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Strahlentherapie und Onkologie

, Volume 183, Issue 12, pp 667–672 | Cite as

Evaluation of Calculation Algorithms Implemented in Different Commercial Planning Systems on an Anthropomorphic Breast Phantom Using Film Dosimetry

  • Martin Polednik
  • Yasser Abo Madyan
  • Frank Schneider
  • Dirk Wolff
  • Burkhardt Bannach
  • Ulrike Lambrecht
  • André Wallin
  • Marian Cwiekala
  • Klaus Maurer
  • Florian Reif
  • Frank Lohr
  • Frederik Wenz
  • Breast Cancer Working Group (German Cancer Association)
Original Article

Purpose:

To evaluate the accuracy of dose calculation algorithms of different planning systems for postoperative tangential radiotherapy in breast cancer.

Material and Methods:

On a CT dataset of an anthropomorphic phantom, a structure set of the left lung, clinical target volume (CTV), planning target volume, heart, and external contour were delineated. The dataset was processed by six radiation oncology centers participating in this multicenter dosimetry project. Conventional plans with two tangential wedged fields were generated in MasterPlan®, Pinnacle®, Eclipse®, TMS®, and PrecisePLAN®. Plan calculations were done using the beam data of local linacs. The dose distributions were verified under local conditions with Gafchromic®-EBT films.

Results:

In all planning systems, deviations between calculation and measurement were around ±3% in the CTV in the measured plane. Only small areas with deviations of ±5% were detected. Pencil-beam (PB) calculations overestimated the dose inside the lung by up to 23%. Collapsed cone (CC) underestimated the lung dose by up to 6%.

Conclusion:

CC calculates the dose distribution more accurately than PB. Inside regions with electron disequilibrium, however, the dose is slightly underestimated.

Key Words:

Dose calculation Collapsed cone CC Pencil beam PB Film dosimetry 

Filmdosimetrische Evaluation verschiedener Dosisberechnungsalgorithmen für die konventionelle Bestrahlungstechnik des Mammakarzinoms

Ziel:

Evaluation der Dosisberechnungsgenauigkeit von Algorithmen, implementiert in verschiedene Planungssysteme für die konventionelle tangentiale Bestrahlungstechnik des Mammakarzinoms.

Material und Methodik:

CT-Daten eines anthropomorphen Phantoms mit eingezeichneten Konturen von linker Lunge, Herz, Planungszielvolumen, klinischem Zielvolumen (CTV) und Außenkontur wurden von sechs an dieser Studie teilnehmenden Kliniken verwendet. Bestrahlungspläne mit zwei tangentialen Keilfilterfeldern wurden in MasterPlan®, Pinnacle®, Eclipse®, TMS® und PrecisePLAN® generiert. Die Berechnungen der Pläne wurden mit den lokalen Maschinenbasisdaten durchgeführt. Die berechneten Dosisverteilungen wurden vor Ort in den teilnehmenden Kliniken mit Gafchromic®-EBT-Filmen verifiziert.

Ergebnisse:

Alle untersuchten Dosisberechnungsalgorithmen zeigten eine vergleichbare Genauigkeit im CTV. Die Differenz zwischen der Berechnung und Messung betrug ±3%, in kleinen Bereichen bis ±5% in der gemessenen Schicht. Im Lungenbereich wurde die Dosis durch Pencil Beam (PB) bis zu 23% überschätzt. Collapsed Cone (CC) unterschätzte die Lungendosis in bis zu 6%.

Schlussfolgerung:

In Volumina ohne Sekundärelektronengleichgewicht ist die Dosisberechnung mit CC genauer, liefert allerdings für die absorbierte Dosis zu niedrige Werte, im Gegensatz zu deutlich überhöhten Werten bei PB.

Schlüsselwörter:

Dosisberechnung Collapsed Cone CC Pencil Beam PB Filmdosimetrie 

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Copyright information

© Urban & Vogel München 2007

Authors and Affiliations

  • Martin Polednik
    • 1
    • 8
  • Yasser Abo Madyan
    • 1
    • 2
  • Frank Schneider
    • 1
  • Dirk Wolff
    • 1
  • Burkhardt Bannach
    • 3
  • Ulrike Lambrecht
    • 4
  • André Wallin
    • 5
  • Marian Cwiekala
    • 6
  • Klaus Maurer
    • 7
  • Florian Reif
    • 7
  • Frank Lohr
    • 1
  • Frederik Wenz
    • 1
  • Breast Cancer Working Group (German Cancer Association)
  1. 1.Department of Radiation OncologyMannheim University Hospital, University of Heidelberg, Mannheim Medical CenterGermany
  2. 2.Oncology Department (NEMROCK)Cairo University HospitalsEgypt
  3. 3.Department of Radiotherapy and OncologyDuesseldorf University HospitalGermany
  4. 4.Department of RadiotherapyErlangen University HospitalGermany
  5. 5.Department of RadiotherapyRadiooncology Vivantes HospitalBerlin-NeukoellnGermany
  6. 6.Department of Radiotherapy and Radio OncologyGeneral Hospital HagenGermany
  7. 7.Department of Radiotherapy and RadiooncologySt.-Vincentius-Hospital gAGGermany
  8. 8.Klinik für Strahlentherapie und RadioonkologieUniversitätsklinikum MannheimMannheimGermany

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