Repository logo

Browsing by Author "Wochnik, Agnieszka"

  • Thumbnail Image
    Item
    Water equivalence of various 3D printed materials for proton therapy - Monte Carlo simulation, treatment planning modelling and validation by measurements
    (Acta Physica Polonica B, 2019) Wochnik, Agnieszka; Swakoń, Jan; Olko, Paweł
    In this article, Water Equivalent Ratio (WER) of three selected materials: Polylactic Acid (PLA), Acrylonitrilebutadiene Styrene (ABS) and Polyethylene Terephthalate Glycol (PETG) - commonly used in additive manufacturing technology - was measured on 60 MeV proton beam and compared with values predicted by Treatment Planning System (TPS) and Monte Carlo (MC) simulation. The agreement within 1-3% and 1-6% was found between results obtained from the measurement with comparison to the MC simulation and TPS, respectively. It was concluded that 3D printable materials can be safely used in proton therapy.
  • Thumbnail Image
    Item
    Zastosowanie druku 3D do modyfikacji wiązki w radioterapii protonowej
    (Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2022) Wochnik, Agnieszka; Olko, Paweł; Warszyński, Piotr; Kozłowska, Beata; Bulski, Wojciech; Tulik, Piotr
    W nowoczesnych ośrodkach radioterapii protonowej dysponujących najnowszą techniką formowania wiązki w ołówkową wiązkę skanującą PBS (ang. Pencil Beam Scanning) najniższa możliwa energia wiązki protonów wynosi zwykle od 60 do 100 MeV, co odpowiada zasięgowi około 3.1-7.5 cm w wodzie. Leczenie zmian powierzchniowych wymaga zastosowania dyskryminatora zasięgu RS (ang. Range Shifter) w celu zmniejszenia zasięgu protonów. RS zmniejsza zasięg wiązki, ale usytuowany w pewnej odległości od pacjenta, rozprasza również wiązkę, pogarszając jej parametry, a w konsekwencji pogarszając rozkład dawki w pacjencie. Jako alternatywne rozwiązanie w Instytucie Fizyki jądrowej w Krakowie zaproponowano zastosowanie kompensatora wiązki protonowej BC (ang. proton Beam Compensator) wykonanego w technologii druku 3D i spersonalizowanego dla pacjenta. Taki BC pozwala na całkowitą redukcję przerwy powietrznej pomiędzy dyskryminatorem, a pacjentem, ograniczając rozproszenie wiązki. Celem niniejszej pracy było przygotowanie i wdrożenie do praktyki klinicznej indywidualizowanych kompensatorów wiązki protonowej BC, pomocnych w leczeniu zmian powierzchniowych u dzieci. Przygotowano i porównano plany leczenia radioterapią protonową o modulowanej intensywności IMPT (ang. Intensity Modulated Proton Therapy) dla sześciorga dzieci z płytko położonymi zmianami nowotworowymi z użyciem dyskryminatorów zasięgu – RS i BC. Porównano rozkłady dawek, w tym pokrycie struktur tarczowych, a także dawki dla organów krytycznych OAR (ang. Organs At Risks). Przy współpracy w grupą EURADOS WG9 przeprowadzono pomiary porównawcze generowanego w dyskryminatorach promieniowania w CCB IFJ PAN. Zastosowano dwa fantomy antropomorficzne wieku dziecięcego (5 i 10 lat). Do pomiarów użyto zarówno detektorów aktywnych umieszczonych wewnątrz pokoju terapeutycznego, jak i detektorów pasywnych umieszczonych wewnątrz fantomów. Pomiary uzupełniono symulacjami Monte Carlo transportu promieniowania. Analiza porównawcza planów leczenia wykazała, że zastosowanie BC zredukowało obszary napromienione niskimi dawkami i poprawiło dopasowanie kształtu izodoz do leczonej struktury. Ponadto, we wszystkich przypadkach uzyskano zmniejszenie ekspozycji narządów krytycznych. Dawki promieniowania rozproszonego mierzone podczas eksperymentu wraz z grupą EURADOS WG9 zarówno od fotonów, jak i od neutronów wtórnych były niższe dla BC, niż dla RS. Najwyższy stosunek dawek RS/BC dla promieniowania rozproszonego fotonowego uzyskano dla piersi - 12.5 i 13.2 odpowiednio dla fantomu 5 i 10 lat. W przypadku narządów znajdujących się bliżej izocentrum, takich jak tarczyca, dawki neutronowe były niższe dla BC, ale dla narządów bardziej odległych, takich jak pęcherz – dla RS. W toku przeprowadzonych badań stwierdzono, że zastosowanie drukowanych kompensatorów BC, umieszczonych jak najbliżej pacjenta w leczeniu powierzchniowych zmian nowotworowych z zastosowaniem skanującej wiązki protonowej prowadzi do uzyskania bardziej konformalnego rozkładu dawki i nie wzmaga dawek od promieniowania wtórnego w porównaniu do RS, umieszczonego na wylocie wiązki w pewnej odległości od pacjenta. Drukowane kompensatory wiązki protonowej BC mogą być bezpiecznie stosowane u pacjentów pediatrycznych, a wprowadzenie ich do praktyki klinicznej przynosi zyski terapeutyczne.