Akceleratory do terapii niekonwencjonalnych. Sławomir Wronka



Podobne dokumenty
Sławomir Wronka, r

Sławomir Wronka, r

Sławomir Wronka, r.

ION BEAMS IN BIOLOGY AND MEDICINE

Accelerators around us Akceleratory wokół nas

Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

Accelerators and medicine. Akceleratory i medycyna

TERAPIA PROTONOWA. Proseminarium magisterskie 18 X /36. Marta Giżyńska

MODELOWANIE RADIOBIOLOGICZNE RADIOTERAPII HADRONOWEJ

Sławomir Wronka, r

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

Wiązka elektronów: produkcja i transport. Sławomir Wronka

,,Współczesne narzędzia diagnostyki i terapii medycznej. Zygmunt Szefliński Wydział Fizyki UW Letnia Szkoła Fizyki czerwiec 2011

Zygmunt Szefliński Universytet Warszawski

Aspekty fizyczne i techniczne radioterapii protonowej w IFJ PAN

cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

Akceleratory (Å roda, 16 marzec 2005) - Dodał wtorek

Sławomir Wronka, r

Niskie dawki poza obszarem napromieniania: symulacje Monte Carlo, pomiar i odpowiedź radiobiologiczna in vitro komórek

Narodowe Centrum Radioterapii Hadronowej. Centrum Cyklotronowe Bronowice

Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

Zastosowanie systemu 2D TL do badania skanujących wiązek protonowych

Konferencja Nauka.Infrastruktura.Biznes

dr inż. Zbigniew Szklarski

Fizyka cząstek elementarnych

AKCELERATORY I DETEKTORY WOKÓŁ NAS

WYKŁAD 8. Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW

Wysokostrumieniowa wiązka neutronów do badań biomedycznych i materiałowych. Terapia przeciwnowotworowa BNCT.

Wprowadzenie do zagadnień akceleratorów elektronów. Janusz Harasimowicz

Radioterapia Hadronowa

Ruch ładunków w polu magnetycznym

Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

Ruch ładunków w polu magnetycznym

FIZYCZNE PODSTAWY RADIOTERAPII ZASADY RADIOTERAPII ŹRÓDŁA PROMIENIOWANIA TERAPEUTYCZNEGO ENERGIA PROMIENIOWANIA RODZAJE PROMIENIOWANIA

Fizyka promieniowania jonizującego. Zygmunt Szefliński

Fizyczne aspekty radioterapii wiązkami jonów. Paweł OLKO, Instytut Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk

Theory Polish (Poland)

Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

Wybrane zagadnienia fizyki jądrowej i cząstek elementarnych. Seweryn Kowalski

Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

IBM. Fizyka Medyczna. Brygida Mielewska, specjalność: Fizyka Medyczna

Narodowe Centrum Radioterapii Hadronowej- Centrum Cyklotronowe Bronowice

Projekt Narodowego Centrum Radioterapii Hadronowej

Podstawy fizyki kwantowej i budowy materii

Akceleratory w radioterapii onkologicznej

Zastosowania Metod Fizyki Jądrowej Akceleratory medyczne i przemysłowe

Radioterapia protonowa w leczeniu nowotworów oka. Klinika Okulistyki i Onkologii Okulistycznej Katedra Okulistyki UJ CM

Źródła cząstek. Naturalne: Sztuczne. Promieniowanie kosmiczne Różne źródła neutrin. Akceleratory Reaktory. D. Kiełczewska wykład 2

Materiały pomocnicze 11 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

Wstęp do radiobiologii Wykład 3 Trochę klasycznej radiobiologii i wytłumaczenie ważnych pojęć:

Fizyka i medycyna - PET i co jeszcze... Zygmunt Szefliński Universytet Warszawski

MAGNETYZM, INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA. Zadania MODUŁ 11 FIZYKA ZAKRES ROZSZERZONY

Fluorescencyjna detekcja śladów cząstek jądrowych przy użyciu kryształów fluorku litu

Indywidualizacja leczenia promieniowaniem jonizującym. Paweł Kukołowicz Zakład Fizyki Medycznej

SCENARIUSZ LEKCJI FIZYKI Z WYKORZYSTANIEM FILMU PĘDZĄCE CZĄSTKI.

