Skip to main content
SpringerLink
Log in

Brachytherapie

  • Chapter
  • First Online:
Medizinische Physik

  • 19k Accesses

Zusammenfassung

Die Brachytherapie nutzt den durch das Abstandsquadratgesetz bedingten steilen Dosisgradienten im Nahbereich einer Strahlungsquelle, um (meist kleinvolumige) Dosisverteilungen mit steilem Abfall nach allen Seiten zu erzeugen. Hierzu werden kleine umschlossene Strahler direkt in das Zielgebiet (bzw. in nahen Kontakt damit) eingebracht. Die Bezeichnung Brachytherapie leitet sich vom griechischen brachy = kurz ab, womit der kurze Abstand zwischen Strahlungsquelle und Zielpunkt gemeint ist. Abb. 27.1 zeigt einen Vergleich des Dosisgradienten \(1/r^{2}\) einer Punktquelle in der Tele- und Brachytherapie. In der Teletherapie werden Abstände im Bereich von 1 m eingesetzt, um einen möglichst flachen Dosisgradienten zu erhalten. Damit soll eine möglichst geringe Dosisüberhöhung am Strahleintritt gegenüber dem Zielgewebe in der Tiefe erreicht werden. In der Brachytherapie erfolgt die Deposition der therapeutischen Dosis im Abstand von etwa 1–2 cm vom Strahler, so dass der Dosisabfall hinter dem Dosierungspunkt sehr rasch ist, aber eine Dosisüberhöhung in unmittelbarer Nähe des Strahlers entsteht. Zur Behandlung von größeren Volumina werden mit Hilfe von vorgefertigten Applikatoren oder von Kathetern Anordnungen von mehreren Strahlungsquellen in das Zielgebiet oder in unmittelbaren Kontakt damit gebracht.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Log in via an institution
Chapter
USD 29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD 79.99
Price excludes VAT (USA)
  • Available as EPUB and PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
Hardcover Book
USD 99.99
Price excludes VAT (USA)
  • Durable hardcover edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

Notes

  1. 1.

    Das Intrabeam-System wird bislang hauptsächlich in der intraoperativen Strahlentherapie verwendet, Brachytherapie-Anwendungen mit speziellen Brachytherapie-Applikatoren sind allerdings möglich. Die Dosisberechnung für die kV-Röntgenstrahlung dieser Systeme unterscheidet sich jedoch wesentlich von den in diesem Kapitel beschriebenen Methoden. Eine Übersicht sowie Referenzen zu den physikalischen Aspekten der IORT sind in [57] zu finden.

  2. 2.

    Dieser Ausschluss niederenergetischer Strahlung hat zur Folge, dass die Dosisberechnung nach den hier beschriebenen Formalismen in unmittelbarer Nähe zur Strahleroberfläche falsch sein kann. Eine zweite wesentliche Ursache für die Unsicherheit an der Oberfläche ist das Versagen der Kermaextrapolation mit dem Abstandsquadrat, da der Strahler in kleinen Abständen immer weniger als punktförmig erscheint.

References

  1. Adams ML, Larsen EW (2002) Fast iterative methods for discrete-ordinates particle transport calculations. Prog Nucl Energy 40(1):3–159. https://doi.org/10.1016/S0149-1970(01)00023-3

    Article  Google Scholar 

  2. Nath R, Bice WS, Butler WM, Chen Z, Meigooni AS, Narayana V, Rivard MJ, Yu Y American Association of Physicists in M (2009) AAPM recommendations on dose prescription and reporting methods for permanent interstitial brachytherapy for prostate cancer: report of Task Group 137. Med Phys 36(11):5310–5322. https://doi.org/10.1118/1.3246613

    Article  ADS  Google Scholar 

  3. American Association of Physicists in Medicine (AAPM) Strahlerregister des Radiological Physics Center. http://rpc.mdanderson.org/rpc/. Zugegriffen: 2. Febr. 2017

  4. Podder TK, Beaulieu L, Caldwell B, Cormack RA, Crass JB, Dicker AP, Fenster A, Fichtinger G, Meltsner MA, Moerland MA, Nath R, Rivard MJ, Salcudean T, Song DY, Thomadsen BR, Yu Y (2014) American Association of Physicists in Medicine Brachytherapy S, Therapy Physics C. Groupe Europeen de Curietherapie-European Society for R, Oncology BS (AAPM and GEC-ESTRO guidelines for image-guided robotic brachytherapy: report of Task Group 192. Med Phys 41(10):101501. https://doi.org/10.1118/1.4895013)

    Google Scholar 

  5. Anderson LL (1976) Spacing nomograph for interstitial implants of 125I seeds. Med Phys 3(1):48–51. https://doi.org/10.1118/1.594269

    Article  Google Scholar 

  6. Anderson LL, Nath R, Weaver KA (1990) Interstitial Brachytherapy: physical, biological and clinical considerations. Raven, New York

    Google Scholar 

  7. Anderson LL, Moni JV, Harrison LB (1993) A nomograph for permanent implants of palladium-103 seeds. Int J Radiat Oncol Biol Phys 27(1):129–135

    Article  Google Scholar 

  8. Bachtiary B, Dewitt A, Pintilie M, Jezioranski J, Ahonen S, Levin W, Manchul L, Yeung I, Milosevic M, Fyles A (2005) Comparison of late toxicity between continuous low-dose-rate and pulsed-dose-rate brachytherapy in cervical cancer patients. Int J Radiat Oncol Biol Phys 63(4):1077–1082

