Upload
buikhanh
View
222
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
Nowe rozwiązania do pomiaru dawki w radioterapii
konwencjonalnej i jonowej
Jan Gajewski
IV ogólnopolskie warsztaty z okazji Światowego Dnia Radiologii8 października 2014
Warszawa
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
Radioterapia jonowa i konwencjonalna
Nowoczesnemetodyterapii
nowotworów
MetodyTerapia konwencjonalna - Fotony (X-ray)
Terapia jonowa – protony, węgiel
Dostarczyć zadaną dawkę do
objętości guza
Ochronić zdrową tkankę
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
Radioterapia jonowa i konwencjonalna
Nowoczesnemetodyterapii
nowotworów
MetodyTerapia konwencjonalna - Fotony (X-ray)
Terapia jonowa – protony, węgiel
Dostarczyć zadaną dawkę do
objętości guza
Ochronić zdrową tkankę
William Henry Bragg (1862 – 1942)
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
Terapia konwencjonalna vs. Terapia jonowa
Terapia konwencjonalna Terapia jonowa
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
Centrum Cyklotronowe BronowiceCyclotron Proteus C-235Nowy budynek
Nowoczesne gantryPrecyzyjna głowica skanująca
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
Zapewnienie jakości wiązki skanującej
Pozycja (X,Y)
Rozmiar (sigma)
Symetria
● Obecnie wykorzystywane systemy:● Kodak® EDR2● Gafchromic® EBT2● IBA LynX (IBA Dosimetry)
● Wady● Niska rozdzielczość● Jednorazowego użytku ● Nieliniowa odpowiedź na dawkę
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
Zapewnienie jakości wiązki skanującej
Pozycja (X,Y)
Rozmiar (sigma)
Symetria
● Obecnie wykorzystywane systemy:● Kodak® EDR2● Gafchromic® EBT2● IBA LynX (IBA Dosimetry)
● Wady● Niska rozdzielczość● Jednorazowego użytku ● Nieliniowa odpowiedź na dawkę
Nowe narzędzie do pomiarów dawki w
terapii jonowej bazujące na zjawisku
termoluminescencji
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
Zjawisko termoluminescencji
Termoluminescencjajest to wymuszona przez ciepło emisja
światła wcześniej napromienionego
materiału
ilość światła ∝ zaabsorbowana dawka
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
Podstawy dozymetrii 2D TL
Przygotowanie folii
Napromienianie
Wygrzewanie
Pomiar światła
Analiza obrazów
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
System 2D TL – Folie
● Materiał TL: LiF:Mg,Cu,P ● Wodoodporne i giętkie● Wielokrotnego użytku
● Powierzchnia do 20 x 20 cm2
● Grubość 0.3-0.4 mm● Ekwiwalent wody 1.65● Ładunek efektywny Zef=8.1● Użyteczny dla dawek: 0.1-20 Gy
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
System 2D TL – czytnik
Developed at IFJ by:
Mariusz Kłosowski
Łukasz Czopyk
Paweł Olko
Barbara Marczewska
rozdzielczość: 1024 x 1024 px2
(pixel size ~0.2 mm)
Łatwy i bezpieczny w użyciu
grzałka: 20 x 20 cm2
Automatyczny system
grzania i chłodzenia
Czytnik laboratoryjny
Czytnik Regulus ONE
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
System 2D TL – oprogramowanie FlatView
● Automatyczna akwizycja obrazu z czytnika● Korekcja szumowa i geometryczna, dodatkowe korekcje● Podstawowa analiza:
● Analiza obszaru● Profile liniowe
● Dedykowana analiza:● Analiza pastylek TL● Plamki wiązki skanującej● Dopasowanie obrazów
korekcji
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
Odpowiedź dawkowa i energetyczna
6MV X-ray
J. Gajewski et al, The Response of 2D TL Foils After Doses of Co-60 Gamma-Ray, 6MV X-Ray and 60 MeV Proton Beams Applied In Radiotherapy, Acta Physica Polonica B, vol 6, no. 4, p. 1021.
Odpowiedź dawkowa folii 2DTLD liniowa do 20 Gy
Kodak EDR2 (Co-60)Gafchromic EBT2 (6MV X-ray)2D TLD (6MV X-ray)
Co-606MV X-ray1p 41.4 MeV (1.4 keV/μm)
Reinhardt, S., Hillbrand, M., Wilkens, J. J., & Assmann, W. (2012). Comparison of Gafchromic EBT2 and EBT3 films for clinical photon. Medical Physics, 39(August), 5257–5262.
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
Powtarzalność systemu 2D TLD
Powtarzalność poniżej 2%
Dla filmów fotochromowych powtarzalność wynosi 1-6%
Ponad 20 jednakowych naświetlań i odczytów
[1] McLaughlin et al. Methods Phys. Res. A 302[2] N. V. Klassen et al. Med. Phys. 24
Syg
nał zn
orm
aliz
ow
an
y do ś
red
nie
j [%
]
Numer pomiaru
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
Pomiary wiązki jonowej w Niemczech
● Pozycja wiązki zgadza się z dokładnością do 1%● Rozmiary i kształty plamki zgadzają się w 10% z pomiarem referencyjnym
Metody referencyjne:● Komora wielodrutowa● Filmy Kodak® EDR2
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
Pomiary wiązki protonowej w Pradze
Metoda referencyjna:● Detektor IBA LynX
● Pozycja absolutna wiązki z dokładnością 0.1 mm● Rozmiary i kształty plamki jonów zgadzają się z dokładnością 0.1 mm
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
Weryfikacja planów leczenia
System do planowania leczenia Pomiar foliami TL
Celem pomiaru była weryfikacja planów terapeutycznych w radioterapii konwencjonalnej
Projekt realizowany przez dr Renatę Kopeć i mgr Katarzynę Soból
Radioterapia Konwencjonalna
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
Weryfikacja planów leczeniaRadioterapia Protonowa
Pomiary przeprowadzono na wiązce skanującej PTC w Pradze
● Test gamma indeks: 80-95% (DTA=3 mm, DD=3%)● Bezpośredni pomiar w fantomie wodnym
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
Zastosowanie 2D TLD – mikrowiązka
Celem eksperymentu był pomiar złożonych pól promieniowania
Peak-to-peak: 400 μm
FWHM: 50 μm
1 px ≈ 20x20 μm2
Mikrowiązka terapeutyczna w
European Synchrotron
RadiationFacility
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
Ekspozycja statyczna/dynamiczna
Celem projektu było przygotowanie systemu do rozróżniania ekspozycji statycznej i dynamicznej
Standardowy dozymetr osobisty z pastylkami TL Zmodyfikowany dozymetr osobisty
Dr Mariusz Kłosowski
Jan Gajewski IFJ PANPomiary dawki w radioterapii
PodsumowanieZalety termoluminescencyjnego systemu dozymetrycznego 2D:● Folie wielokrotnego użytku● Cyfrowy automatyczny odczyt obrazów● Rozdzielczość 0.2 mm● Liniowa odpowiedź sygnał-dawkaTesty systemu pokazały jego przydatność przy pomiarach terapeutycznych wiązek jonowychSystem został użyty do pomiarów dawki w wielu eksperymentach naukowych i medycznych
System był wykorzystywany przy testach akceptacyjnych stanowiska gantry-1 w Centrum Cyklotronowym Bronowice w Krakowie
Jest obecnie używany przy rozruchu stanowiska gantry-1 w CCB