Filmless Evaluation of the Mechanical Accuracy of the Isocenter in Stereotactic Radiotherapy

Background and Purpose:

The Winston-Lutz test verifies the mechanical accuracy of the isocenter in stereotactic radiotherapy. A lead ball inside a small beam is exposed to film applying different combinations of the gantry angle and the table angle. The increasing replacement of films by digital images requires alternative imaging methods. The suitability of two different electronic portal imaging systems and of a system based on digital luminescence radiography was investigated.

Material and Methods:

The imaging systems included the portal imaging devices BEAMVIEW PLUS^® and OPTIVUE^®1000 (both Siemens Medical Solutions, Erlangen, Germany) and the luminescence system KODAK ACR 2000 RT (Eastman Kodak Comp., Rochester, NY, USA). 6-MV photons from the linear accelerators PRIMUS^® and ONCOR^® (both Siemens Medical Solutions) were applied. First, only the small beam covering the lead ball was exposed. Second, an additional bigger open beam part in a certain distance to the small beam was applied.

Results:

For all three investigated imaging systems, which are using preprocessing imaging software, only for the beam arrangement with additional open beam parts, the lead ball could be detected inside the small beam. Only for the application of a dosimetric software tool to the luminescence system, the metal ball inside the small beam became visible without an additional open beam part.

Conclusion:

Applying the proposed beam arrangements, the Winston-Lutz test can be done by digital and filmless imaging systems, thereby saving time as well.

Hintergrund und Ziel:

Der Winston-Lutz-Test verifiziert die mechanische Genauigkeit des Isozentrums in der stereotaktischen Strahlentherapie. Abbildungen einer Bleikugel innerhalb eines kleinen Bestrahlungsfeldes erfolgen für verschiedene Gantry- und Tischwinkelkombinationen auf Film. Die zunehmende Abkehr von der Filmanwendung erfordert den Einsatz alternativer bildgebender Verfahren für diesen Test. Die Eignung zweier verschiedener elektronischer Portal-Imaging-Systeme und eines Systems der digitalen Lumineszenzradiographie wurde untersucht.

Material und Methodik:

Als bildgebende Systeme wurden die Portal-Imaging-Systeme BEAMVIEW PLUS^® und OPTIVUE^®1000 (beide Siemens Medical Solutions, Erlangen) und das Lumineszenzsystem KODAK ACR 2000 RT (Eastman Kodak Comp., Rochester, NY, USA) eingesetzt. Die Bestrahlung erfolgte mit 6-MV-Photonen an den Linearbeschleunigern PRIMUS^® und ONCOR^® (beide Siemens Medical Solutions). Die Belichtungen für die untersuchten Systeme erfolgten zum einen nur mit dem sehr kleinen Feld, das die abzubildende Metallkugel enthält. Zum anderen wurden in räumlicher Trennung zu diesem kleinen Feld zusätzliche und deutlich größere Feldanteile aufbelichtet.

Ergebnisse:

Für die drei untersuchten bildgebenden Systeme und die Bildsoftware mit unbeeinflussbarer Vorbearbeitung war nur bei den Feldanordnungen mit zusätzlichen offenen Feldbereichen eine Detektion der Kugel innerhalb des umgebenden kleinen Feldes möglich. Allein eine Dosimetriesoftware für das System der Lumineszenzradiographie erlaubte die Erkennung der Kugel innerhalb des kleinen Feldes ohne zusätzliche offene Feldteile.

Schlussfolgerung:

Die vorgeschlagenen Feldanordnungen erlauben die Durchführung des Winston-Lutz-Tests mit digitalen, filmlosen Bildsystemen. Damit kann der Test auch in kürzerer Zeit durchgeführt werden.