    Article  Google Scholar 

  9. Baltas D, Kolotas C, Geramani K, Mould RF, Ioannidis G, Kekchidi M, Zamboglou N (1998) A conformal index (COIN) to evaluate implant quality and dose specification in brachytherapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys 40(2):515–524

    Article  Google Scholar 

  10. Baltas D, Sakelliou L, Zamboglou N (2007) The physics of modern brachytherapy for oncology. Taylor & Francis, New York London

    Google Scholar 

  11. Barendsen GW (1982) Dose fractionation, dose rate and iso-effect relationships for normal tissue responses. Int J Radiat Oncol Biol Phys 8(11):1981–1997

    Article  Google Scholar 

  12. Beaulieu L, Carlsson Tedgren A, Carrier JF, Davis SD, Mourtada F, Rivard MJ, Thomson RM, Verhaegen F, Wareing TA, Williamson JF (2012) Report of the Task Group 186 on model-based dose calculation methods in brachytherapy beyond the TG-43 formalism: current status and recommendations for clinical implementation. Med Phys 39(10):6208–6236. https://doi.org/10.1118/1.4747264

    Article  Google Scholar 

  13. Bentzen SM, Joiner MC (2009) The linear-quadratic approach in clinical practice. In: Joiner MJ, van der Kogel A (Hrsg) Basic clinical radiobiology, 4. Aufl. Hodder Education, London, S 120–134

    Chapter  Google Scholar 

  14. Berger MJ (1968) Energy deposition in water by photons from point isotropic sources. J Nucl Med:suppl 1:17–25

    Google Scholar 

  15. Bice WJ (2005) Post procedural evaluation for prostate implants. In: Thomadson B, Rivard M, Butler W (Hrsg) Brachytherapy physics, 2. Aufl. Proceedings of the Joint Americam Association of Physicists in Medicin/ American Brachytherapy Society Summer School. Seattle University, Seattle, July19–July22. Medical physics monograph no.31. Medical Physics Publishing, Madison, S 477–484

    Google Scholar 

  16. Bidmead M, Venselaar J, Pérez-Calatayud J (2004) A practical guide to quality control of brachytherapy equipment: European guidelines for quality assurance in radiotherapy. ESTRO,

    Google Scholar 

  17. De Boeck L, Beliën J, Egyed W (2011) Dose optimization in HDR brachytherapy: A literature review of quantitative models. Brussel HUB. Res Pap 2011:32

    Google Scholar 

  18. Brenner DJ, Hall EJ (1991) Conditions for the equivalence of continuous to pulsed low dose rate brachytherapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys 20(1):181–190

    Article  Google Scholar 

  19. Bundesministerium für Umwelt (2001) Strahlenschutzverordnung (StrlSchV), Verordnung über den Schutz vor Schäden durch ionisierende Strahlen – Strahlenschutzverordnung vom 20. Juli 2001 (BGBl. I S. 1714; 2002 I S. 1459), die zuletzt durch Artikel 5 Absatz 7 des Gesetzes vom 24. Februar 2012 (BGBl. I S. 212) geändert worden ist

    Google Scholar 

  20. Bundesministerium für Umwelt (2014) Strahlenschutz in der Medizin – Richtlinie zur Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) vom 26. Mai 2011 (GMBl. 2011, Nr. 44–47, S. 867), zuletzt geändert durch RdSchr. des BMUB vom 11. Juli 2014 (GMBl. 2014, Nr. 49, S. 1020)

    Google Scholar 

  21. Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (2015) Verordnung über die innerstaatliche und grenzüberschreitende Beförderung gefährlicher Güter auf der Straße, mit Eisenbahnen und auf Binnengewässern (Gefahrgutverordnung Straße, Eisenbahn und Binnenschifffahrt – GGVSEB). BGBl 2015 Teil. BMVI) I(13):366

    Google Scholar 

  22. Carlsson ÅK, Ahnesjö A (2000) The collapsed cone superposition algorithm applied to scatter dose calculations in brachytherapy. Med Phys 27(10):2320–2332. https://doi.org/10.1118/1.1290485

    Article  Google Scholar 

  23. Chofor N, Harder D, Selbach H-J, Poppe B (2016) The mean photon energy Ē F at the point of measurement determines the detector-specific radiation quality correction factor k Q, M in 192 Ir brachytherapy dosimetry. Z Med Phys 26(3):238–250

    Article  Google Scholar 

  24. Curtis SB (1986) Lethal and potentially lethal lesions induced by radiation – a unified repair model. Radiat Res 106(2):252–270

    Article  ADS  Google Scholar 

  25. Dale RG (1986) Revisions to radial dose function data for 125I and 131Cs. Med Phys 13(6):963–964. https://doi.org/10.1118/1.595828

    Article  Google Scholar 

  26. Deasy JO (1997) Multiple local minima in radiotherapy optimization problems with dose-volume constraints. Med Phys 24(7):1157–1161. https://doi.org/10.1118/1.598017

    Article  Google Scholar 

  27. Delclos L, Fletcher GH, Moore EB, Sampiere VA (1980) Minicolpostats, dome cylinders, other additions and improvements of the fletcher-suit afterloadable system – indications and limitations of their use. Int J Radiat Oncol 6(9):1195–1206

    Article  Google Scholar 

  28. Deutsches Institut für Normung (DIN) (1992) DIN 6853-1: Medizinische ferngesteuerte, automatisch betriebene Afterloading-Anlagen. Besondere Festlegungen für die Sicherheit einschließlich der Geräte (IEC 601-2-17: 1989)

