🗊Презентация Zařízení pro radioterapii externími svazky

Zařízení pro radioterapii externími svazky FBMI 2015

Materiály IAEA Training Course: Radiation Protection in Radiotherapy Interní studijní materiály FJFI Ing. I. Koniarové, Ph.D. a MUDr. M. Vošmika IAEA, Radiation Protection of Patients (RPOP), Radiotherapy, Training https://rpop.iaea.org/RPOP/RPoP/Content/AdditionalResources/Training/1_TrainingMaterial/Radiotherapy.htm ESTRO Course: Dose modelling and verification for external beam radiotherapy ESTRO Course: Advanced imaging for physicist Interní studijní materiály FJFI Doc. Ing. J. Novotného, CSc. IAEA, RADIATION ONCOLOGY PHYSICS: A HANDBOOK FOR TEACHERS AND STUDENTS

Obsah Druhy ionizujícího záření v RT Energetické spektrum záření (radionuklidy, záření X nebo γ) Kilovoltážní svazky Megavoltážní radioterapie - 60Co Inverzní čtvercový zákon, zeslabení ionizujícího zářní v látce, hloubkové dávkové křivky, Build-up efekt, polostín, radiační zátěž personálu

Druhy ionizujícího záření Gama záření a fotonové záření-záření X Elektrony, záření beta Neutrony Protony – kladný náboj Alfa částice a těžké nabité částice

Gama záření Monoenergetické spektrum (radioaktivní přeměna v at. Jádře) Záření X Spektrum (interakce v atomovém obalu – dopadající elektrony na terčík)

Interakce IZ v látce

RTG TERAPIE dělení: povrchová 50 - 100 kV polohloubková 100 – 160 kV hloubková 160 – 400 kV supervoltážní nad 700 kV MEGAVOLTOVÁ TERAPIE = VYSOKOENERGETICKÉ ZÁŘENÍ brzdné záření X LINAC – energie vyšší než 1 MeV gama záření radioisotopů – od energie 137Cs – 0,66 MeV (včetně) záření β – (urychlené elektrony) – energie nad 6 MeV Těžké nabité částice – (protony, ionty) – energie 250 MeV

Zdroje megavoltážní terapie I. radionuklidové zdroje (=radioisotopy) 137Cs – malé a střední ozařovače polovrstva: 5 mm Pb, T1/2 = 33 let indikace: pro hlavu a krk, výhodný u tumorů, kde se střídá kost a měkká tkáň, tumory povrchová a podpovrchové šířící se do hloubky 3 – 5 cm, regionální lymfatické uzliny, paliace a protizánětlivé ozařování 60Co – velké ozařovače polovrstva: 11 mm Pb, T ½ = 5,26 let II. Generátory - urychlovače částic Přístroje schopné urychlovat elektricky nabité částice na vysokou energii. Buď přímo urychlené částice (urychlené elektrony, kladně nabité částice) nebo záření vzniklé jejich dopadem na terčík (vysokoenergetické fotonové záření, neutrony).

Kilovoltážní rtg svazky Rentgenka – dopad urychlených elektronů na stacionarní anodu Brzdné + charakteristické záření Filtrované spektrum – odstranění nízkoenergetické složky záření, která pouze zvyšuje dávku na kůži Chlazená anoda (W, Cu) Parametry: velikost ohniska, HVL –polotloušťka (tloušťka filtru – mm Al, která zeslabí intenzitu dopadajícího záření na polovinu)

Kilovoltážní rtg svazky Grenz-ray terapie ~ 1923 10-15 kV, HVL ≈ 0.05 mm Al Použitelné hloubky ~ 0.5 mm Povrchová terapie 50 – 150 kV, různá filtrace: HVL ≈ 1-8 mm Al Aplikátory tubusy, SSD ~ 15-20cm Hloubky ~ 5 mm

Vybavení – kilovoltážní svazky (150 – 400 kVp) Různé aplikátory a filtry

Inverzní čtvercový zákon-divergence svazku Ve vzduch dochází k divergenci svazku IZ Intenzita záření klesá se čtvercem vzdálenosti od zdroje (f2) Platí, že součin kermy a plochy (Ka.a2 (ve vzdálenosti fa )) svazku je stejný v různé vzdálenosti od zdroje Dávka ve tkáni významně závisí na vzdálenosti ohnisko – kůže (FSD)

Exponenciální zeslabení IZ v látce

Hloubková dávková křivka

Megavoltážní radioterapie Radionuklidové ozařovače - 60Co Lineární urychlovač (4-25 MV) Efekt šetření kůže Vzdálenost ohnisko – kůže 80 – 100 cm Izocentrické ozařovací techniky

Zdroje v externí radioterapie Radionuklidové ozařovače Jednodušší konstrukce Stabilní energie záření Nízké náklady na napájení Nepotřebuje klimatizaci a chlazeni Nákladná likvidace Emise záření nezávisle na napájení Omezený dávkový příkon bez modulace Omezený výběr energií Pokles dávkového příkonu – nutná výměna zdrojů

Fotonové svazky

Build – up efekt Fotonové svazky Dosah sekundárních elektronů závisí na energii Dopředný směr sekundárních elektronů – depozice energie Snižuje dávku na kůži Efekt snižují modifikátory svazku, šikmé projekce, velká pole Eliminace pomocí tzv. bolus na kůži pacienta

Izocentrická technika

Izocentrická technika Izocentrická technika – pohyb všech komponent okolo jednoho izocentra

Co-60 60Co: 59Co + 1n = 60Co γ 1.17 a 1.33 MeV Dvojité zapouzdření – odolné vůči velmi vysokým teplotám a odstranění kontaminačního záření Dávkový příkon v 80cm 100-200 cGy/min T1/2 = 5,26 let Výměna zdroje za cca 1 T1/2 Dmax = 0.5 cm

Co-60 Hlavice ozařovače

Co-60 - Polostín Geometrický polostín Rozměry zdroje > 2cm Transmisní polostín Velikost pole, tvar hran bloků (vnější povrch // okraj svazku) Fyzikální polostín dozimetricky

Radiační zátěž personálu Unikající záření z hlavice kobaltového ozařovače, v případě kdy je zdroj ve stíněné (Off) pozici Max 10 μGyh-1 v 1 metru od zdroje Max 200 μGyh-1 v 5 cm od zdroje Stanovte dávku, kterou obdrží personál nastavující pacienty na ozáření za 1 rok Předpokládejme 200 pracovních dní, 8 h pracovní doba 10 % z pracovní doby stráví pracovník v ozařovně Průměrný dávkový příkon v ozařovně 3 μGyh-1

Radiační zátěž personálu Unikající záření z hlavice kobaltového ozařovače, v případě kdy je zdroj ve stíněné (Off) pozici Stanovte dávku, kterou obdrží personál nastavující pacienty na ozáření za 1 rok Dávka = 0.3 x 200 x 8 x 1 Gy = 0.5mGy/rok