Akceleratory. Urządzenia do wytwarzania strumieni cząstek o znacznej energii kinetycznej

Ramka z prądem w jednorodnym polu magnetycznym

Wykład FIZYKA II. 3. Magnetostatyka. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Metody i narzędzia. Tydzień 2

Czy pokrywanie się śladów jonowych może wytłumaczyć kwadratową zależność krzywych dawka-efekt obserwowanych dla aberracji chromosomowych?

Dozymetria promieniowania jonizującego

UNIWERSYTET MIKOŁAJA KOPERNIKA W TORUNIU

Akceleratory. Instytut Fizyki Jądrowej PAN 1

Wstęp do akceleratorów

Wstęp do fizyki akceleratorów

Raport Nr 1975/AP PRZYSTOSOWYWANIE CYKLOTRONU AIC-144 DO ZASTOSOWAŃ MEDYCZNYCH

Promieniowanie w naszych domach. I. Skwira-Chalot

Biologiczne skutki promieniowania

Perspektywy fizyki czastek elementarnych

Eksperymenty z wykorzystaniem wiązek radioaktywnych

METODY DETEKCJI PROMIENIOWANIA JĄDROWEGO 3

wiązkami skanującymi Paweł Olko Instytut Fizyki Jądrowej PAN, Kraków, Poland Fizyka w radioterapii protonowej

Najlepsze dla życia To nejlepší pro život

JÜLICH ELECTRIC DIPOLE INVESTIGATIONS MEASUREMENT WITH STORAGE RING

Jak fizycy przyśpieszają cząstki?

Akceleratory wokół nas Aleksander Filip Żarnecki, Wydział Fizyki UW. A.F.Żarnecki Akceleratory wokół nas 3 marca / 50

II prawo Kirchhoffa Obwód RC Obwód RC Obwód RC

INSTYTUT FIZYKI JĄDROWEJ Im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk

OD ROZPOZNANIA DO NAPROMIENIANIA. Edyta Dąbrowska

Nowe techniki radioterapii

Prawa ruchu: dynamika

5. (2 pkt) Uczeń miał za zadanie skonstruował zwojnicę do wytwarzania pola magnetycznego o wartości indukcji

Eksperyment ALICE i plazma kwarkowo-gluonowa

IV.4.4 Ruch w polach elektrycznym i magnetycznym. Siła Lorentza. Spektrometry magnetyczne

dr inż. Zbigniew Szklarski

2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424

Promieniowanie jonizujące

Porównanie reaktora badawczego Maria z reaktorem TRIGA

Podstawowe własności jąder atomowych

Słowniczek pojęć fizyki jądrowej

Kontrolowana fuzja. Plazma to wysokotemperaturowa mieszanina elektronów i jąder atomowych Uwięzienie plazmy plasma containment, plasma confinement

Osiągnięcia naukowe i technologiczne podstawą rozwoju metod terapii nowotworów

Fizyka cząstek elementarnych. Tadeusz Lesiak

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego zadania fizyka, wzory fizyka, matura fizyka

2.2. Wiązki promieniowania jonizującego

Osiągnięcia naukowe i technologiczne podstawą rozwoju metod terapii nowotworów

Eksperymenty z wykorzystaniem wiązek radioaktywnych

Najlepsza w życiu. To nejlepší pro život.

