Project Kanker Samenvatting Froma

Froma Hoofdstuk 3 Fotonenbundel

3.1 Inleiding
Een fotonenbundel wordt opgewekt door een medisch lineaire versneller, waarin elektronen
worden versneld tot hoge energie (4-25 MeV). In een lineaire versneller ontstaat remstraling
door elektronen af te remmen in een trefplaatje van zwaar materiaal. De remstraling vormt
dan de fotonenbundel.

Het doel van ioniserende straling is het homogeen bestralen van een doelgebied met een
minimale stralingsbelasting van omliggend gezond weefsel.

3.1 Stralingsintensiteit en –dosis
De intensiteitsverdeling van een MV-straling in een vlak loodrecht op de centrale as vlak na
het trefplaatje vertoont een gepiekte verdeling die niet geschikt is om direct voor therapie te
gebruiken. Daarom wordt na het trefplaatje een egalisatiefilter gebruikt. Dit zorgt voor het
afvlakken van de bundelvorm tot een optimale bundel.

Een egalisatiefilter heeft invloed op een aantal dosimetrische parameters.
1. De homogeniteit (veldvlakheid) gemeten loodrecht op de centrale as. De
homogeniteit wordt bepaald door het effect van het egalisatiefilter in combinatie met
het verstrooien van de straling, en is afhankelijk van de diepte onder het oppervlak.
2. De PPD: de procentuele dieptedosis. Door de sterke absorptie van de filter is er een
invloed door optredende bundelopharding.
3. Veldgrootteafhankelijkheid van de intensiteit: egalisatiefilter produceert zelf
strooistraling.

Invloeden:
1. De veldgrootte wordt ingesteld met het diafragma of de MLC. De diafragmastand heeft
invloed op de intensiteit van de bundel. Ook bepaalt het diafragma voor een groot deel de
dosisafval aan de rand van de bundel en de dosis buiten de bundel ten gevolge van
transmissie door de diafragmablokken.
2. Kwadratenwet: de hoeveelheid straling per cm2 neemt af met het kwadraat van de afstand.
3. Absorptie: fotonen die materie passeren zijn onderhevig aan fysische processen,
waardoor fotonen uit de bundel verdwijnen. Het gevolg is de dat intensiteit van straling
afneemt met het toenemen van het diepte meetpunt in het bestraalde medium.
4. Verstrooiing: fotonen in een bundel veranderen van richting door botsingen in de materie
die ze passeren. Hierdoor komt er bij bestraling van een grotere hoeveelheid materiaal meer
door het medium verstrooide straling in het meetpunt terecht.
5. Fotonen zijn deeltjes die niet direct energie afgeven, maar dit doen via de elektronen die
door ionisatieprocessen door de fotonen worden vrijgemaakt. Deze elektronen reizen over
enige afstand, waarbij ze continu energie afgeven totdat ze tot stilstand komen.

Wanneer een fotonenbundel het oppervlak van een medium treft, zullen pas op die plek
elektronen ontstaan. Deze zullen zich over een zekere afstand, gemiddeld in dezelfde
richting als de fotonenbundel, in het medium verplaatsen. Zo zullen dus in de bovenste laag
vanuit het medium elektronen vertrekken naar onderliggende lagen, maar niet andersom. Dit
geldt minder voor een laag die enigszins onder het oppervlak ligt. Bij zekere diepte is sprake

, is van evenveel aankomende als vertrekkende elektronen. Dit wordt elektronenevenwicht
genoemd.

Gevolg van dit is dat de afgegeven dosis in de bovenste laag van het bestraalde medium
lager is dan die in dieper gelegen lagen. Op een bepaalde diepte zal een dosismaximum
worden gevonden, omdat met het toenemen van de diepte de intensiteit van de straling door
absorptie en ten gevolge van het kwadrateneffect afneemt. Dit heeft in de praktijk als gevolg
dat de huid een lagere dosis krijgt dan het onderliggende weefsel.
6. Contaminatie-elektronen. In een fotonenbundel komen naast fotonen ook een relatief
gering aantal contaminatie-elektronen voor. Hun aanwezigheid wordt veroorzaakt door
Comptoninteracties van fotonen met delen van het bestralingstoestel en de luchtkolom waar
de bundel doorheen gaat. Bij grotere bestralingsvelden zullen er meer van dit soort
elektronen in de bundel aanwezig zijn en het effect op de PDD groter zijn. Het
dosismaximum verschuift bij grotere velden naar geringere diepte.

Samenvatting
Gaande langs de centrale as van de bundel, van het oppervlak naar grotere dieptes zal:
 De dosis afnemen ten gevolge van de kwadratenwet en de absorptie;
 De dosis toenemen vanaf oppervlak tot zekere diepte ten gevolge van het afnemende
gebrek aan elektronenevenwicht;
 Bij een groter veld op bepaalde diepte een hogere dosis worden gemeten dan bij een
kleiner veld ten gevolge van verstrooiingseffecten;
 De intreedosis toenemen bij toenemende veldgrootte vanwege de contaminatie-
elektronen;
 Tevens zal het dosismaximum van een groter veld op geringere diepte worden
aangetroffen dan bij een kleiner veld ten gevolge van de aanwezigheid van
contaminatie-elektronen.

Gaande langs een dosisprofiel van de bundel van de centrale as naar buiten zal de dosis:
 In geringe mate toe- of afnemen afhankelijk van het egalisatiefilter en de
verstrooiingsverschijnselen in het medium;
 Sterk afnemen op de rand van de bundel, bepaald door de stand van het diafragma;
 Langzaam afnemen tot een constante waarde vanwege verstrooide straling uit het
veld en de lekstraling door het diafragma.

3.3 Relatieve dosisverdeling in een veld
De PPD, procentuele dieptedosis, is de grootheid die aangeeft hoe de relatieve
dosisverdeling over de centrale as van de bundel eruitziet. Als referentie wordt de maximale
dosis genomen die op de centrale as wordt gevonden. Deze krijgt de waarde van 100%.
Echter, in de praktijk geeft dit een probleem: in megavoltfotonenbundels is de diepte waarop
de maximale dosis wordt aangetroffen afhankelijk van de veldgrootte.

De PDD verloopt minder steil met het toenemen van de veldgrootte. Verder is de diepte van
het dosismaximum afhankelijk van de veldgrootte. De huiddosis ofwel intreedosis hangt ook
samen met de veldgrootte en is hoger naarmate het bijbehorende veld groter is. Dit wordt
veroorzaakt doordat met het toenemen van de veldafmeting relatief meer contaminatie-
elektronen in de bundel aanwezig zijn.