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Utilizing acrylic acid polymer hydrogel for 3-D quality assurance in CyberKnife radiotherapy
Radiation Physics and Chemistry ( IF 2.8 ) Pub Date : 2024-10-15 , DOI: 10.1016/j.radphyschem.2024.112300 Samer I. Awad, Khalid A. Rabaeh, Akram A. Almousa, Md A. Al Kafi, Ihssan S. Masad, Belal Moftah
Radiation Physics and Chemistry ( IF 2.8 ) Pub Date : 2024-10-15 , DOI: 10.1016/j.radphyschem.2024.112300 Samer I. Awad, Khalid A. Rabaeh, Akram A. Almousa, Md A. Al Kafi, Ihssan S. Masad, Belal Moftah
Dosimetry tools play a crucial role in radiotherapy as they are essential for recording and validating intricate 3-D dose distributions. This research introduces and examines a novel acrylic acid polymer hydrogel (ACAPHG) dosimeter composition designed for 3-D dose verification and quality assurance in the context of radiotherapy treatment. A phantom made of an 80 mm diameter cylindrical glass container was utilized. The phantom contained the hydrogel, which served as the medium for radiation exposure. The water equivalent hydrogel within the phantom was subjected to irradiation by a CyberKnife robotic radiotherapy system. An optical computed tomography (OCT) scanner with sub-millimeter resolution was used to obtain imaging data. The dose distribution of a CyberKnife robotic SRS/SBRT treatment plan for a brain cancer patient was compared to that of the hydrogel's OCT scan using 2-D and 3-D gamma analysis with a criterion of 3% dose difference and 3 mm distance-to-agreement. A gamma pass rate of 94.1% for the 2-D gamma analysis and a pass rate of 99% for the 3-D gamma analysis were calculated within the region at which the treatment planning system data drops to 20% of the maximum dose. The use of the ACAPHG dosimeter in conjunction with the described setup suggests that it has the potential to offer an accurate 3-D verification of complex dose distributions in SRS/SBRT radiotherapy treatments. By employing the ACAPHG dosimeter and utilizing OCT scanning, this dosimeter enables the assessment and validation of intricate dose distributions in these advanced radiotherapy treatments.
中文翻译:
利用丙烯酸聚合物水凝胶在射波刀放射治疗中进行 3-D 质量保证
剂量测定工具在放射治疗中起着至关重要的作用,因为它们对于记录和验证复杂的 3-D 剂量分布至关重要。本研究介绍并检查了一种新型丙烯酸聚合物水凝胶 (ACAPHG) 剂量计成分,旨在用于放疗治疗背景下的 3-D 剂量验证和质量保证。使用了由直径为 80 mm 的圆柱形玻璃容器制成的模型。模型包含水凝胶,水凝胶用作辐射暴露的介质。体模内的水当量水凝胶经受射波刀机器人放射治疗系统的照射。使用具有亚毫米分辨率的光学计算机断层扫描 (OCT) 扫描仪获取成像数据。使用 2-D 和 3-D γ 分析,将射波刀机器人 SRS/SBRT 治疗计划的剂量分布与水凝胶的 OCT 扫描的剂量分布进行比较,标准为 3% 的剂量差和 3 mm 的一致性距离。在治疗计划系统数据降至最大剂量的 20% 的区域内,计算出 2-D γ 分析的 γ 通过率为 94.1%,3-D γ 分析的通过率为 99%。将 ACAPHG 剂量计与所述设置结合使用表明,它有可能在 SRS/SBRT 放疗治疗中提供复杂剂量分布的准确 3-D 验证。通过使用 ACAPHG 剂量计并利用 OCT 扫描,该剂量计能够评估和验证这些高级放射治疗中复杂的剂量分布。
更新日期:2024-10-15
中文翻译:

利用丙烯酸聚合物水凝胶在射波刀放射治疗中进行 3-D 质量保证
剂量测定工具在放射治疗中起着至关重要的作用,因为它们对于记录和验证复杂的 3-D 剂量分布至关重要。本研究介绍并检查了一种新型丙烯酸聚合物水凝胶 (ACAPHG) 剂量计成分,旨在用于放疗治疗背景下的 3-D 剂量验证和质量保证。使用了由直径为 80 mm 的圆柱形玻璃容器制成的模型。模型包含水凝胶,水凝胶用作辐射暴露的介质。体模内的水当量水凝胶经受射波刀机器人放射治疗系统的照射。使用具有亚毫米分辨率的光学计算机断层扫描 (OCT) 扫描仪获取成像数据。使用 2-D 和 3-D γ 分析,将射波刀机器人 SRS/SBRT 治疗计划的剂量分布与水凝胶的 OCT 扫描的剂量分布进行比较,标准为 3% 的剂量差和 3 mm 的一致性距离。在治疗计划系统数据降至最大剂量的 20% 的区域内,计算出 2-D γ 分析的 γ 通过率为 94.1%,3-D γ 分析的通过率为 99%。将 ACAPHG 剂量计与所述设置结合使用表明,它有可能在 SRS/SBRT 放疗治疗中提供复杂剂量分布的准确 3-D 验证。通过使用 ACAPHG 剂量计并利用 OCT 扫描,该剂量计能够评估和验证这些高级放射治疗中复杂的剂量分布。