    Google Scholar 

  29. Deutsches Institut für Normung (DIN) (1993) DIN 6809-2: Klinische Dosimetrie – Brachytherapie mit umschlossenen gammastrahlenden radioaktiven Stoffen

    Google Scholar 

  30. Deutsches Institut für Normung (DIN) (2002) DIN 6853-2: Medizinische ferngesteuerte, automatisch betriebene Afterloading-Anlagen – Teil 2: Strahlenschutzregeln für die Errichtung

    Google Scholar 

  31. Deutsches Institut für Normung (DIN) (2004) DIN IEC 601-2-17: Medizinische elektrische Geräte – Teil 2-17: Besondere Anforderungen für die Sicherheit einschließlich der wesentlichen Leistungsmerkmale von ferngesteuerten automatisch betriebenen Afterloading-Geräten für die Brachytherapie (IEC 62C/470/CD:2009)

    Google Scholar 

  32. Deutsches Institut für Normung (DIN) (2005) DIN 6853-2: Medizinische ferngesteuerte, automatisch betriebene Afterloading-Anlagen – Teil 3: Strahlenschutzregeln für die Errichtung

    Google Scholar 

  33. Deutsches Institut für Normung (DIN) (2008) DIN 6800-2: Dosismessverfahren nach der Sondenmethode für Photonen- und Elektronenstrahlung – Teil 2: Dosimetrie hochenergetischer Photonen- und Elektronenstrahlung mit Ionisationskammern

    Google Scholar 

  34. Deutsches Institut für Normung (DIN) (2012) DIN 6827-3: Protokollierung bei der medizinischen Anwendung ionisierender Strahlung – Teil 3: Brachytherapie mit umschlossenen Strahlungsquellen

    Google Scholar 

  35. Deutsches Institut für Normung (DIN) (2012) DIN 6853-5: Medizinische ferngesteuerte, automatisch betriebene Afterloading-Anlagen – Teil 5: Konstanzprüfung von Kennmerkmalen

    Google Scholar 

  36. Deutsches Institut für Normung (DIN) (2017) DIN 6803-2: Dosimetrie für die Photonen-Brachytherapie. Teil 2: Strahler, Strahlerkalibrierung, Strahlerprüfung und Dosisberechnung (Als Normentwurf verabschiedet 17. Nov. 2017)

    Google Scholar 

  37. Deutsches Institut für Normung (DIN) (2018) DIN 6803-3: Dosimetrie für die Photonen-Brachytherapie. Teil 3: Dosismessverfahren, Verifikationsmessungen und in-vivo Dosimetrie (in Arbeit)

    Google Scholar 

  38. Dutreix A, Marinello G, Wambersie A (1982) Dosimetrie en Curietherapie. Masson, Paris

    Google Scholar 

  39. Edmundson G (1990) Geometry based optimization for stepping source implants. In: Martinez A, Orton C, Mould R (Hrsg) Brachytherapy HDR And LDR Proceedings Brachytherapy Meeting Remote Afterloading: State of the Art, Dearborn, 4–6 May 1989, Nucletron, Columbia, S 184–192

    Google Scholar 

  40. Ezzel G (2005) Optimization in brachytherapy. In: Thomadson B, Rivard M, Butler W (Hrsg) Brachytherapy physics, 2. Aufl. Proceedings of the Joint American Association of Physicists in Medicin / American Brachytherapy Society Summer School. Seattle University, Seattle, July19–July22, 2005 Medical Physics Publishing, Madison, S 415–434 (Medical Physics Monograph No. 31)

    Google Scholar 

  41. Ezzell G, Luthmann R (1995) Clinical implementation of dwell time optimization techniques for single stepping-source remote applicators. In: Williamson J, Thomadson B, Nath R (Hrsg) Brachytherapy Physics. AAPM Summer. School, Bd. 1994. Medical Physics Publishing, Madison, S 617–639

    Google Scholar 

  42. Fano U (1954) Note on the Bragg-Gray cavity principle for measuring energy dissipation. Radiat Res 1(3):237–240

    Article  ADS  Google Scholar 

  43. Fowler J, Mount M (1992) Pulsed brachytherapy – the conditions for no significant loss of therapeutic ratio compared with traditional low-dose rate brachytherapy. Int J Radiat Oncol 23(3):661–669

    Article  Google Scholar 

  44. Gerbaulet A, Pötter R, Haie-Meder C, Mazeron J (2002) Cervix carcinoma. In: Gerbaulet A, Pötter R, Mazeron J, Meertens H, Van Limbergen E (Hrsg) The GEC-ESTRO handbook of brachytherapy. European Society for Therapeutic Radiology and Oncology. ESTRO, Brüssel, S 301–363

    Google Scholar 

  45. Gerbaulet A, Pötter R, Mazeron J-J, Meertens H, Van Limbergen E (2002) The GEC-ESTRO Handbook of Brachytherapy. European Society for Therapeutic Radiology and Oncology (ESTRO), Brüssel, https://www.estro.org/about/governance-organisation/committees-activities/gec-estro-handbook-of. Brachytherapy :

    Google Scholar 

  46. Gil’ad NC, Amols HI, Zelefsky MJ, Zaider M (2002) The Anderson nomograms for permanent interstitial prostate implants: a briefing for practitioners. Int J Radiat Oncol Biol Phys 53(2):504–511

    Article  Google Scholar 

  47. Glasser O, Quimby E, Taylor L, Weatherwax J, Morgan R (1961) Physical foundations of radiology, 3. Aufl. Harper & Row, New York

