In Vivo Dosimetry using Plastic Scintillation Detectors for External Beam Radiation Therapy

2.5 Challenges of In Vivo Dosimetry 
The potential benefits of in vivo dosimetry are clear, but its routine practice is rare. When 
in vivo dosimetry is performed, it is largely limited to special circumstances such as total 
body irradiation (to identify areas receiving too little radiation for local boosts), the 
treatment of pregnant patients, or the treatment of patients with implantable cardiac 
devices. A large majority of radiation therapy patients do not receive in vivo dosimetry in 
any form. In light of the clear benefits, it is obvious that there are obstacles to 
implementing in vivo dosimetry. The main obstacle is the labor intensive nature of in vivo 
dosimetry relative to the perceived benefits. 
The feasibility of implementing routine in vivo dosimetry has been much debated 
in the literature lately (Harrison and Morgan 2007, Williams and McKenzie 2008). 
Routine in vivo dosimetry would be costly, primarily in terms of the time required of staff 
to properly implement it (Edwards et al. 2007, Munro 2007). This includes the time 
required to prepare detectors, the time required to perform the measurements, and the 
time to analyze the data. Given that data from countries where misadministration 
reporting is mandatory indicates that severe incidents are rare (The Royal College of 
Radiologists 2008), the cost of preventing one major incident is potentially huge.
21 

---

A significant portion of the resistance to in vivo dosimetry stems from the fact that 
detectors typically used for in vivo dosimetry have a variety of drawbacks that either 
make their use labor intensive and/or limit their usefulness (Mijnheer et al. 2013). An 
ideal detector should be largely independent of the need for correction factors so it will 
be easy to use. Real-time feedback is highly desirable in order to detect treatment 
deviations as soon as possible to mitigate any harm done. Finally, an ideal detector 
should not need to be replaced or recalibrated often in the interest of time. The detectors 
that are commonly used for in vivo dosimetry do not meet all of these requirements. 
Thermoluminescent dosimeters (TLDs) and optically stimulated luminescent detectors 
(OSLDs) cannot be used for real time measurement (and will therefore detect problems 
well after they occur), they require a number of correction factors to achieve high 
accuracy, can only be read out with expensive dedicated machinery, and are labor 
intensive (DeWerd et al. 2009). Diodes are capable of real time dosimetry with high 
spatial resolution, but are sensitive to a number of conditions such as energy, orientation, 
and temperature, and exhibit a significant loss of signal over time due to radiation 
damage (Saini and Zhu 2007a, 2007b). MOSFETS are similar to diodes in that they are 
capable of real time operation, but are sensitive to energy, orientation, temperature and 
generally have shorter useful lifetimes than diodes (Jornet et al. 2004, IAEA 2013). The 
shorter lifetime is a particularly limiting factor as the continual calibration of new 
detectors requires a significant time investment.