Design and 3D printing of dedicated phantom for the collection of radiotherapy data on PLA dose bolus material

Abstract

References data and quality assurance (QA) are essential in external radiotherapy to ensure accurate treatment planning and dose delivery. 3D phantoms made from water or other materials are indispensable to check the beam’s data and the diametrical properties of the materials used for the fabrication of different tools of dose modulation in radiotherapy such as boluses. This study investigates the practical use of Polylactic Acid (PLA) as a dose bolus material in radiotherapy treatment planning. The main objective is to characterize the dose-response of this biocompatible material for dose modulating and compensation. By using thermoluminescence dosimetry (TLD) and through the design and 3D printing of a dedicated phantom, this practical work aims to establish the central Percentage Depth Dose (PDD) profile of PLA and its main characteristics in terms of Hounsfield Unit (HU) and Coefficient of Equivalent Thickness to water (CET). Thus, a 3D phantom was designed, 3D printed, and characterized around the Varian Clinac iX linear accelerator ==================================================================================================== Les données de références et l'assurance qualité (QA) sont essentielles en radiothérapie externe pour garantir une planification et une délivrance de la dose précises. Les fantômes 3D à base d’eau ou différents matériaux sont indispensables pour la vérification des données faisceau et les propriétés dosimétriques des matériaux utilisés pour la fabrication d’outils annexes pour la modulation de la dose en radiothérapie comme les bolus. Cette étude explore l'utilisation pratique de l'Acide Polylactique (PLA) comme matériau de bolus de dose dans la planification du traitement en radiothérapie. L'objectif principal est de caractériser ce matériau biocompatible dans la modulation et la compensation de la dose. En utilisant la dosimétrie thermoluminescente (TLD) et par le design et la confection d’un fantôme 3D, ce travail vise à établir le profil pourcentage de dose en profondeur (PDD) central de ce matériau et ses principales caractéristiques en matière d’unité Hounsfield (HU) et de coefficient d’épaisseur équivalente à l’eau (CET). Ainsi, un fantôme 3D a été conçu, imprimé en 3D par caractérisé l'accélérateur linéaire Varian Clinac iX