    Google Scholar 

  48. Goetsch SJ, Attix FH, Pearson DW, Thomadsen BR (1991) Calibration of 192Ir high-dose-rate afterloading systems. Med Phys 18(3):462–467. https://doi.org/10.1118/1.596649

    Article  Google Scholar 

  49. Salembier C, Lavagnini P, Nickers P, Mangili P, Rijnders A, Polo A, Venselaar J, Hoskin P, Group GEP (2007) Tumour and target volumes in permanent prostate brachytherapy: a supplement to the ESTRO/EAU/EORTC recommendations on prostate brachytherapy. Radiother Oncol 83(1):3–10. https://doi.org/10.1016/j.radonc.2007.01.014

    Article  Google Scholar 

  50. Potter R, Haie-Meder C, Van Limbergen E, Barillot I, De Brabandere M, Dimopoulos J, Dumas I, Erickson B, Lang S, Nulens A, Petrow P, Rownd J, Kirisits C, Group GEW (2006) Recommendations from gynaecological (GYN) GEC-ESTRO working group (II): concepts and terms in 3D image-based treatment planning in cervix cancer brachytherapy-3D dose volume parameters and aspects of 3D image-based anatomy, radiation physics, radiobiology. Radiother Oncol 78(1):67–77. https://doi.org/10.1016/j.radonc.2005.11.014

    Article  Google Scholar 

  51. Ash D, Flynn A, Battermann J, de Reijke T, Lavagnini P, Blank L, Group EEUB, Group ER (2000) ESTRO/EAU/EORTC recommendations on permanent seed implantation for localized prostate cancer. Radiother Oncol 57(3):315–321

    Article  Google Scholar 

  52. Guedea F, Venselaar J, Hoskin P, Hellebust TP, Peiffert D, Londres B, Ventura M, Mazeron JJ, Limbergen EV, Potter R, Kovacs G (2010) Patterns of care for brachytherapy in Europe: updated results. Radiother Oncol 97(3):514–520. https://doi.org/10.1016/j.radonc.2010.09.009

    Article  Google Scholar 

  53. Guerrero M, Li XA (2004) Extending the linear-quadratic model for large fraction doses pertinent to stereotactic radiotherapy. Phys Med Biol 49(20):4825–4835

    Article  Google Scholar 

  54. Haie-Meder C, Potter R, Van Limbergen E, Briot E, De Brabandere M, Dimopoulos J, Dumas I, Hellebust TP, Kirisits C, Lang S, Muschitz S, Nevinson J, Nulens A, Petrow P, Wachter-Gerstner N, Gynaecological GECEWG (2005) Recommendations from Gynaecological (GYN) GEC-ESTRO Working Group (I): concepts and terms in 3D image based 3D treatment planning in cervix cancer brachytherapy with emphasis on MRI assessment of GTV and CTV. Radiother Oncol 74(3):235–245. https://doi.org/10.1016/j.radonc.2004.12.015

    Article  Google Scholar 

  55. Hall E, Giaccia A (2000) Radiation biology for the radiologist. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia

    Google Scholar 

  56. Hall EJ, Brenner DJ (1991) The dose-rate effect revisited: radiobiological considerations of importance in radiotherapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys 21(6):1403–1414

    Article  Google Scholar 

  57. Hensley FW (2017) Present state and issues in IORT physics. Radiat Oncol 12:37. https://doi.org/10.1186/s13014-016-0754-z

    Article  Google Scholar 

  58. Hoskin P, Kovacs G, van Vulpen M, Baltas D (2014) Prostate cancer. In: Van Limbergen E, Pötter R, Hoskin P, Baltas D (Hrsg) The GEC-ESTRO handbook of brachytherapy, 2. Aufl. Part II: Clinical Practice. European Society for Radiotherapy and Oncology (ESTRO), Brüssel

    Google Scholar 

  59. Hubbell JH, Seltzer SM (2017) Tables of X-Ray mass attenuation coefficients and mass energy-absorption coefficients from 1 keV to 20 meV for elements \(Z\) \(=\) 1 to 92 and 48 additional substances of dosimetric interest. National institute of standards and technology (NIST). https://www.nist.gov/pml/x-ray-mass-attenuation-coefficients. Zugegriffen: 2. Febr. 2017

  60. International Atomic Energy Agency (IAEA) (2002) Calibration of photon and beta ray sources used in brachytherapy: guidelines on standardized procedures at secondary standards dosimetry laboratories (SSDLs) and hospitals, IAEA-TECDOC-1274. International Atomic Energy Agency (IAEA), Vienna

    Google Scholar 

  61. (2004) International Atomic Energy Agency. series, Bd. 398. IAEA, Absorbed dose determination in external beam radiotherapy: an international code of practice for dosimetry based on standards of absorbed dose to water. IAEA technical reports

    Google Scholar 

  62. International Atomic Energy Agency (IAEA) (2008) Setting up a radiotherapy programme: clinical, medical physics, radiation protection and safety aspects. International Atomic Energy Agency (IAEA), Vienna

    Google Scholar 

  63. International Commission on Radiological Protection (ICRP) (2005) Prevention of high-dose-rate brachytherapy accidents. ICRP Publication 97. Ann Icrp 35(2):1–51

    Article  Google Scholar 

  64. International Commisson on Radiation Units and Measurements (ICRU) (1985) ICRU report 38: dose and volume specification for reporting intracavitary therapy in gynecologytherapy

