Determination of the reference air kerma rate for a high dose rate Ir-192 brachytherapy source

Brahiterapija je oblik radioterapijskog liječenja onkoloških pacijenata u kojem se zatvoreni radioaktivni izvor ionizirajućeg zračenja uvodi u neposrednu blizinu ili direktno u tumorski volumen s ciljem njegovog uništavanja. U ovom radu naglasak je na brahiterapiji velike brzine doze provođene metodom daljinski upravljanog naknadnog uvođenja izvora iridija; 192Ir. Dozimetrijska točnost brahiterapije velike brzine doze značajno ovisi o odgovarajućim postupcima osiguranja kvalitete među kojima je primarni postupak provjere veličine referentne brzine kerme u zraku (RAKR), dane od strane proizvođača izvora. RAKR je temeljna preporučena veličina u opisu jakosti fotonskih brahiterapijskih izvora i važan ulazni podatak u računalnom sustavu za izračun i optimizaciju raspodjele apsorbirane doze. U ovom je radu retrospektivno analiziran veći skup utvrđenih odstupanja između RAKR izvora 192Ir, mjerene u bolnici i RAKR istog izvora dane od strane proizvođača izvora. Podaci su prikupljeni na temelju višegodišnjih redovitih mjerenja ionizacijskom komorom bunarskog tipa provedenih u Klinici za onkologiju i nuklearnu medicinu, KBC Sestre milosrdnice u Zagrebu. Rezultati mjerenja RAKR i usporedbe s proizvođački određenom vrijednošću RAKR pokazuju dobro slaganje i da su uspostavljeni postupci mjerenja pouzdani - srednje odstupanje iznosi -0,09% uz standardnu devijaciju 0,95%, a sva se odstupanja nalaze unutar preporučenih ±3%. Odstupanja se mogu podijeliti na 3 skupine s obzirom na izmjenu uređaja za naknadno uvođenje izvora s pripadnom promjenom konstrukcije izvora i izmjenu protokola mjerenja RAKR s jednog uvođenja izvora u ionizacijsku komoru po mjerenju, na tri uvođenja izvora po mjerenju. Analizom varijance (ANOVA) pokazano je da ne postoji razlika između srednjih vrijednosti odstupanja mjerene RAKR od proizvođačke specifikacije, ako se rezultati odstupanja razvrstaju u tri skupine. Procijenjena složena proširena nepouzdanost mjerene RAKR iznosi 2,88% uz faktor pokrivenosti k=2.Brachytherapy is a specific modality of radiation therapy used for treating oncology patients, in which encapsulated radioactive source of ionizing radiation is inserted into or near the tumor volume in order to kill tumor cells. In this Diploma thesis the emphasis is on high dose rate brachytherapy performed by the method of remote afterloading of the source, iridium; 1923^Ir. The dosimetry accuracy of high dose rate brachytherapy depends significantly on appropriate quality assurance procedures, among which the primary procedure is to verify the magnitude of the reference air kerma rate (RAKR) given by the source manufacturer. RAKR is recommended quantity for describing strength of photon-emitting brachytherapy sources and an important input parameter for computer system which calculates and optimizes the absorbed dose distribution. In this thesis the large set of relative discrepancies between the RAKR 192^Ir, measured in the hospital and RAKR of the same source given by source manufacturer are retrospectively analyzed. Data were collected based on regular measurements with a well-type ionization chamber, conducted over a long period of time at the Clinic for Oncology and Nuclear Medicine, KBC Sestre milosrdnice in Zagreb. The results of RAKR measurements and comparison with the manufacturer determined RAKR value show good agreement and that the established measurement procedures are reliable - the mean relative discrepancy is -0.09% with a standard deviation of 0.95%, and all discrepancies are within the recommended range ± 3%. The discrepancies were further divided into 3 groups based on the change of source construction and the afterloading unit used, and the change of the RAKR measurement protocol; from one source insertion into the ionization chamber per measurement, to three source insertions per measurement. Analysis of variance (ANOVA) showed that there is no difference between the mean discrepancies of the measured RAKR from the manufacturer's specification, if the discrepancies are classified into three groups. The estimated combined expanded uncertainty of the measured RAKR has value 2.88% with a coverage factor k=2