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 40 FIZYKA JĄDROWA

Transkrypt:

Akceleratory do terapii niekonwencjonalnych Szkoła Fizyki Akceleratorów Medycznych, Świerk 2007

Plan Niekonwencjonalne terapie wiązką e-/x Protony Ciężkie jony Neutrony 2

Tomotherapy 3

CyberKnife 4

Igła fotonowa 5

Akcelerator śródoperacyjny e 6

Dose The ideal depth-dose distribution? Photons Protons come closest to the ideal Protons ideal Depth 7

Why clinical proton beam? 8

Proton Energy Loss in H O 2 300 10 Energy Deposit in 1mm [MeV/mm] 200 Proton Energy [MeV] 5 0 E = 250 MeV E = 130 MeV 100 0 10 20 30 40 0 50 Water Depth [cm] 9

Compare protons with photons Photons Protons 10

SOBP 11

Why clinical proton beam? głębokość penetracji dobrze zdefiniowana i regulowana depozyt większości energii na końcu ruch po prostych liniach małe odchyłki dawka w normalnych komórkach zminimalizowana brak dawki za targetem Dostarczenie dużej dawki do chorych komórek oszczędzając zdrowe 12

Comparison of Treatment Plans Glandula parotid cancer Photons 2 fields Photons 5 fields Protons 3 fields Universitätsklinik für Strahlentherapie und Strahlenbiologie, AKH, Wien 13

14

15

16

Gantry (PSI Villigen) 17

Koszt 2-3 x terapia standardowa Gdyby koszty byłyby takie same 90% terapii odbywałoby się za pomocą protonów! 18

Ruch cząstki w polu magnetycznym 19

Ruch cząstki w polu magnetycznym Wartość siły Lorenza: Siła skierowana jest prostopadle do wektora prędkości Siła Lorenza to siła dośrodkowa 20

Ładunek w polu magnetycznym Okres ruchu: Częstość kołowa: Częstość cyklotronowa niezależna od prędkości 21

Cyklotron 22

Cyklotron 23

Synchrotron Jeśli zsynchronizowana zostanie częstość obiegu cząstek w pierścieniu akceleracyjnym z częstością zmiany pól: elektrycznego i magnetycznego, to proces akceleracji może odbywać się bez zmiany promienia okręgu po którym krążą cząstki. /Oliphant 1943/ 24

Synchrotron Na obwodzie umieszczamy: Wnęki przyspieszające RF Magnesy Urządzenia dodatkowe 25

Rapid Cycling Medical Synchrotron the second generation Tandem Vertical injector (AES) fixed line Gantry 1 (ACCEL) Synchrotron accelerator Research Room lines Eye line Horizontal fixed line 26

Terapia oka 27

Ligth field Laser Modulator & Range shifter Monitor chambers Scattering system 28

29

Fixation Point Patiens look the fixation light during the treatment PROTON BEAM 30

Dlaczego jony?

Entrance dose Bragg Peak dose 32

33

Rozpraszanie wiązki 34

Definicje Relative Biological Effectiveness 35

DEPTH DISTRIBUTIONS OF RBES FOR LIGHT ION BEAMS 4 V79 cells 1 Gy 20 3 Ne RBES 14 N 12 C 11 B 2 7 Li 4 He 1 1 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 H 0,0 Residual range (cm) RBES- depth dependences of V79 cells over the last 1 cm of residual ion ranges, for light ion beams of range 26 cm, delivering an entrance dose of 1 Gy. Aerobic V79 cells are represented by parameters fitted to the data of Furusawa et al. (2000) 36

Kontrola PET 37

Heidelberg 38

Pomieszczenia terapeutyczne 39

Pomieszczenia terapeutyczne 40

Neutrony

RBE 42

43

44

45

46

Terapia borowo-neutronowa (Boron Neutron Capture Therapy, skrót międzynarodowy:bnct) jest metodą leczenia niektórych typów nowotworów, zwłaszcza mózgu. W metodzie BNCT do organizmu wprowadza się związki boru (10B), osadzane możliwie selektywnie w tkance nowotworowej. Następnie napromieniowuje się pacjenta wiązką neutronów; w wyniku reakcji z jądrami10b powstają cząstki alfa i jony 7Li. Cząstki te mają znaczną energię i mały zasięg, niszczą więc lokalne komórki nowotworowe. Sąsiadująca zdrowa tkanka zawiera mniej boru i nie jest poważnie zagrożona. 47

48

Podsumowanie Protony Jony Neutrony 49

Antyprotony Biological Effective Dose Ratio 50

Antyprotony 51

Future trends Kompaktowy akcelerator do terapii protonowej 52