    Google Scholar 

  65. International Commisson on Radiation Units and Measurements (ICRU) (1997) ICRU report 58: dose and volume specification for reporting interstital therapy

    Google Scholar 

  66. International Commisson on Radiation Units and Measurements (ICRU) ICRU Report 89: Prescribing, Recording and Reporting Brachytherapy for Cancer of the Cervix. The international Commission on Radiation Units and Measurements prepared in collaboration with Groupe Européen de Curiethérapie – European Society for Radiatiotherapy and Oncology (GEC-ESTRO)

    Google Scholar 

  67. Jäger R, Hübner W (1974) Dosimetrie und Strahlenschutz. Physikalisch-technische Date und Methoden für die Praxis, 2. Aufl. Thieme, Stuttgart

    Google Scholar 

  68. Joiner MC, Bentzen SM (2009) Fractionation: the linear-quadratic approach. In: Joiner MJ, van der Kogel A (Hrsg) Basic clinical radiobiology, 4. Aufl. Hodder Education, London, S 102–119

    Chapter  Google Scholar 

  69. Joiner MC, van der Kogel A (2009) Basic clinical radiobiology, 4. Aufl. Hodder Education, London

    Google Scholar 

  70. van Kleffens HJ, Star WM (1979) Application of stereo X-ray photogrammetry (SRM) in the determination of absorbed dose values during intracavitary radiation therapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys 5(4):557–563

    Article  Google Scholar 

  71. Krieger H, Baltas D, Kneschaurek P (1999) DGMP-Bericht. Dosisspezifikation Hdr-brachytherapie (14):

    Google Scholar 

  72. Krieger H, Baltas D, Kneschaurek P (2006) DGMP-Bericht. Prakt Dosim Hdr-brachytherapie (13):

    Google Scholar 

  73. Van der Laarse R, de Boer R (1990) Computerized high dose rate brachytherapy treatment planning. In: Martinez A, Orton C, Mould R (Hrsg) Brachytherapy HDR And LDR Proceedings Brachytherapy Meeting Remote Afterloading: State of the Art. 4–6 May 1989, Dearborn. Nucletron, Columbia, S 169–183

    Google Scholar 

  74. Lahanas M, Baltas D, Zamboglou N (2003) A hybrid evolutionary algorithm for multi-objective anatomy-based dose optimization in high-dose-rate brachytherapy. Phys Med Biol 48(3):399–415

    Article  Google Scholar 

  75. Laughlin JS, Holodny EI, Ritter FW, Siler WM (1963) A dose description system for interstitial radiation therapy – seed implants. Am J Roentgenol Radium Ther Nucl Med 89(3):470

    Google Scholar 

  76. Lessard E, Pouliot J (2001) Inverse planning anatomy-based dose optimization for HDR-brachytherapy of the prostate using fast simulated annealing algorithm and dedicated objective function. Med Phys 28(5):773–779

    Article  Google Scholar 

  77. Van Limbergen E, Pötter R, Hoskin P, Baltas D (2014) The GECESTRO handbook of brachytherapy, 2. Aufl. European Society for Therapeutic Radiology and Oncology (ESTRO), Brüssel

    Google Scholar 

  78. Meisberger LL, Keller RJ, Shalek RJ (1968) The effective attenuation in water of the gamma rays of gold 198, iridium 192, cesium 137, radium 226, and cobalt 60. Radiology 90(5):953–957. https://doi.org/10.1148/90.5.953

    Article  Google Scholar 

  79. Meli J (1995) Source localization. In: Williamson J, Thomadson B, Nath R (Hrsg) Brachytherapy physics. AAPM summer. school, Bd. 1994. Medical Physics Publishing, Madison, S 235–251

    Google Scholar 

  80. Meli JA, Meigooni AS, Nath R (1988) On the choice of phantom material for the dosimetry of 192Ir sources. Int J Radiat Oncol Biol Phys 14(3):587–594

    Article  Google Scholar 

  81. Meredith WJ, Paterson R (1967) Radium dosage: the Manchester system. Livingstone,

    Google Scholar 

  82. Milickovic N, Lahanas M, Papagiannopoulo M, Zamboglou N, Baltas D (2002) Multiobjective anatomy-based dose optimization for HDR-brachytherapy with constraint free deterministic algorithms. Phys Med Biol 47(13):2263–2280

    Article  Google Scholar 

  83. Muench PJ, Meigooni AS, Nath R, Mclaughlin WL (1991) Photon energy-dependence of the sensitivity of radiochromic film and comparison with silver-halide film and Lif Tlds used for brachytherapy dosimetry. Med Phys 18(4):769–775. https://doi.org/10.1118/1.596630

    Article  Google Scholar 

  84. Murphy MK, Piper RK, Greenwood LR, Mitch MG, Lamperti PJ, Seltzer SM, Bales MJ, Phillips MH (2004) Evaluation of the new cesium-131 seed for use in low-energy x-ray brachytherapy. Med Phys 31:1529–1538. https://doi.org/10.1118/1.1755182

    Article  Google Scholar 

  85. Nath R, Anderson LL, Luxton G, Weaver KA, Williamson JF, Meigooni AS (1995) Dosimetry of interstitial brachytherapy sources: recommendations of the AAPM Radiation Therapy Committee Task Group No. 43. Med Phys 22(2):209–234

    Article  Google Scholar 

  86. Nath R, Anderson LL, Meli JA, Olch AJ, Stitt JA, Williamson JF (1997) Code of practice for brachytherapy physics: Report of the AAPM Radiation Therapy Committee Task Group No. 56. Med Phys 24(10):1557–1598. https://doi.org/10.1118/1.597966

