Untersuchung von Unsicherheiten von Dosisverteilungen auf Grundlage von Monte-Carlo-Simulationen der Brachytherapie bei Augentumoren

Abstract

Eine häufig angewandte Methode zur Behandlung kleiner bis mittelgroßer intraokularer Tumoren ist die Brachytherapie mit radioaktiven Ruthenium-106-Applikatoren. Für die Therapie von Tumoren in der Nähe des Sehnervs werden asymmetrische COB-Applikatoren verwendet. Diese Applikatoren besitzen einen Ausschnitt, der eine Positionierung der Applikatoren möglichst nah am Sehnerv ermöglicht. Das Ziel dieser Arbeit ist es, zu untersuchen, inwieweit die Rotation dieses Applikatortyps die Dosisdeposition beeinflusst, wobei der Sehnerv die Bewegung begrenzt. Da die Rotation des COB-Applikators um ihren Mittelpunkt möglicherweise einen signifikanten Einfluss auf die Dosisverteilungen hat, könnte dies zu Nebenwirkungen beim Einsatz dieses Applikators bei Augentumoren führen. Die möglichen Einflüsse werden mithilfe von Geant4-basierten Monte-Carlo Simulationen untersucht. Dabei wird ein Falldatensatz in ein generisches CAD-Augenmodell unter Berücksichtigung der Positionierung des COB-Applikators mit unterschiedlichen Rotationswinkeln implementiert. Es werden die Dosisverteilungen im Tumor sowie in den Risikostrukturen ermittelt und verglichen. Als Resultat ergibt sich, dass die Rotation des COB-Applikators innerhalb des untersuchten Winkelintervalls keinen signifikanten Einfluss auf die Dosisverteilungen hat.

A commonly used method for treating small to medium-sized intraocular tumors is brachytherapy with the radioactive ruthenium-106 eye plaque. For the therapy of tumors near the optic nerve, asymmetric COB applicators are used. These applicators have a cutout that allows the applicators to be positioned as close to the optic nerve as possible. The aim of the present work is to investigate to what extent the rotation of this type of applicator, which is limited by the optic nerve, affects the dose deposition. Since the rotation of the COB applicator around its center possibly has a significant influence on the dose distributions, this could lead to side effects when using this applicator in ocular tumors. The possible influences will be investigated using Geant4-based Monte Carlo simulations. In this process, a case dataset is implemented into a generic CAD-eye model considering the positioning of the COB-type plaque with different rotation angles. The dose distributions in the tumor as well as in ocular structures at risk are determined and compared. As a result, the rotation of the COB-type applicator within the investigated angle interval has no significant influence on the dose distributions.