Optimization of the Gafchromic TM EBT protocol for IMRT QA Frank Schneider 1,Ã , Martin Polednik 1 , Dirk Wolff 1 , Volker Steil 1 , Anna Delana 2 , Frederik Wenz 1 , Loris Menegotti 2 1 Department of Radiation Oncology of the University Medical Center Mannheim, Mannheim, Germany 2 Ospedale S. Chiara, Trento, Fisica Sanitaria, Trento, Italy Received 6 June 2008; accepted 15 September 2008 Abstract Quality assurance of external beam (radio)therapy (EBT) requires tools with specific characteristics. A radiochromic film dubbed ‘‘Gafchromic TM EBT’’ (G-EBT) that is particularly suited for external beam therapy because of its features was introduced in 2004. Its characteristics, especially the high spatial resolution, make it suitable for measurement of dose distributions in radiotherapy, especially intensity-modulated radia- tion therapy (IMRT). While several aspects of the film characteristics have been previously reported separa- tely, we present a comprehensive evaluation centered on practical IMRT verification, leading to an optimized protocol. Therefore the constancy within one batch, the relationship between optical density (OD) and dose (dose range between 1.4Gy and 8.4Gy) and the dose rate dependence for four dose rates (55, 108, 217, 441 MU/min) were investigated. In addition to these characteristics, energy dependence between two ener- gies (50 kV and 6 MV), tissue equivalency, post irradia- tion coloration over one month, pressure and tempera- ture sensitivity were evaluated. We then optimized the protocol using the G-EBT films, in combination with an EPSON-Expression TM 1680pro flatbed scanner, for IMRT QA, while either striving to keep the compound error as small as possible or trying to reduce evaluation time. As a basis for this protocol optimization, the characteristics of the scanner (such as inhomogeneity of the scanning field) and its software (such as conse- quences of extracting only the red color channel) had to be determined first. The interaction of film and scanner (variation of the OD depending on the scanning direc- tion or the scanning resolution) was assessed as well. Using the optimized protocol for IMRT QA, the com- pound error could be reduced to approximately 2% for a Evaluierung von Gafchromic TM EBT Filmen fu ¨ r die IMRT QA Zusammenfassung Qualita¨tssicherung fu¨r die Teletherapie (external beam therapy – EBT) erfordert Messmittel mit speziellen Ei- genschaften. 2004 wurde ein radiochromer Film namens ’’ Gafchromic TM EBT ’ ’ (G-EBT) entwickelt, der genau diese Eigenschaften erfu¨llen sollte. Diese Eigenschaften, speziell die hohe Ortsauflo¨sung, machen Messungen von steilen Dosisgradienten, wie sie bei der intensita¨tsmodu- lierten Strahlentherapie (IMRT) vorkommen, erst mo¨g- lich. Da einige Aspekte der G-EBT Filme in bisherigen Studien meist nur einzeln untersucht wurden, soll in dieser Studie eine volle Evaluierung, optimiert auf die individuelle IMRT Patientenplanverifikation, gezeigt werden. Hierzu wurden zuna¨chst die Film-zu-Film- Unterschiede innerhalb einer Charge, das Verha¨ltnis zwischen optischer Dichte (OD) und Dosis (innerhalb eines Dosisbereiches von 1.4Gy bis 8.4Gy), sowie die Dosisleistungsabha¨ngigkeit fu¨r vier Dosisleistungen (55, 108, 217, 441 MU/min) untersucht, da diese Eigenschaf- ten essentiell fu¨r die IMRT QA sind. Zusa¨tzlich wurden noch Energieabha¨ngigkeit zwischen zwei Energien (50kV und 6MV), die Gewebea¨quivalenz, die Schwa¨r- zung in Abha¨ngigkeit der Zeit (u ¨ber einen Monat), sowie die Temperatur- und Druckempfindlichkeit eva- luiert. Danach wurde der Einsatz der G-EBT Filme fu¨r die IMRT QA, in Kombination mit einem EPSON- Expression TM 1680pro Scanner fu¨r zwei Strategien opti- miert: Im ersten Ansatz wurde versucht, den Gesamt- fehler zu minimieren. Daneben wurde ein Protokoll entwickelt, welches die Evaluierungszeit minimieren sollte. Als Basis hierfu¨r wurden die Charakteristika von Scanner und zugeho ¨riger Software (Inhomogenita¨t ARTICLE IN PRESS Ã Corresponding author. Department of Radiation Oncology of the University Medical Center Mannheim, Theodor-Kutzer-Ufer 1-3, 68167 Mannheim, Germany. Tel.: +49 621 383 3530; fax: +49 621 383 3493. E-mail: frank.schneider@radonk.ma.uni-heidelberg.de (F. Schneider). ORIGINALARBEIT Z. Med. Phys. ] (]]]]) ]]]–]]] doi: 10.1016/j.zemedi.2008.09.001 http://www.elsevier.de/zemedi