    Article  Google Scholar 

  87. National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory Spektren-Datenbank NuDat2. http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/. Zugegriffen: 2. Febr. 2017

  88. Parker HM (1938) A dosage system for interstitial radium therapy. Part II – physical aspects. Br J Radiol 11(125):313–340

    Article  Google Scholar 

  89. Paterson R, Parker H (1934) A dosage system for gamma ray therapy. Br J Radiol 7(82):578–579

    Article  Google Scholar 

  90. Paterson R, Parker HM (1938) A dosage system for interstitial radium therapy. Br J Radiol 11(124):252–266

    Article  Google Scholar 

  91. Paterson R, Parker H, Spiers F (1936) A dosage system for cylindrical therapy. Br J Radiol 9(104):487–508

    Article  Google Scholar 

  92. Pérez-Calatayud J, Ballester F, Das RK, DeWerd LA, Ibbott GS, Meigooni AS, Ouhib Z, Rivard MJ, Sloboda RS, Williamson JF (2012) Dose calculation for photon-emitting brachytherapy sources with average energy higher than 50 keV: report of the AAPM and ESTRO. Med Phys 39(5):2904–2929

    Article  Google Scholar 

  93. Pierquin B (1964) Précis de curiethérapie: endocuriethérapie, plésiocuriethérapie. Masson, Paris

    Google Scholar 

  94. Pierquin B, Dutreix A, Paine CH, Chassagne D, Marinello G, Ash D (1978) The Paris system in interstitial radiation therapy. Acta Radiol Oncol Radiat. Phys Biol 17(1):33–48. https://doi.org/10.3109/02841867809127689

    Article  Google Scholar 

  95. Regaud C (1922) Sevices de Curiethérapie. In: Regaud C, Lacassagne A, Ferroux R (Hrsg) Radiophysiologie et radiothérapie recuil de traveaux biologiques, techniques et thérapeutics. Archives de l’Institut du Radium de L’Université de Paris et de la Fondation Curie. Les Presses Universitaires de France, Paris

    Google Scholar 

  96. Reich H (1990) Dosimetrie ionisierender Strahlung. Grundlagen und Anwendungen. Teubner, Stuttgart

    Google Scholar 

  97. Rivard MJ, Coursey BM, DeWerd LA, Hanson WF, Saiful Huq M, Ibbott GS, Mitch MG, Nath R, Williamson JF (2004) Update of AAPM task group no. 43 report: a revised AAPM protocol for brachytherapy dose calculations. Med Phys 31(3):633–674

    Article  Google Scholar 

  98. Russell KR, Ahnesjö A (1996) Dose calculation in brachytherapy for a Ir-192 source using a primary and scatter dose separation technique. Phys Med Biol 41(6):1007–1024. https://doi.org/10.1088/0031-9155/41/6/005

    Article  Google Scholar 

  99. Schoenfeld AA, Harder D, Poppe B, Chofor N (2015) Water equivalent phantom materials for 192Ir brachytherapy. Phys Med Biol 60(24):9403

    Article  Google Scholar 

  100. Schwarz SB, Thon N, Nikolajek K, Niyazi M, Tonn JC, Belka C, Kreth FW (2012) Iodine-125 brachytherapy for brain tumours – a review. Radiat Oncol 7(1):30. https://doi.org/10.1186/1748-717X-7-30

    Article  Google Scholar 

  101. Shalek RJ, Stovall M (1990) Radiation Dosimetry. In: Kase K, Bjärngard B, Attix F (Hrsg) San Diego, Bd. 3. Academic Press, , S 259–322

    Google Scholar 

  102. Sievert RM (1921) Die Intensitätsverteilung der primären \({\upgamma}\)-Strahlung in der Nähe medizinischer Radiumpräparate. Acta Radiol 1:89–128

    Article  Google Scholar 

  103. Stewart A, Parashar B, Patel M, O’Farrell D, Biagioli M, Devlin P, Mutyala S (2016) American Brachytherapy Society consensus guidelines for thoracic brachytherapy for lung cancer. Brachytherapy 15(1):1–11. https://doi.org/10.1016/j.brachy.2015.09.006

    Article  Google Scholar 

  104. Stewart AJ, Mutyala S, Holloway CL, Colson YL, Devlin PM (2009) Intraoperative seed placement for thoracic malignancy – A review of technique, indications, and published literature. Brachytherapy 8(1):63–69. https://doi.org/10.1016/j.brachy.2008.09.002

    Article  Google Scholar 

  105. Stock RG, Stone NN, Wesson MF, DeWyngaert JK (1995) A modified technique allowing interactive ultrasound-guided three-dimensional transperineal prostate implantation. Int J Radiat Oncol Biol Phys 32(1):219–225. https://doi.org/10.1016/0360-3016(95)00521-Y

    Article  Google Scholar 

  106. Taylor REP, Rogers DWO (2013) The CLRP TG-43 parameter database for brachytherapy. Carleton Laboratory for Radiotherapy Physics. http://www.physics.carleton.ca/clrp/seed_database. Zugegriffen: 2. Febr. 2017

  107. Thames HD (1985) An “incomplete-repair” model for survival after fractionated and continuous irradiations. Int J Radiat Biol Relat Stud Phys Chem Med 47(3):319–339. https://doi.org/10.1080/09553008514550461

