Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

Transkrypt

1 Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej Wykład 9, 21 maja 2019 Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów szef@fuw.edu.pl

2 Terapia protonowa w Krakowie

3 Czerniak oka: - Nowotwór złośliwy, - Rośnie w gałce ocznej - Głównie w populacji białych, Czerniak oka Radiotrapia protonowa oka najskuteczniejsze leczenie wyleczenia > 90% W Europie 7 centrów PT oka - Berlin, HMI, D - Catania, INFN, I - Orsay, Inst. Curie, F - Nice, F - Claterbridge, UK - PSI Villigen, CH - IFJ PAN Kraków, PL Eye melanoma cancer USG of eye cancer

4 Metoda naświetlań oka protonami T. Kajdrowicz, M. Bajer Ocular Treatment Planning System Eclipse First ocular code with FDA approval

5 Cyklotrony w IFJ PAN - first cyclotron developed in Poland, 48 cm (1955) -Soviet built classical U-120 (opened , stopped 1994), 12 MeV deuterons -isochronic AIC-144 developed at IFJ PAN (from 1995) 60 MeV protons - IBA Proteus C MeV protons (start of operation Dec 2012) AIC -144, 1995

6 IFJ PAN pokój terapii oka Therapy room developed at IFJ in collaboration TJwDTM with Helmholtz - Wykład 9 Centre, Berlin

7 Parametry wiązek do terapii oka 1,1 1,0 0,9 0,8 27,8 mm 28,15 mm 28,27 mm a. u. 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 FWHM = 2,94 mm Max/Plateau = 4,97 29,08 mm 0, range in H 2 O [mm] 25,75 mm (90%-10%)=0,71 mm a.u ,06 mm 1,18 mm 1,19 mm distance [mm] PT centre Range [mm] Max/plateau F.W.H.M. [mm] Distall fall-off d 90%-10% [mm] CATANIA CCO PSI IFJ

8 Regularne terapie oka od kwietnia 2013 The first patient treated in February 2011 From April 2013 the eye proton therapy financed by the National Health System 50 patients treated till April 2014

9 Polska w Unii Europejskiej Wejście do UE 1 Maja, 2004 W latach mld. przeznaczono na unowocześnienie infrastruktury w ramach Funduszy Strukturalnych 1.3 mld. na infrastrukturę w nauce i technologii

10 Narodowe konsorcjum Radioterapii Hadronowej NCRH Założone: IFJ PAN Kraków coordinator Akademia Górniczo-Hutnicza Center of Oncology, Gliwice Center of Oncology, Krakow Center of Oncology, Poznań Center of Oncology, Warsaw Collegium Medicum UJ, Kraków Holycross Center of Oncology, Kielce Jagiellonian University, Kraków Medical University, Warszawa, National Center of Nuclear Research, Warsaw Silesia University Warsaw Polytechnic Warsaw University

11 Project of the National Centre of Hadron Radiotherapy- Bronowice Cyclotron Centre (NCRH -CCB) Part 1 Cyclotron : - building + Proteus C-235 cyclotron - funds: ~ 27 M - the project ready till Dec vendor: contract signed with Ion Beam Application (IBA), Belgium Part 2 Gantry - medical building + 2 proton gantries - funds: ~ 33 M - project signed in Nov Gantry 1 ready in May Gantry 2 in Sept Signing the contract for the Part 1 IFJ PAN IBA 2 August 2010

12 Harmonogram budowy NCRH CCB - signing of the contract start of the construction installation of the C-235 cyclotron acceptance tests medical building and gantry installation of gantry end of the contract

13 Cyklotron dla NCRH- CCB

14 Schemat pomieszczeń NCRH-CCB Centrum Cyklotronowe Bronowice rzut partru Gantry 2 Gantry 1 Eye treatment Exp. area Cycl o vault Medical building Utility rooms Laboratories

15 Cyklotron i selektor energii Ion Beam Applications S.A. (IBA), Louvain-la-Neuve, Belgium cyclotron: isochronic, 4-sectors, CW particles ion source: protons P.I.G with hot cathod proton energy: 230 MeV (b = 0.596, g = 1.245), constant energy dispersion: E/E < 0.7% beam intensity: emmitance 600 na (4 x p/s) 0.1 na (6 x 10 8 p/s) horizonthal - 11 p mm mrad,

16 Selector energii protonów Energy selector MeV E/E < 1 % Beryllium absorber for changing the beam energy

17 System rozprowadzenia wiązki

18 Gantry IBA w IFJ PAN BG2 Source Axis Distance SAD-X mm SAD-Y mm BG1 Radius of the bending magnet: r = mm Range (g.cm - B1G2 B2G2 Energy (MeV) 2 ) Current (A) Field (T) Current (A) Field (T)

19 Stanowiska realizacja Pomieszczenie gantry w NCRH-CCB Spot scanning: stop & shoot Proton range: 0 do 32 g/cm 2 2 spot sizes : σ = 2.7 mm i σ = 4 mm Volumetric repainting Maximal field: 30 x 40 cm 2 Gantry rotation degrees of freedom of the positioning system

20 Aktywne sterowanie wiązką wiązka skanująca

21 Wiązka rozproszona vs. skanująca Proximal doses for scattered beam much higher than for scanned beam

22 Wiązka skanująca mniejsze dawki od rozproszonego promieniowania Robert Kaderka, Ph.D Thesis, GSI, 2011 For scanning proton beam the doses for distant organs due to scattered radiation are 2-3 orders of magnitude lower than for MV X-rays

23 Nowy pokój terapii oka - New isocentric, user friendly, robotic chair - No limitations of energy (range) - Improved positioning Model 3D linii terapii oka

24 Start in October per gantry after 3-4 years of operation 100 eye melanoma patients/year Our clinical parters: Praca kliniczna University Hospital, Kraków Center of Oncology, Kraków Members of NCRH consortium Our waiting room for children- who will find more animals?

25 Projekty w Warszawie i Poznaniu Warsaw: Institution: Warsaw Medical University Localisation: Ochota Campus Facility: 12C + p Statuts: proposals prepared and submitted Poznan: Institution: Wielkopolskie Centrum Onkologii Localisation: Campus Morasko Facility: proton facility Statuts: letter of intention signed place available, ready before 2020

26 Radioterapia protonowa w Europie, PT+GANTRY Existing centres 1. Orsay 2. PSI Villigen 3. DKFZ Heidelberg 4. Munchen 5. PTC Prague 6. Essen In construction : 6 centers 1. Dresden 2. Krakow 3. Trento 4. Uppsala 5. Pavia 6. Wiener Neustadt 21.V.2019 TJwDTM - Wykład 9