Browsing by Author "Stolarczyk, Liliana"
Results Per Page
Sort Options
Item Dozymetria i kontrola jakości skanującej wiązki protonowej na stanowisku gantry(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2018) Mojżeszek, Natalia; Olko, Paweł; Stolarczyk, Liliana; Szefliński, Zygmunt; Ślosarek, KrzysztofZastosowanie ołówkowych wiązek skanujących (ang. Pencil Beam Scanning, PBS) umożliwiło praktyczną realizację radioterapii protonowej o modulowanej intensywności, co znacznie rozszerzyło możliwości leczenia wiązkami protonowymi. Wprowadzenie nowej techniki pociągnęło za sobą konieczność zastosowania nowych metod dozymetrii i kontroli jakości. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki prac eksperymentalnych i obliczeniowych obejmujących w szczególności pomiary dawki głębokiej wiązki ołówkowej, kontrolę zasięgu wiązki oraz opracowanie fantomu dla kompleksowej kontroli jakości stanowiska terapii. Systemy planowania leczenia (TPS), bazujące na modelach analitycznych wiązki ołówkowej, wymagają wprowadzenia w fazie konfiguracji wartości integralnych dawek głębokich (ang. Integral Depth Dose, IDD), które reprezentują całkowitą energię deponowaną przez wiązkę ołówkową i produkty jej oddziaływań w wodzie. Dedykowane do pomiaru IDD płasko-równoległe komory jonizacyjne Bragg Peak Chamber (BPC, r = 4 cm) i Stingray (r = 6 cm) nie obejmują całego przekroju rozproszonej wiązki. Za pomocą symulacji Monte Carlo transportu wiązki ołówkowej dla energii w zakresie 70 – 226 MeV wyznaczono wydajność geometryczną komór jonizacyjnych (εg), która reprezentuje frakcję całkowitej energii przekazanej komorze o promieniu r w stosunku do energii przekazanej hipotetycznej komorze o nieskończonym promienieniu. Wykazano, że wartości εg zmieniają się wraz z energią wiązki protonowej i z głębokością. Najmniejsze wartości εg = 93,2% i εg = 96,2% wyznaczono dla energii 226 MeV na głębokości odpowiadającej połowie zasięgu wiązki, odpowiednio dla komór BPC i Stingray. Komory te mogą zostać wykorzystane do pomiaru IDD wiązki o energiach odpowiednio do 160 MeV i do 190 MeV, bez konieczności dodatkowej korekty. Do kontroli jakości zasięgu wiązek protonowych zastosowanie znalazły wielowarstwowe komory jonizacyjne (MLIC), które umożliwiają jednoczesny pomiar IDD na całej głębokości penetracji wiązki. Celem badań było wyznaczenie własności dozymetrycznych komercyjnego detektora MLIC Giraffe (IBA Dosimetry). Wykazano, że detektor ten jest czuły na zmiany zasięgu wiązki protonowej mniejsze niż 0,2 mm. Dodatkowo pokazano, że pomiar IDD jest możliwy na obszarze 25 mm wokół środka komór detektora Giraffe. Wartości zasięgu zmierzone za pomocą detektora Giraffe wykazują dobrą zgodność z pomiarami wykonywanymi w fantomie wodnym za pomocą BPC. Detektor Giraffe zastosowano do weryfikacji zasięgu obliczonego przez system TPS dla punktów przechodzących przez różną konfigurację tkanek fantomu antropomorficznego. Zgodność zmierzonego zasięgu z wartościami obliczonymi za pomocą systemu TPS wynosi od -0,4 mm do 1,8 mm i zawiera się w przyjętej w praktyce klinicznej niepewności zasięgu równej 3,5% +1 mm. Dzienna kontrola jakości wiązek ołówkowych w Centrum Cyklotronowym Bronowice wykonywana jest za pomocą cylindrycznej komory jonizacyjnej Semiflex (PTW, Freiburg), dwuwymiarowego detektora scyntylacyjnego Lynx (IBA Dosimetry, Schwarzenbruck) oraz fantomu ISO Cube (CIRS Inc., Norfolk). W celu rozszerzenia zakresu testów kontroli jakości i ich przyspieszenia zaprojektowano, wykonano i przetestowano fantom PelicanQA. Zawiera on zestaw klinów PMMA do pomiaru zasięgu wiązki protonowej, fantom do pomiarów dawki oraz znacznik do testów zbieżności wiązki z izocentrum obrazowania. Wykazano, że fantom PelicanQA wraz z detektorem Lynx odwzorowuje zmiany zasięgu wiązki z dokładnością do 0,4 mm. Fantom PelicanQA umożliwia wykonanie dotychczasowych testów bez konieczności zmiany konfiguracji pomiarowej, co skróciło czas potrzebny na przeprowadzenie dziennych testów kontroli jakości wiązki z 35 do 25 minut.Item Dozymetria referencyjna skanującej wiązki protonowej z zastosowaniem komór jonizacyjnych.