Browsing by Author "Czerska, Katarzyna"
Results Per Page
Sort Options
Item Optimization of proton pencil beam scanning technique for moving targets(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2022) Czerska, Katarzyna; Kopeć, Renata; Sas-Korczyńska, Beata; Ślosarek, Krzysztof; Kukołowicz, PawełRadioterapia protonowa, jedna z najbardziej precyzyjnych i unikatowych form radioterapii, jest jednocześnie jedną z najbardziej dynamicznie rozwijających się technik na przestrzeni ostatnich lat, również w Polsce. Poniższa praca doktorska jest dedykowana wyłącznie radioterapii protonowej tzw. poruszających się narządów, których położenie może się zmieniać w czasie seansu terapeutycznego, co czyni ją jedną z najbardziej złożonych zagadnień w radioterapii w ogólności. Dzięki znacznemu zyskowi terapeutycznemu, obserwowanemu przy wykorzystaniu wiązek protonowych oraz pomimo wielu technicznych wyzwań, leczenie wskazań takich jak, np. rak piersi lub rak płuca, zostało klinicznie zaimplementowane w wielu ośrodkach na całym świecie. Implementację musi jednak poprzedzać szczegółowa i dogłębna analiza zysków, weryfikacja możliwości danego systemu oraz zasadność użycia techniki w konkretnych przypadkach. Zaprezentowane w poniższej rozprawie badania mogą stanowić podstawę dla przyszłych protokołów klinicznych wykorzystywanych w leczeniu poruszających się narządów w Centrum Cyklotronowym Bronowice (CCB) IFJ PAN w Krakowie. W celu oszacowania zasadności wykorzystania wiązki protonowej w leczeniu raka piersi przeprowadzone zostało retrospektywne porównanie z powszechnie dostępną techniką fotonową, a także efektywność dodatkowego wykorzystania tzw. techniki wstrzymanego oddechu w radioterapii protonowej. Rozpoczęcie tego etapu zostało poprzedzone pomiarem oraz wprowadzeniem w CCB IFJ PAN nowej krzywej kalibracji tomografu komputerowego użytego do zebrania danych obrazowych. Wyniki wskazują, iż radioterapia protonowa umożliwia znaczną minimalizację dawek na narządy krytyczne, w tym serce i lewą tętnicę wieńcową zstępującą, co w przyszłości może się przekładać na mniejsze ryzyko wystąpienia późnych powikłań. Ponadto, wykonana optymalizacja oraz weryfikacja wpływu różnych układów wiązek w radioterapii protonowej raka piersi, zarówno dla tomografii wykonanych na swobodnym, jak i wstrzymanym oddechu, pozwoliła na oszacowanie ich wpływu na jakość planu terapeutycznego. Dostępne w CCB IFJ PAN narzędzia wspomagające, m.in. obrazowanie, czy dozymetrię, tj. fantom oddechowy CIRS Dynamic Thorax Phantom, platforma oddechowa CIRS Dynamic Platform, czy system bramkowania oddechowego VisionRT, zostały wykorzystane w celu oszacowania możliwości ośrodka CCB IFJ PAN pod kątem leczenia raka płuca. Prezentowane prace obejmowały wykonanie tomografii 4D, planowanie oraz testy dozymetryczne na stanowisku gantry. Dwa algorytmy do optymalizacji dawki, dostępne w systemie planowania leczenia Varian Eclipse, zostały zweryfikowane pod kątem możliwości ich użycia w tym konkretnym przypadku (Varian Medical Systems, Palo Alto, California). Ponadto, wprowadzono i zwalidowano tzw. technikę repaintigu, tj. wielokrotnego przemiatania warstw energetycznych planu terapii oraz oszacowano wpływ efektu interplay, wynikającego z nałożenia się struktur czasowych ruchu guza oraz wiązki protonowej, na zaplanowany rozkład dawki podczas testów dozymetrycznych dla dwóch krzywych oddechowych z wykorzystaniem fantomu oddechowego.