ebook Udział fizyki jądrowej w rozwiązywaniu problemów współczesnej radioterapii Adam Konefał

Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego

Rok wydania: 2014

Praca ukazuje udział metod eksperymentalnych i obliczeniowych stosowanych powszechnie w fizyce jądrowej w rozwiązywaniu problemów współczesnej radioterapii. Rozdział pierwszy dotyczy sposobów kontroli dawki w teleradioterapii. W rozdziale drugim omówiono metody wyznaczania widm wiązek terapeutycznych, ze szczególnym uwzględnieniem symulacji komputerowych opartych na metodzie Monte Carlo. Rozdział trzeci i czwarty traktują o różnych problemach związanych z zanieczyszczeniem wiązek terapeutycznych. W rozdziale piątym zamieszczono wyniki eksperymentów weryfikujących jakość promieniowania X wytwarzanego przez układ Intrabeam jeden z najnowszych stosowanych w Polsce układów do napromieniowań wewnątrzjamowych i śródoperacyjnych. Powszechnie stosowaną metodą leczenia czerniaka gałki ocznej, ze względu na wysoki poziom wyleczalności, okazuje się radioterapia protonowa. Badania zależności między parametrami wiązki protonowej a rozkładem dawki, przeprowadzone za pomocą symulacji komputerowych opartych na oprogramowaniu GEANT4, stanowią treść rozdziału szóstego niniejszej pracy.

Spis treści ebooka Udział fizyki jądrowej w rozwiązywaniu problemów współczesnej radioterapii

Od autora 7

Wprowadzenie 9

1. Kontrola dawek promieniowania aplikowanych pacjentom w teleradioterapii 15
1.1. Dozymetria in vivo w teleradioterapii 16
1.1.1. Procedura kalibracji detektorów w dozymetrii in vivo 19
1.1.2. Analiza wyników pomiaru dawek promieniowania uzyskiwanych za pomocą dozymetrii in vivo 24
1.2. Metody kontroli dawek promieniowania podawanych pacjentom w teleradioterapii
realizowanej dynamiczną techniką modulacji intensywności wiązki 26
1.3. Nowa metoda kontroli dawek promieniowania w teleradioterapii 27

2. Wyznaczanie widm energetycznych wiązek terapeutycznych generowanych przez liniowe akceleratory medyczne 31
2.1. Metody eksperymentalne stosowane do wyznaczania widm energetycznych wiązek terapeutycznych 33
2.2. Wyznaczanie widm energetycznych wiązek terapeutycznych na podstawie symulacji komputerowych Monte Carlo 34
2.2.1. GEANT4 — nowoczesne oprogramowanie do komputerowych symulacji procesów zachodzących w fizyce jądrowej 36
2.2.2. Porównanie rozkładów dawek w wodzie zmierzonych i uzyskanych na drodze symulacji komputerowych 37
2.2.3. Przykładowe widma energetyczne wiązki terapeutycznej generowanej przez liniowy akcelerator medyczny i analiza jakości wiązki 39

3. Zanieczyszczenie neutronami wysokoenergetycznych wiązek terapeutycznych
stosowanych w teleradioterapii 43
3.1. Metody wyznaczania fluencji neutronów 45
3.1.1. Pomiar fluencji neutronów termicznych i rezonansowych metodą aktywności wzbudzonej 46
3.1.2. Zastosowanie symulacji komputerowych Monte Carlo do wyznaczania widma energetycznego neutronów stanowiących zanieczyszczenie wiązki terapeutycznej 51
3.2. Oszacowanie dawki neutronowej otrzymywanej przez pacjentów leczonych
wysokoenergetycznymi wiązkami promieniowania X w teleradioterapii 55

4. Identyfikacja reakcji jądrowych zachodzących w pomieszczeniu do radioterapii 57
4.1. Korelacja między fluencją neutronów a radioaktywnością wzbudzoną w pomieszczeniu do radioterapii 67
4.2. Optymalizacja budowy drzwi wejściowych pomieszczenia do teleradioterapii stosującej wysokoenergetyczne wiązki promieniowania X i elektronów 69

5. Testowanie układu do radiochirurgii o nazwie Intrabeam, zwanego potocznie igłą fotonową 81
5.1. Budowa i zasada działania układu Intrabeam 82
5.2. Analiza jakościowa promieniowania X wytwarzanego przez układ Intrabeam 86
5.3. Weryfikacja izotropii przestrzennej rozkładu dawek promieniowania X generowanego przez układ Intrabeam 89

6. Badanie wpływu widma energetycznego i rozmycia przestrzennego wiązki protonowej stosowanej w terapii ciężkojonowej oka na rozkład dawki głębokościowej 95
6.1. Metodyka badań 97
6.2. Analiza wyników symulacji komputerowych wiązki protonów 98

Literatura 103

Summary 111
Zusammenfassung 113