Published April 2022 | Version v1
Journal article

Clinical applications of radiochromic gel dosimeter. Three-dimensional Winston-Lutz test using reusable PVA-I gel dosimeter

  • 1. Hiroshima Heiwa Clinic, High precision Radiotherapy Center, Hiroshima (Japan)
  • 2. Hiroshima International University, Faculty of Health Sciences, Department of Clinical Radiology, Higashihiroshima, Hiroshima (Japan)

Description

Radiochromic gel dosimeters are used for three-dimensional (3D) dosimetry by measuring absorbance with optical computed tomography; however, their clinical application is not widespread in Japan. The possibility of clinical application of radiochromic gel dosimetry is being investigated using a general-purpose flatbed scanner as a reading device of optical density. In this paper, the 3D Winston-Lutz (WL) tests have been introduced as a quality assurance (QA) for stereotactic radiosurgery (SRS) for intracranial lesions. PVA-I radiochromic gel dosimeters based on a polyvinyl alcohol-iodide (PVA-I) complex, which can be reused after annealing, were used for the tests. A WL gel phantom was prepared by embedding a small tungsten sphere in the gel as a position detector. A flatbed scanner was used to analyze the isocenter position which was determined from the distance between the center of the irradiation field and the sphere. The 3D isocenter positions obtained by this method agreed with those measured by the electric portal imaging devices, which are commonly used for WL tests, with a deviation of less than 0.1 mm. These results demonstrated that the WL gel phantoms were highly reliable and capable of detecting the isocenter position. In addition, long-tenn SRS isocenter verification using a WL gel phantom exhibited good reusability after repeated irradiation and annealing. The 3D WL test developed in this study provides an easy and rapid process for accurate isocenter position analysis, and the excellent reusability of the PVA-I gel dosimeter suggests its usefulness in SRS routine QA. (author)

Availability note (English)

Available from https://radiation-chemistry.org/kaishi/113pdf/113_13.pdf

Abstract (Japanese)

ラジオクロミックゲル線量計は,光学CTで吸光度を計測することで3次元線量評価に用いられるが,本邦ではその臨床応用が広まっていない.そこで,われわれは汎用のフラットベッドスキャナを光学濃度の読み取り装置として使用し,ラジオクロミックゲル線量計の臨床応用の可能性について研究を行っている.本稿では,脳腫瘍に対する定位放射線治療(SRS,stereotactic radiosurgery)の品質保証(QA, quality assurance)として考案した3次元Winston-Lutz(WL)テストを紹介する.ゲル線量計は,われわれが開発したアニーリングにより反復利用が可能なポリビニルアルコール/ヨウ化物(PVA-I)複合体をベースとしたPVA-I ラジオクロミックゲル線量計を用いた.そして,位置検出器としてタングステン球をゲル中に留置したWLゲルファントムを作製した.アイソセンタ位置の解析にはフラットベッドスキャナを使用し,照射野と球の重心間距離から3次元アイソセンタ変位を算出した.この手法から求めた3次元アイソセンタ変位は,一般的にWLテストに用いられるEPID(Electric portal imaging device)で計測した結果と比較して0.1 mm以内の差で一致した.これらの結果は,WLゲルファントムによる高いアイソセンタ位置検出能と信頼性を証明した.また,1つのWLゲルファントムを用いて行った長期間のSRSアイソセンタ位置検証では,照射とアニーリングを繰り返すことで良好な再利用性が確認された.本研究で開発した3次元WLテストでは,容易で迅速なプロセスによる高精度なアイソセンタ位置解析が可能であり,さらにPVA-Iゲル線量計の優れた再利用性からSRSルーチンQAにおける有用性が示唆された.(著者)

Additional details

Additional titles

Original title (Japanese)
ラジオクロミックゲル線量計の臨床応用.反復利用型PVA-Iゲル線量計を用いた3次元Winston-Lutzテスト

Publishing Information

Journal Title
Hoshasen Kagaku (Online)
Journal Issue
no.113
Series
雑誌名:放射線化学
Journal Page Range
p. 13-24
ISSN
2188-0115

Optional Information

Notes
25 refs., 12 figs., 2 tabs.