). Die Änderung der Oberflächendosis war für alle Feldgrößen und Photonenenergien kleiner als 3,3%, mit Ausnahme der Feldgröße 20x20cm2 bei 10 MV FFF Photonen (8,1%). (iii) Für Standardenergien zeigte die Transmission des IQM eine schwache Feldgrößenabhängigkeit und eine ausgeprägte Abhängigkeit von der Photonenenergie (0,9412 für 6MV bis 0,9578 für 18MV sowie 0,9440 für 6MVFFF und 0,9533 für 10MV).
Der Einfluss des IQM-Detektors auf die Strahlcharakteristik von Photonenenergien war klein aber statistisch signifikant. Die Größe der Änderung rechtfertigt es, den IQM-Detektor im Bestrahlungsplanungssystem als Transmissionsfaktor für die jeweilige Energie zu definieren, oder alternativ als modifizierten Output. Diese Vorgehensweise ermöglicht es, die Einführung des IQM-Systems in die klinische Routine zu vereinfachen.</description><identifier>ISSN: 0939-3889</identifier><identifier>EISSN: 1876-4436</identifier><identifier>DOI: 10.1016/j.zemedi.2016.10.001</identifier><identifier>PMID: 28336006</identifier><language>eng</language><publisher>Germany: Elsevier GmbH</publisher><subject>beam hardening ; Clinical Protocols ; Electrodes ; Humans ; IQM ; linear accelerator ; Linearbeschleuniger ; on-line dose monitoring ; On-line-Dosisüberwachung ; Particle Accelerators - standards ; Phantoms, Imaging ; Photons - therapeutic use ; quality assurance ; Quality Assurance, Health Care ; Qualitätssicherung ; Radiometry ; Strahlaufhärtung ; Transmission detector ; Transmissionsdetektor</subject><ispartof>Zeitschrift für medizinische Physik, 2017-09, Vol.27 (3), p.232-242</ispartof><rights>2017</rights><rights>Copyright © 2017. Published by Elsevier GmbH.</rights><lds50>peer_reviewed</lds50><woscitedreferencessubscribed>false</woscitedreferencessubscribed><citedby>FETCH-LOGICAL-c292t-e4ea8fe39819f2897a178efa7876c2b155cb9efb41e0a74704151b9f5b966da63</citedby><cites>FETCH-LOGICAL-c292t-e4ea8fe39819f2897a178efa7876c2b155cb9efb41e0a74704151b9f5b966da63</cites></display><links><openurl>$$Topenurl_article</openurl><openurlfulltext>$$Topenurlfull_article</openurlfulltext><thumbnail>$$Tsyndetics_thumb_exl</thumbnail><linktohtml>$$Uhttps://dx.doi.org/10.1016/j.zemedi.2016.10.001$$EHTML$$P50$$Gelsevier$$H</linktohtml><link.rule.ids>314,780,784,3550,27924,27925,45995</link.rule.ids><backlink>$$Uhttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28336006$$D View this record in MEDLINE/PubMed$$Hfree_for_read</backlink></links><search><creatorcontrib>Casar, Bozidar</creatorcontrib><creatorcontrib>Pasler, Marlies</creatorcontrib><creatorcontrib>Wegener, Sonja</creatorcontrib><creatorcontrib>Hoffman, David</creatorcontrib><creatorcontrib>Talamonti, Cinzia</creatorcontrib><creatorcontrib>Qian, Jianguo</creatorcontrib><creatorcontrib>Mendez, Ignasi</creatorcontrib><creatorcontrib>Brojan, Denis</creatorcontrib><creatorcontrib>Perrin, Bruce</creatorcontrib><creatorcontrib>Kusters, Martijn</creatorcontrib><creatorcontrib>Canters, Richard</creatorcontrib><creatorcontrib>Pallotta, Stefania</creatorcontrib><creatorcontrib>Peterlin, Primoz</creatorcontrib><title>Influence of the Integral Quality Monitor transmission detector on high energy photon beams: A multi-centre study</title><title>Zeitschrift für medizinische Physik</title><addtitle>Z Med Phys</addtitle><description>The influence of the Integral Quality Monitor (IQM) transmission detector on photon beam properties was evaluated in a preclinical phase, using data from nine participating centres: (i) the change of beam quality (beam hardening), (ii) the influence on surface dose, and (iii) the attenuation of the IQM detector.
