Doses Assessment for Advanced Radiotherapy Techniques / by Jamal Mohammed Saleh Al-Shareef ; Supervisors Prof .Dr. Reem Hassan El-Gebaly, Prof. Dr. Ehab Marouf Attalla , Prof.Dr. Nashaat Ahmed Deiab , Dr. Mohamed Mahmoud Fathy.

Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2022.

Bibliography: pages 42-45.

The aim of this work was to implement in-vivo and in-vitro diode dosimetry to verify the accuracy of the dose delivered to the patients ‎during the actual treatment compared to planned doses as well as using ‎this method as a ‎universal quality assurance (QA) in advanced radiotherapy techniques (3D-CRT and IMRT). In addition, assessment of the peripheral and surface dose using diode and Gafchromic EBT3 films dosimeters. Moreover, investigation of the impact of thermoplastic mask with different thickness of bolus on these doses. Finally, comparing these ‎experimental results with the calculated dose.
113 patients (80-3D-CRT and 33-IMRT) with different region were selected for this study. Beforehand, the measurements were tested for an Alderson Rando phantom. For Alderson Rando phantom, the overall results of the measured doses were within ±5% of the planned dose.
For 3D-CRT, patients' measurements revealed that 91.4% of the in-vivo measured doses were within ±5% of the planned doses. The remainder 8.6%, around 5.6% of the dose measurements ranged from more than ±5% to less than ±10% of the planned doses and only 3% of the dose measurements were external from the ±10% of the planned doses. For IMRT, in-vivo measurements revealed that 87.1% of the measured doses were within ±5% of the calculated doses. Of the other 12.9%, about 11.1% were more than ±5% and less ±10% and only 1.8% were outside the ±10% of the calculated doses.
For peripheral dose (PD), 3D-CRT calculated doses showed a higher PD at closer distances to the target, while the IMRT indeed revealed a higher PD at long distances from the target. The PD measured with diode and treatment planning system (TPS) calculated doses were in reasonable agreement at distances near to the target, while the TPS underestimated PD away from the target for both techniques 3D-CRT and IMRT.
The measured surface doses, for both target maxilla and prostate, using EBT3 films was higher than TPS calculation of 3DCRT and IMRT techniques, while the measured dose with bolus for maxilla was in good agreement with the TPS calculation. Interestingly, the measured dose using the diode, for both 3D-CRT and IMRT, was reasonable with the calculated doses.
This study recommends ‎that it is possible to implemented in-vivo diode dosimetry‎ during the actual treatment using a ±5% action level. However, when the difference between the measured and calculated doses is greater than 5% for some fields, in-vitro measurements of these fields are required. In addition, diodes dosimeters are excellent tools to estimate both peripheral and surface doses whereas EBT3 films are a good dosimeter to measure the surface dose but are ‎not reliable to measure PD. Additionally, the TPS is not recommended to estimate second ‎cancer risk.

تهدف هذه الدراسة الى:
 تنفيذ قياس الجرعات في الجسم الحي عن طريق اشباه الموصلات الثنائية للتحقق من دقة توصيل الجرعة لمرضى الأورام أثناء العلاج الإشعاعي الفعلي ومقارنتها بحسابات جهاز التخطيط العلاجي. بالإضافة إلى استخدام هذه الطريقة كبروتوكول روتيني لضمان الجودة في تقنيات العلاج الإشعاعي ثلاثي الابعاد ومتغير الشدة.
 تقييم الجرعة السطحية للجلد وكذلك الجرعة الطرفية او المحيطية (خارج حدود الحقول الإشعاعية) باستخدام اثنين من اجهزة الكشف الدوزمترية وهما اشباه الموصلات الثنائية وكذلك افلام Gafchromic EBT3. بالاضافة إلى دراسة تأثير القناع البلاستيكي الحراري مع سمك مختلفة من البلعة على هذه الجرعات ومقارنة هذه النتائج مع حسابات جهاز التخطيط العلاجي.
أجريت هذه الدراسة على عدد من مرضى الاورام تم علاجهم بتقنية العلاج الإشعاعي ثلاثي الابعاد ومتغير الشدة. بالاضافة الى ذلك تم تقييم جرعة السطح والجرعة المحيطية على الالدرسون فانتوم الذي يشبه جسم الانسان، وذلك لتحديد تأثير أقنعة البلاستيك الحرارية والبلعة (بسماكة 5 مم و 10 مم) على جرعة الجلد.
أظهرت النتائج الإجمالية أن الفرق بين الجرعات المقاسة و الجرعات المحسوبة لكلا من الفانتوم والمرضى كان ضمن الحد المسموح ±5٪ لكلٍ من العلاج الإشعاعي ثلاثي الابعاد ومتغير الشدة. القيم البعيدة التي كانت أكثر من 5٪ بين الجرعات المحسوبة والمقاسة تم اعادة قياسها على فانتوم وكانت نتائج الاختلافات (Δ٪) ضمن الحدود المسموحة للجنة الدولية للوحدات والقياسات الإشعاعية ±5٪.
أظهرت نتائج جرعة سطح الجلد لكل من الفك العلوي والبروستاتا باستخدام الافلام أعلى من الجرعة المحسوبة لتقنيات العلاج الإشعاعي ثلاثي الابعاد ومتغير الشدة، بينما كانت الجرعة المقاسة مع البلعة للفك العلوي متوافقة مع الجرعة المحسوبة. بالنسبة للجرعة المقاسة باستخدام الصمام الثنائي ، لكل من العلاج الإشعاعي ثلاثي الأبعاد والعلاج الإشعاعي متغير الشدة ، كانت متوافقة ايضا مع الجرعات المحسوبة.
أظهرت نتائج الجرعة المحيطية باستخدام اشباه الموصلات الثنائية والجرعات المحسوبة بجهاز التخطيط العلاجي اتفاق معقول عند المسافات القريبة من الهدف، في حين أن الجرعة المحسوبة أظهرت قراءات أقل عند المسافات البعيدة عن الهدف لكل من ثلاثي الأبعاد ومتغير الشدة. بالإضافة إلى ذلك، اظهرت نتائج جهاز التخطيط العلاجي أعلى من القياس بالافلام. بالنسبة لمقارنة قياسات العلاج الإشعاعي ثلاثي الابعاد مع متغير الشدة باستخدام اشباه الموصلات الثنائية, أظهرت الجرعات المحسوبة للعلاج الإشعاعي ثلاثي الأبعاد ‏أعلى عند المسافات القريبة من الهدف، بينما كانت أعلى عند المسافات البعيدة عن الهدف بالنسبة للعلاج الإشعاعي متغير الشدة.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.