Zygmunt Szefliński Universytet Warszawski

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

Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

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

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

ION BEAMS IN BIOLOGY AND MEDICINE

Narodowe Centrum Radioterapii Hadronowej. Centrum Cyklotronowe Bronowice

Sławomir Wronka, r.

Fizyka jądrowa w medycynie

Accelerators and medicine. Akceleratory i medycyna

MODELOWANIE RADIOBIOLOGICZNE RADIOTERAPII HADRONOWEJ

Akceleratory do terapii niekonwencjonalnych. Sławomir Wronka

Sławomir Wronka, r

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

Sławomir Wronka, r

Narodowe Centrum Radioterapii Hadronowej- Centrum Cyklotronowe Bronowice

Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

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

Akceleratory w radioterapii onkologicznej

AKCELERATORY I DETEKTORY WOKÓŁ NAS

Fizyka jądrowa w medycynie

Sławomir Wronka, r

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

Badania osobniczej promieniowrażliwości pacjentów poddawanych radioterapii. Andrzej Wójcik

Accelerators around us Akceleratory wokół nas

Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów UW

Zespół Zakładów Fizyki Jądrowej

Konferencja Nauka.Infrastruktura.Biznes

Aspekty fizyczne i techniczne radioterapii protonowej w IFJ PAN

Hadrony w radioterapii Paweł Olko, Instytut Fizyki Jądrowej PAN, Kraków

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

DLACZEGO BUDUJEMY AKCELERATORY?

Zastosowania Metod Fizyki Jądrowej Akceleratory medyczne i przemysłowe

Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

Energetyka Jądrowa. Wykład 3 14 marca Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Indywidualizacja leczenia promieniowaniem jonizującym. Paweł Kukołowicz Zakład Fizyki Medycznej

METODY DETEKCJI PROMIENIOWANIA JĄDROWEGO 3

Nowe techniki radioterapii

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

Akceleratory elektronów przeznaczone do sterylizacji radiacyjnej. Jerzy Stanikowski

Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

Fluorescencyjna detekcja śladów cząstek jądrowych przy użyciu kryształów fluorku litu

Produkcja radioizotopów medycznych

terapii - - Akceleratory Liniowe

SYMULACJA GAMMA KAMERY MATERIAŁ DLA STUDENTÓW. Szacowanie pochłoniętej energii promieniowania jonizującego

Projekt Narodowego Centrum Radioterapii Hadronowej

SCENARIUSZ LEKCJI FIZYKI Z WYKORZYSTANIEM FILMU PĘDZĄCE CZĄSTKI.

Tomasz Szumlak WFiIS AGH 11/04/2018, Kraków

Warszawa, dnia 1 sierpnia 2013 r. Poz. 874

Janusz Gluza. Instytut Fizyki UŚ Zakład Teorii Pola i Cząstek Elementarnych

OCENA OCHRONY RADIOLOGICZNEJ PACJENTA W RADIOTERAPII ONKOLOGICZNEJ

Fragmentacja pocisków

Wiązki Radioaktywne. wytwarzanie nuklidów dalekich od stabilności. Jan Kurcewicz CERN, PH-SME. 5 września 2013 transparencje: Marek Pfützner

Podstawy fizyki kwantowej i budowy materii

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

Identyfikacja cząstek

Co to są jądra superciężkie?

Marek Kowalski

Radioterapia Hadronowa

RADIOTERAPIA NOWOTWORÓW UKŁADU MOCZOWO PŁCIOWEGO U MĘŻCZYZN DOSTĘPNOŚĆ W POLSCE

Sławomir Wronka, r

RADIO TERA PIA. informacje dla lekarzy. Opracowanie: dr hab. n. med. Iwona Gisterek prof. nadzw.