    Article  Google Scholar 

  108. Thomadson B, Houdek P, van der Laarse R, Edmundson G, Kolkmann-Deurloo I-K, Visser A (1994) Treatment planning and optimization. In: Nag S (Hrsg) High dose rate brachytherapy. A Textbook Futura Publishing Company Inc. , New York, S 79–145

    Google Scholar 

  109. Thomadson B, Rivard M, Butler W (2005) Brachytherapy physics, 2. Aufl. AAPM Summer School, Bd. 2005. Medical Physics Publishing, Madison

    Google Scholar 

  110. Tod M, Meredith W (1953) Treatment of cancer of the cervix uteri – a revised “Manchester method”. Br J Radiol 26(305):252–257

    Article  Google Scholar 

  111. Tod MC, Meredith WJ (1938) A dosage system for use in the treatment of cancer of the uterine cervix. Br J Radiol 11(132):809–824

    Article  Google Scholar 

  112. Universität Valencia Dosimetry Parameters for source models used in Brachytherapy (GEC-ESTRO Strahlerdatenbank). http://www.uv.es/braphyqs/. Zugegriffen: 30. Jan. 2017

  113. Venselaar J, Baltas D, Meigooni A, Hoskin P (2013) Comprehensive brachytherapy: physical and clinical aspects. CRC Press, Boca Raton, London

    Google Scholar 

  114. Vicini F, White J, Gustafson G, Matter RC, Clarke DH, Edmundson G, Martinez A (1993) The use of iodine-125 seeds as a substitute for iridium-192 seeds in temporary interstitial breast implants. Int J Radiat Oncol Biol Phys 27(3):561–566

    Article  Google Scholar 

  115. Williamson J, Thomadson B, Nath R (1995) Brachytherapy physics. AAPM summer. school, Bd. 1994. Medical Physics Publishing, Madison

    Google Scholar 

  116. Williamson JF, Morin RL, Khan FM (1983) Monte Carlo evaluation of the Sievert integral for brachytherapy dosimetry. Phys Med Biol 28(9):1021–1032

    Article  Google Scholar 

  117. Wu A, Zwicker RD, Sternick ES (1985) Tumor dose specification of I-125 seed implants. Med Phys 12(1):27–31. https://doi.org/10.1118/1.595733

    Article  Google Scholar 

  118. Yu Y, Anderson LL, Li Z, Mellenberg DE, Nath R, Schell MC, Waterman FM, Wu A, Blasko JC (1999) Permanent prostate seed implant brachytherapy: Report of the American Association of Physicists in Medicine Task Group No. 64. Med Phys 26(10):2054–2076

    Article  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Radioonkologie und Strahlentherapie, Universitätsklinikum Heidelberg, Heidelberg, Deutschland

    Dr. Frank Hensley

Authors
  1. Dr. Frank Hensley
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Editor information

Editors and Affiliations

  1. Medizinische Physik in der Strahlentherapie (E040), Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), Heidelberg, Germany

    Wolfgang Schlegel

  2. Medizinische Physik in der Strahlentherapie (E040), Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), Heidelberg, Germany

    Christian P. Karger

  3. Medizinische Physik in der Strahlentherapie (E040), Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), Heidelberg, Germany

    Oliver Jäkel

Aufgaben

Aufgaben

27.1

Wie entsteht der steile Dosisabfall um ein Brachytherapie-Implantat:

  • Durch effektive Kollimierung der Strahlung?

  • Durch die starke Absorption der Strahlung im Gewebe?

  • Durch den Dosisabfall nach dem Abstandquadratgesetz?

  • Durch eine Kombination von Kollimierung und Abstandquadratgesetz?

27.2

Warum gilt der in Abb. 27.1 gezeigte Dosisabfall mit \(1/r^{2}\) für einen realistischen Brachytherapie-Strahler nur näherungsweise?

27.3

Welche der in den Tab. 27.1 und 27.2 aufgeführten Radioisotope sind reine Beta-Strahler, welche sind reine Gamma-Strahler?

27.4

Warum gilt die Berechnung von \(\Gamma_{\delta}\) nach Gl. 27.2 nur für einen punktförmigen und nicht für einen realistischen (ausgedehnten) Strahler?

27.5

Berechne nach Gl. 27.22 die Kermaleistungskonstante \(\Gamma_{\delta}\) eines punktförmigen \({}^{137}\)Cs-Strahlers für eine Abschneideenergie \(\delta=10\) keV.

  • Die für die Berechnung erforderlichen Spektraldaten (Photonenenergien und Intensitäten) sind in der Spektren-Datenbank NuDat2 des amerikanischen National Nuclear Data Center (NNDC) am Brookhaven National Laboratory zu finden [87].

  • Die zur Berechnung benötigten Massen-Energietransferkoeffizienten \((\mu_{\mathrm{tr}}/\varrho)_{(}a,E_{i})\) sind der XCOM-Datenbank des amerikanischen nationalen Standardlabors NIST zu entnehmen [59].

  • Die Navigation in den Datenbanken und die Nutzung der Daten werden in der Beschreibung der Lösungen erklärt. Der Zugang zu den Lösungen erfolgt über die am Anfang des Buches genannte Website.

  • Hinweis: Die Daten sowie die Lösung sind auch im Lehrbuch „The Physics of Modern Brachytherapy for Oncology“ von Baltas et al. [10] in der Tabelle 5.5 c (S. 154) zu finden.

27.6

Berechnung einer Dosisleistung nach dem physikalischen Grund-Formalismus.