(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2019) Liszka, Małgorzata; Olko, Paweł; Stolarczyk, Liliana; Golnik, Natalia; Kukołowicz, PawełRadioterapia protonowa z użyciem ołówkowych wiązek skanujących (ang. Pencil Beam Scanning, PBS) jest nową techniką, umożliwiającą zastosowanie Radioterapii Protonowej o Modulowanej Intensywności (ang. Intensity Modulated Proton Therapy, IMPT) w leczeniu skomplikowanych przypadków nowotworów. Technika ta umożliwia modyfikację rozkładu przestrzennego dawki terapeutycznej podawanej do objętości leczonej w taki sposób, aby przy zachowaniu konformalnej depozycji energii w obszarze tarczowym zminimalizować dawkę dostarczoną do zdrowych tkanek, w szczególności do obszarów krytycznych. Istotnym elementem radioterapii wykorzystującej technikę PBS jest odpowiednia konfiguracja komputerowego systemu planowania leczenia (ang. Treatment Planning System, TPS). Od dokładności zmierzonych i wprowadzonych do systemu TPS danych (m.in. rozkładów integralnej dawki głębokiej (ang. Integral Depth Dose, IDD)) zależy zgodność obliczonego z rzeczywistym rozkładem dawki dostarczonym przez system radioterapii Proteus-235. Protokół dozymetryczny TRS - 398, aktualnie rekomendowany przez Międzynarodową Agencję Energii Atomowej (IAEA), nie definiuje metody dozymetrii referencyjnej dla wiązek skanujących. Stąd, w ramach niniejszej pracy opracowano protokół dozymetrii referencyjnej dedykowany pomiarom dawki pochłoniętej w wodzie, w warunkach referencyjnych, na stanowisku gantry wyposażonym w głowicę IBA dedykowaną protonowej wiązce skanującej. Wyznaczenie dawki pochłoniętej w wodzie przy użyciu komór jonizacyjnych wymaga przeprowadzenia ich wzorcowania oraz zastosowania różnego rodzaju współczynników korekcji, co wynika wprost z odstępstw rzeczywistych warunków pomiaru dawki w wiązce protonowej od warunków referencyjnych, w których wyznaczono współczynnik kalibracyjny dawkomierza terapeutycznego. W ramach pracy wykazano, że dawkomierz wzorcowy oraz dawkomierze terapeutyczne złożone z elektrometru UnidosWebline 10021 (PTW) oraz z odpowiedniej komory jonizacyjnej, typu Markus (TM 23343, PTW), Farmer (TM 30010 i 30013, PTW) lub Semiflex (TM 31010, PTW), dysponują wymaganą stabilnością odpowiedzi i mogą być stosowane w dozymetrii klinicznej ołówkowej wiązki protonowej w Centrum Cyklotronowym Bronowice (CCB). Stabilność współczynników kalibracyjnych badanych dawkomierzy terapeutycznych wyznaczona w wiązce promieniowania referencyjnego (60Co) mieści się w granicy ±0,3%, przy całkowitej niepewności współczynników kalibracji wynoszącej 1,1%. Z kolei, długookresowa stabilność ich odpowiedzi, zdefiniowana jako względna różnica procentowa pomiędzy wielkością kp [Gy/min] a wartością referencyjną, w przypadku cylindrycznych komór jonizacyjnych (Farmer i Semiflex) jest na poziomie 0,1%, a w przypadku płasko-równoległej komory jonizacyjnej typu Markus mieści się w granicy ±0,3%. Wykazano, że struktura czasowa ołówkowej wiązki skanującej w systemie Proteus-235 w odniesieniu do zjawiska rekombinacji jonów występującego