For 6 different nominal photon energies (4 standard, 2 FFF) and square field sizes from 1×1cm2 to 20×20cm2, the effect of IQM on beam quality was assessed from the PDD20,10 values obtained from the percentage dose depth (PDD) curves, measured with and without IQM in the beam path. The change in surface dose with/without IQM was assessed for all available energies and field sizes from 4×4cm2 to 20×20cm2. The transmission factor was calculated by means of measured absorbed dose at 10cm depth for all available energies and field sizes.
(i) A small (0.11–0.53%) yet statistically significant beam hardening effect was observed, depending on photon beam energy. (ii) The increase in surface dose correlated with field size (p<0.01) for all photon energies except for 18MV. The change in surface dose was smaller than 3.3% in all cases except for the 20×20cm2 field and 10MV FFF beam, where it reached 8.1%. (iii) For standard beams, transmission of the IQM showed a weak dependence on the field size, and a pronounced dependence on the beam energy (0.9412 for 6MV to 0.9578 for 18MV and 0.9440 for 6MV FFF; 0.9533 for 10MV FFF).
The effects of the IQM detector on photon beam properties were found to be small yet statistically significant. The magnitudes of changes which were found justify treating IQM either as tray factors within the treatment planning system (TPS) for a particular energy or alternatively as modified outputs for specific beam energy of linear accelerators, which eases the introduction of the IQM into clinical practice.
Der Einfluss des Transmissionsdetektors Integral Quality Monitor (IQM) auf die Eigenschaften von Photonenstrahlung wurde in einer präklinischen Testphase anhand der Daten aus neun teilnehmenden Zentren ermittelt: (i) Änderung der Strahlenqualität (Strahlaufhärtung), (ii) Einfluss auf die Oberflächendosis und (iii) Schwächung des Strahles durch den IQM-Detektor.
Im Rahmen der Studie wurden Tiefendosisverläufe, die mit und ohne IQM im Strahlengang gemessen wurden, gegenübergestellt. Für die Evaluierung des Einflusses des IQM-Detektors auf die Strahlenqualität wurden Verteilungen für sechs verschiedene Photonenenergien (4 Standardenergien, 2 Photonenenergien ohne Ausgleichsfilter(FFF)) und quadratische Feldgrößen von 1x1cm2 bis 20x20cm2 gemessen. Die Unterschiede in der Strahlenqualität wurden mit PDD20,10 quantifiziert. Die Änderung der Oberflächendosis wurde aus Messungen für alle verfügbaren Energien und Feldgrößen von 4x4cm2 bis 20x20cm2 determiniert. Der Transmissionsfaktor wurde aus der gemessenen absorbierten Dosis in 10cm Tiefe für alle verfügbaren Energien und Feldgrößen berechnet.
(i) Der IQM-Detektor verursacht, abhängig von der Photonenenergie, eine kleine (0,11%—0,53%) aber statistisch signifikante Aufhärtung des Strahles. (ii) Die Erhöhung der Oberflächendosis korrelierte für alle Photonenenergien außer 18 MV mit der Feldgröße (p>0,01). Die Änderung der Oberflächendosis war für alle Feldgrößen und Photonenenergien kleiner als 3,3%, mit Ausnahme der Feldgröße 20x20cm2 bei 10 MV FFF Photonen (8,1%). (iii) Für Standardenergien zeigte die Transmission des IQM eine schwache Feldgrößenabhängigkeit und eine ausgeprägte Abhängigkeit von der Photonenenergie (0,9412 für 6MV bis 0,9578 für 18MV sowie 0,9440 für 6MVFFF und 0,9533 für 10MV).