  • Berechne mit Gl. 27.5 für einen \({}^{192}\)Ir-Strahler mit einer Referenz-Luftkermaleistung von \(\dot{K}_{a,0}=41,4\,\mathrm{mGy}/\mathrm{h}\) die Wasser-Energiedosisleistung in 2 cm Abstand (ohne Korrektion der Anisotropie).

  • Da die Bremsstrahlungsverluste \(g_{a}\)vernachlässigt werden können [\((1-g_{a})=1{,}0\)], kann man zur Berechnung von \((\mu_{\mathrm{tr}}/\rho)_{a}^{W}\) die Massen-Energieabsorptionskoeffizienten \(({\mu_{\mathrm{en}}}/\varrho)_{a}\) und \(({\mu_{\mathrm{en}}}/\varrho)_{W}\) aus der XCOM-Datenbank [59] verwenden. Berechnung für eine effektive Energie der \({}^{192}\)Ir-Strahlung von \(E_{\mathrm{eff}}=0{,}3719\,\mathrm{MeV}\). (Lösung: \((\mu_{\mathrm{tr}}/\rho)_{a}^{W}=1{,}11\))

  • Berechne die Korrektion für Streuung und Absorption der Strahlung \(k_{r}(r)\) nach der Gleichung von Meisberger et al. [78]:

    $$\displaystyle k_{r}(r)=a_{0}+a_{1}\cdot r+a_{2}\cdot r^{2}+a_{3}\cdot r^{3}$$
    (27.27)

    mit: \(a_{0}=1{,}0128\), \(a_{1}=5{,}019\cdot 10^{-3}\), \(a_{2}=-1{,}178\cdot 10^{-3}\), \(a_{3}=-2{,}008\cdot 10^{-5}\) (für \(r\) in cm). Die Navigation in den Datenbanken und die Nutzung der Daten werden in der Beschreibung der Lösungen erklärt. Der Zugang zu den Lösungen erfolgt über die am Anfang des Buches genannte Website.

27.7

Berechnung einer Dosisleistung nach TG-43.

  • Berechne mit Gl. 27.7 für einen \({}^{192}\)Ir-Strahler des Typs HDR GammaMed 12i mit einer Referenz-Luftkermaleistung von \(\dot{K}_{a,0}=41{,}4\,\mathrm{mGy}/\mathrm{h}\) die Wasser-Energiedosisleistung im Punkt \(\mathrm{P}(r=2\,\mathrm{cm},\theta=30)\) (Berechnung mit Korrektion der Anisotropie-Korrektion). Die TG-43-Rechenparameter können der TG-43-Datenbank der GEC-ESTRO [111] entnommen werden.

  • Berechne die Geometriefunktion nach der Gl. 27.13 für einen Strahler der Länge 3,5 mm. Die Navigation in den Datenbanken und die Nutzung der Daten werden in der Beschreibung der Lösungen erklärt. Der Zugang zu den Lösungen erfolgt über die am Anfang des Buches genannte Website.

27.8

Was ist der Unterschied zwischen der Korrektionsfunktion \(k_{r}(r)\) für Streuung und Absorption der radialen Dosisfunktionen \(g(r)\)?

27.9

Ein \({}^{192}\)Ir-Strahler wird am 12.10.2013 16:00 MEZ geliefert.

  • Sein Kalibrierzertifikat weist eine Referenz-Luftkermaleistung von 41,40 mGy/h aus, gemessen am 08.10.2013 um 9:52 MEZ. Der Strahler wird am 12.10.2013 16:30 MEZ verifiziert.

  • Welche Kenndosisleistung wird bei der Verifikation erwartet?

27.10

Ein Strahler hat eine Referenz-Luftkermaleistung von \(\dot{K}_{\mathrm{a},0}=41,4\mathrm{mGy}/\mathrm{h}\). Berechne hieraus die Luftkerma-Stärke \(S_{k}\) zur Verwendung im TG-43-Formalismus.

27.11

Für eine gynäkologische Applikation mit einem Fletcher-Applikator wird ein Plan erstellt.

  • Zu dieser Zeit (10.10.2013 10:30 MEZ) hat der im Planungssystem eingepflegte \({}^{192}\)Ir-Strahler eine Aktivität von 24,6 mGy/h. Der Plan ergibt für die gesamte Fraktion eine Gesamtbestrahlungszeit von 720 s. Die erste Bestrahlung erfolgt am 12.10.2013 10:30 MEZ. Welche Gesamtbestrahlungszeit ergibt sich bei der Bestrahlung? Wie ändern sich die Standzeiten des Strahlers in den einzelnen Strahlerpositionen? (Verwende die Strahlerdaten aus Tab. 27.1.)

  • Am 12.10.2013 16:00 MEZ wird ein neuer \({}^{192}\)Ir-Strahler geliefert und in das Afterloading-Gerät eingebaut. Sein Kalibrierzertifikat weist eine Referenz-Luftkermaleistung von 41,40 mGy/h aus, gemessen am 08.10.2013 9:52 MEZ. Welche Gesamtbestrahlungszeit ergibt sich bei der zweiten Bestrahlung am 15.10.2013 11:00 MEZ?

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2018 Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature

About this chapter

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this chapter

Hensley, F. (2018). Brachytherapie. In: Schlegel, W., Karger, C., Jäkel, O. (eds) Medizinische Physik. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-54801-1_27

Download citation

  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-54801-1_27

  • Published:

  • Publisher Name: Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg

  • Print ISBN: 978-3-662-54800-4

  • Online ISBN: 978-3-662-54801-1

  • eBook Packages: Life Science and Basic Disciplines (German Language)

Publish with us

Policies and ethics

Search

Navigation