Calibration and configuration of a cylindrical dosimetry phantom and its use for the validation of treatment planning system calculations in clinical practice

In modern radiotherapy treatment methods, the complexity has increased rapidly and this leads to the need of a more precise quality assurance program (QA) to verify whether the treatment plan can be delivered to the patient properly. This thesis is focused on how the system that is used in our clini...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Σταμόπουλος, Δημήτριος
Άλλοι συγγραφείς: Stamopoulos, Dimitrios
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2023
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:https://hdl.handle.net/10889/24653
id nemertes-10889-24653
record_format dspace
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Radiation therapy
Patient specific quality assurance
Dosimetry phantoms
Ραδιοθεραπεία
spellingShingle Radiation therapy
Patient specific quality assurance
Dosimetry phantoms
Ραδιοθεραπεία
Σταμόπουλος, Δημήτριος
Calibration and configuration of a cylindrical dosimetry phantom and its use for the validation of treatment planning system calculations in clinical practice
description In modern radiotherapy treatment methods, the complexity has increased rapidly and this leads to the need of a more precise quality assurance program (QA) to verify whether the treatment plan can be delivered to the patient properly. This thesis is focused on how the system that is used in our clinic, University Hospital of Patras, for the QA process the Delta4 phantom dosimeter can become more efficient by reducing the deviations between measured and calculated doses. Initially, this was achieved by conducting a literature study, were articles and studies about the function of Delta 4 were investigated in order to find ideas and solutions to the deviations problem. The conclusion was that the most appropriate workflow was to test and repeat all the major processes again. The first task was to do a recalibration and a configuration of the Delta4 as meticulous as possible. After these processes were completed the validation and evaluation of Delta4, Monaco treatment planning system and linear accelerator took place through several procedures for simple (non-IMRT) and complex (IMRT) plans. Having asserted that all three components of radiotherapy QA (the calculation, the delivery and the measurement) were operating correctly we proceeded to the second part of this thesis in order to establish a method to reduce the reported deviations. For this purpose, again a literature study was conducted in conjunction with an idea that we had thought during the experiments. The proposed solution from this thesis is the calculation of a correction factor that will include and correct both the deviations originated from the daily output of the Linac and any systematic error originating from the commissioning and calibration of the measuring instrument. Two methods were considered for the calculation of this correction factor and are analytically presented. Lastly, the use of a different electron density value for the Monaco calculations, that was proposed in the literature, was examined.
author2 Stamopoulos, Dimitrios
author_facet Stamopoulos, Dimitrios
Σταμόπουλος, Δημήτριος
author Σταμόπουλος, Δημήτριος
author_sort Σταμόπουλος, Δημήτριος
title Calibration and configuration of a cylindrical dosimetry phantom and its use for the validation of treatment planning system calculations in clinical practice
title_short Calibration and configuration of a cylindrical dosimetry phantom and its use for the validation of treatment planning system calculations in clinical practice
title_full Calibration and configuration of a cylindrical dosimetry phantom and its use for the validation of treatment planning system calculations in clinical practice
title_fullStr Calibration and configuration of a cylindrical dosimetry phantom and its use for the validation of treatment planning system calculations in clinical practice
title_full_unstemmed Calibration and configuration of a cylindrical dosimetry phantom and its use for the validation of treatment planning system calculations in clinical practice
title_sort calibration and configuration of a cylindrical dosimetry phantom and its use for the validation of treatment planning system calculations in clinical practice
publishDate 2023
url https://hdl.handle.net/10889/24653
work_keys_str_mv AT stamopoulosdēmētrios calibrationandconfigurationofacylindricaldosimetryphantomanditsuseforthevalidationoftreatmentplanningsystemcalculationsinclinicalpractice
AT stamopoulosdēmētrios bathmonomēsēkaiparametropoiēsēenoskylindrikouomoiōmatosdosimetriaskaiēchrēsētougiaepibaibeōsēypologismōnklinikōndoseōnapotosystēmaschediasmoutherapeias
_version_ 1771297308204335104