w badanych komorach jonizacyjnych ma charakter ciągły. Stwierdzono, że w warunkach przeprowadzonych eksperymentów, tj. w monoenergetycznym polu PBS oraz w warunkach klinicznych, zjawisko rekombinacji jonów w badanych komorach jonizacyjnych jest zdominowane przez rekombinację objętościową. Wielkość współczynnika objętościowej rekombinacji jonów (ks) w badanych komorach jonizacyjnych zależy od napięcia polaryzującego, stosunku napięć U1/U2 - w przypadku metody dwóch napięć (TVM), oraz mocy dawki skanującej wiązki protonowej. Uzyskane charakterystyki zależności energetycznej współczynników ks dla systemu radioterapii Proteus-235 odzwierciedlają wzrost zjawiska objętościowej rekombinacji jonów w badanych komorach jonizacyjnych wraz z rosnącą mocą dawki przy rosnącej energii wiązki protonowej. Dla komór jonizacyjnych typu Markus i metody TVM współczynnik ks w monoenergetycznym polu PBS o energii 225 MeV i mocy dawki 13,4 Gy/s wynosi 1,005 (0.1%), a dla komory cylindrycznej typu Farmer - 1,0134 (0,0%). W przypadku planów klinicznych odpowiednio z użyciem dyskryminatora zasięgu i bez niego uśredniona poprawka na występujące w badanych komorach jonizacyjnych zjawisko objętościowej rekombinacji jonów w skanującej wiązce protonowej wynosi: 0.1% i 0.2% dla płasko-równoległej komory jonizacyjnej typu Markus oraz od 0.1% do 0.5% dla cylindrycznych komór jonizacyjnych typu Semiflex i typu Farmer. Wyznaczone współczynniki ks dla komory jonizacyjnej typu Markus zastosowano podczas pomiarów dawki pochłoniętej w wodzie w warunkach referencyjnych, na potrzeby kalibracji monitora dawki na stanowisku gantry w CCB. W radioterapii protonowej PBS kalibracja monitora dawki w funkcji jej energii nominalnej jest wykorzystywana do normalizacji krzywych IDD ołówkowej wiązki protonowej, które stanowią jeden z podstawowych elementów konfiguracji modelu analitycznego w systemie TPS Eclipse v. 13.6 (Varian Medical System). Biorąc pod uwagę typowy zakres energii potrzeby do konfiguracji systemu TPS obejmujący przedział 70 MeV– 230 MeV wykazano, że dla PBS dawka pochłonięta w wodzie zmierzona komorą jonizacyjną typu Markus w ustalonych warunkach referencyjnych, tj. na głębokości 2 cm w wodzie, na środku jednorodnego, monoenergetycznego pola o wymiarach 10 cm x 10 cm, z dokładnością mieszczącą się w zakresie od 0,1% do 0,5% odzwierciedla całkowitą depozycję energii ołówkowej wiązki protonowej.Item Eksploatacja stanowiska r adioterapi i protonow ej nowotworów oka w IFJ PAN w latach 2013-2015(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2015) Horwacik, Tomasz; Michalec, Barbara; Cygan-Bakoniak, Marzena; Cywicka-Jakiel, Teresa; Czaderna, Anna; Durlak, Edyta; Góra, Łukasz; Grzanka, Leszek; Kajdrowicz, Tomasz; Kędzierska, Dominika; Kos, Robret; Kozera, Anna; Krempa, Aleksander; Krempa, Artur; Lipeńska, Irena; Liszka, Małgorzata; Malinowski, Leszek; Mierzwińska, Gabriela; Nowak, Tomasz; Ogrodowicz, Ewa; Pędracka, Anna; Ptaszkiewicz, Marta; Rogóż-Duda, Agnieszka; Rydygier, Marzena; Sadowski, Bartłomiej; Skowrońska, Katarzyna; Stolarczyk, Liliana; Sowa, Urszula; Swakoń, Jan; Waligórski, Michael; Olko, PawełProton radiotherapy is an effective treatment modality for ocular cancer patients with choroidal melanoma. In 2011 a proton radiotherapy facility at the Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences was commissioned and went into clinical operation. By the end of the year 2015, a total of 128 ocular patients of the University Hospital in Kraków were irradiated at this facility, of whom 113 were treated under contract from the National Health Fund.