Der Einfluss des IQM-Detektors auf die Strahlcharakteristik von Photonenenergien war klein aber statistisch signifikant. Die Größe der Änderung rechtfertigt es, den IQM-Detektor im Bestrahlungsplanungssystem als Transmissionsfaktor für die jeweilige Energie zu definieren, oder alternativ als modifizierten Output. 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(i) A small (0.11–0.53%) yet statistically significant beam hardening effect was observed, depending on photon beam energy. (ii) The increase in surface dose correlated with field size (p<0.01) for all photon energies except for 18MV. The change in surface dose was smaller than 3.3% in all cases except for the 20×20cm2 field and 10MV FFF beam, where it reached 8.1%. (iii) For standard beams, transmission of the IQM showed a weak dependence on the field size, and a pronounced dependence on the beam energy (0.9412 for 6MV to 0.9578 for 18MV and 0.9440 for 6MV FFF; 0.9533 for 10MV FFF).
The effects of the IQM detector on photon beam properties were found to be small yet statistically significant. The magnitudes of changes which were found justify treating IQM either as tray factors within the treatment planning system (TPS) for a particular energy or alternatively as modified outputs for specific beam energy of linear accelerators, which eases the introduction of the IQM into clinical practice.
Der Einfluss des Transmissionsdetektors Integral Quality Monitor (IQM) auf die Eigenschaften von Photonenstrahlung wurde in einer präklinischen Testphase anhand der Daten aus neun teilnehmenden Zentren ermittelt: (i) Änderung der Strahlenqualität (Strahlaufhärtung), (ii) Einfluss auf die Oberflächendosis und (iii) Schwächung des Strahles durch den IQM-Detektor.
Im Rahmen der Studie wurden Tiefendosisverläufe, die mit und ohne IQM im Strahlengang gemessen wurden, gegenübergestellt. Für die Evaluierung des Einflusses des IQM-Detektors auf die Strahlenqualität wurden Verteilungen für sechs verschiedene Photonenenergien (4 Standardenergien, 2 Photonenenergien ohne Ausgleichsfilter(FFF)) und quadratische Feldgrößen von 1x1cm2 bis 20x20cm2 gemessen. Die Unterschiede in der Strahlenqualität wurden mit PDD20,10 quantifiziert. Die Änderung der Oberflächendosis wurde aus Messungen für alle verfügbaren Energien und Feldgrößen von 4x4cm2 bis 20x20cm2 determiniert. Der Transmissionsfaktor wurde aus der gemessenen absorbierten Dosis in 10cm Tiefe für alle verfügbaren Energien und Feldgrößen berechnet.
(i) Der IQM-Detektor verursacht, abhängig von der Photonenenergie, eine kleine (0,11%—0,53%) aber statistisch signifikante Aufhärtung des Strahles. (ii) Die Erhöhung der Oberflächendosis korrelierte für alle Photonenenergien außer 18 MV mit der Feldgröße (p>0,01). Die Änderung der Oberflächendosis war für alle Feldgrößen und Photonenenergien kleiner als 3,3%, mit Ausnahme der Feldgröße 20x20cm2 bei 10 MV FFF Photonen (8,1%). (iii) Für Standardenergien zeigte die Transmission des IQM eine schwache Feldgrößenabhängigkeit und eine ausgeprägte Abhängigkeit von der Photonenenergie (0,9412 für 6MV bis 0,9578 für 18MV sowie 0,9440 für 6MVFFF und 0,9533 für 10MV).
Der Einfluss des IQM-Detektors auf die Strahlcharakteristik von Photonenenergien war klein aber statistisch signifikant. Die Größe der Änderung rechtfertigt es, den IQM-Detektor im Bestrahlungsplanungssystem als Transmissionsfaktor für die jeweilige Energie zu definieren, oder alternativ als modifizierten Output. Diese Vorgehensweise ermöglicht es, die Einführung des IQM-Systems in die klinische Routine zu vereinfachen.</abstract><cop>Germany</cop><pub>Elsevier GmbH</pub><pmid>28336006</pmid><doi>10.1016/j.zemedi.2016.10.001</doi><tpages>11</tpages></addata></record> |
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