spelling nemertes-10889-246532023-03-04T04:37:54Z Calibration and configuration of a cylindrical dosimetry phantom and its use for the validation of treatment planning system calculations in clinical practice Βαθμονόμηση και παραμετροποίηση ενός κυλινδρικού ομοιώματος δοσιμετρίας και η χρήση του για επιβαιβέωση υπολογισμών κλινικών δόσεων από το σύστημα σχεδιασμού θεραπείας Σταμόπουλος, Δημήτριος Stamopoulos, Dimitrios Radiation therapy Patient specific quality assurance Dosimetry phantoms Ραδιοθεραπεία In modern radiotherapy treatment methods, the complexity has increased rapidly and this leads to the need of a more precise quality assurance program (QA) to verify whether the treatment plan can be delivered to the patient properly. This thesis is focused on how the system that is used in our clinic, University Hospital of Patras, for the QA process the Delta4 phantom dosimeter can become more efficient by reducing the deviations between measured and calculated doses. Initially, this was achieved by conducting a literature study, were articles and studies about the function of Delta 4 were investigated in order to find ideas and solutions to the deviations problem. The conclusion was that the most appropriate workflow was to test and repeat all the major processes again. The first task was to do a recalibration and a configuration of the Delta4 as meticulous as possible. After these processes were completed the validation and evaluation of Delta4, Monaco treatment planning system and linear accelerator took place through several procedures for simple (non-IMRT) and complex (IMRT) plans. Having asserted that all three components of radiotherapy QA (the calculation, the delivery and the measurement) were operating correctly we proceeded to the second part of this thesis in order to establish a method to reduce the reported deviations. For this purpose, again a literature study was conducted in conjunction with an idea that we had thought during the experiments. The proposed solution from this thesis is the calculation of a correction factor that will include and correct both the deviations originated from the daily output of the Linac and any systematic error originating from the commissioning and calibration of the measuring instrument. Two methods were considered for the calculation of this correction factor and are analytically presented. Lastly, the use of a different electron density value for the Monaco calculations, that was proposed in the literature, was examined. Στις σύγχρονες τεχνικές ακτινοθεραπείας η πολυπλοκότητα έχει αυξηθεί ραγδαία με αποτέλεσα την αναγκαιότητα για ένα ακριβές πρόγραμμα διασφάλισης ποιότητας (QA) για τον ασθενή, ώστε να επιβεβαιωθεί η σωστή ακτινοβόληση του ασθενή με το συγκεκριμένο πλάνο θεραπείας. Η διατριβή αυτή εστιάζει στο μετρητικό όργανο που χρησιμοποιείτε στο Πανεπιστημιακό Γενικό Νοσοκομείο του Ρίου για το QA κάθε ασθενή το ομοίωμα δοσιμετρίας Delta4 και στον τρόπο που μπορεί αυτό να γίνει πιο αποτελεσματικό μειώνοντας τις παρατηρούμενες αποκλίσεις μεταξύ των υπολογισμένων και μετρούμενων δόσεων. Αρχικά έγινε μια έρευνα στην βιβλιογραφία σχετικά με άρθρα και μελέτες που αφορούσαν τη λειτουργεία του Delta4 καθώς και για ιδέες και λύσεις στο πρόβλημα των αποκλίσεων. Το συμπέρασμα ήταν ότι η κατάλληλη σειρά των ενέργειων είναι να επαναληφθούν κάποιες βασικές διαδικασίες. Η πρώτη διεργασία που έγινε ήταν η επαναβαθμονόμηση του Delta4 με την καλύτερη δυνατή ακρίβεια καθώς και η διευθέτηση της εισαγωγής κάποιων επιπλέων δεδομένων στο σύστημα. Στη συνέχεια, αφού ολοκληρώθηκαν οι προηγούμενες διαδικασίες, πραγματοποιήθηκαν διάφορα πειράματα με σκοπό την τεκμηρίωση και την αξιολόγηση Delta4, του προγράμματος σχεδιασμού θεραπείας και του γραμμικού επιταχυντή με τη χρήση απλών (non-IMRT) και αρκετά σύνθετων (IMRT) πλάνων θεραπείας. Έχοντας διασφαλίσει ότι και τα τρία μέρη του ελέγχου ποιότητας στην ακτινοθεραπεία ( ο υπολογισμός της δόσης, ή ακτινοβόληση και η διαδικασία των μετρήσεων) λειτουργούν σωστά το δεύτερο μέρος της διατριβής ξεκίνησε με σκοπό τη εύρεση λύσης στο πρόβλημα των παρατηρούμενων αποκλίσεων. Έπειτα από μία ακόμα έρευνα στη βιβλιογραφία καταλήξαμε σε μία ιδέα που σκεφτήκαμε κατά ην πειραματική διαδικασία. Η προτεινόμενη λύση αφορά τον υπολογισμό ενός διορθωτικού παράγοντα που θα περιλαμβάνει τόσο την παροχή της ημέρας για τον γραμμικό επιταχυντή όσο και μία διόρθωση για τα συστηματικά σφάλματα που υπεισέρχονται σε κάθε διαδικασία και όργανο μέτρησης. Αυτός ο υπολογισμός μπορεί να γίνει με δύο διαφορετικές διαδικασίες οι οποίες παρουσιάζονται αναλυτικά μέσα σε αυτή τη διπλωματική εργασία. Τελειώνοντας, έγινε εξέταση της χρήσης μίας διαφορετικής τιμής για την πυκνότητα ηλεκτρονίων που χρησιμοποιεί το σύστημα σχεδιασμού θεραπείας σύμφωνα με μία μελέτη που βρέθηκε κατά τη διάρκεια της έρευνας στην βιβλιογραφία. 2023-03-03T07:50:20Z 2023-03-03T07:50:20Z 2023-03-02 https://hdl.handle.net/10889/24653 en application/pdf