INSTYTUT FIZYKI JĄDROWEJ im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk ul. Radzikowskiego 152, Kraków

PROPOZYCJE TEMATÓW PRAC LICENCJACKICH DLA SPECJALNOŚCI FIZYKA MEDYCZNA

Warsztaty Akceleracji i Zastosowań Ciężkich Jonów w ŚLCJ UW

Dozymetria promieniowania jonizującego

Biologiczne skutki promieniowania

Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

Ochrona radiologiczna w radioterapii

WŁAŚNOŚCI SCYNTYLACYJNE KRYSZTAŁU BGO. Winicjusz Drozdowski

Ochrona radiologiczna kobiet w ciąży

WPŁYW PŁYTY ROZPRASZAJĄCEJ NA ROZKŁAD DAWKI OD WIĄZKI PROMIENIOWANIA X O ENERGII 6 MEV

Radiobiologia, ochrona radiologiczna i dozymetria

Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa

Radioterapia Protonowa w IFJ PAN

Zastosowanie systemu 2D TL do badania skanujących wiązek protonowych

Wprowadzenie do zagadnień akceleratorów elektronów. Janusz Harasimowicz

O egzotycznych nuklidach i ich promieniotwórczości

Prace na rzecz medycyny w Instytucie Problemów Jądrowych - dokonania i zamierzenia

Prof. dr hab. Tadeusz Sarna, Zakład Biofizyki Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego

OD ROZPOZNANIA DO NAPROMIENIANIA. Edyta Dąbrowska

Proponowane tematy prac licencjackich dla studentów kierunku Energetyka i chemia jądrowa w roku akademickim 2016/17

Title. Tajemnice neutrin. Justyna Łagoda. obecny stan wiedzy o neutrinach eksperymenty neutrinowe dalszy kierunek badań

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

Wyznaczanie profilu wiązki promieniowania używanego do cechowania tomografu PET

Spis treści. Trwałość jądra atomowego. Okres połowicznego rozpadu

Eksperymenty z wykorzystaniem wiązek radioaktywnych

INSTYTUT FIZYKI JĄDROWEJ Im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk

Zadania badawcze realizowane w Oddziale V IFJ PAN w ramach projektu NCBiR

KOMUNIKAT DOTYCZĄCY BEZPIECZEŃSTWA STOSOWANIA PRODUKTU / POWIADOMIENIE DOTYCZĄCE PRODUKTU

dra superci kie 1. Co to s dra superci kie? 2. Metody syntezy j der superci kich 3. Odkryte j dra superci

Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

Nowe rozwiązania do pomiaru dawki w radioterapii konwencjonalnej i jonowej

Możliwości pozytonowej emisyjnej tomografii ( PET ) w prowadzeniu pacjenta ze szpiczakiem mnogim.

Promieniowanie kosmiczne składa się głównie z protonów, z niewielką. domieszką cięższych jąder. Przechodząc przez atmosferę cząstki

dr hab. Alicja Chruścińska Zakład Fizyki Półprzewodników i Fizyki Węgla Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Grudziądzka 5/ Toruń

Przyczyny i czynniki powodujące wypadki w radioterapii.

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

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

Wiązka elektronów: produkcja i transport. Sławomir Wronka

Transkrypt:

Terapia ciężkojonowa w onkologii Zygmunt Szefliński Universytet Warszawski,

Terapia nowotworów - ciężkie jony Skuteczność promieniowania Terapia hadronowa Terapia ciężkojonowa i określenie dawki za pomocą PET Wiązka Cyklotronu do badań radiobiologicznych Przyszłość

Skuteczność promieniowania Skuteczność promieniowania 110 100 90 80 Jony węgla de dx = Odwrotny profil dawki 4 4 π e Z 2 m v 0 2 1 N Z 2 ln( v, ϕ ) i Dose [%] 70 60 50 Elektrony Fotony I = I 0 e µ x 40 30 20 10 0 0 50 100 150 200 250 300 Depth [mm]

Longitudinal Bragg-peak spreading Longitudinal Bragg-peak spreading 1.2 1 Dose [relative units] 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Depth [cm]

Reguły prawidłowej radioterapii Reguły prawidłowej radioterapii 100 80 Uszkodzenia nowotworu probability [%] 60 40 20 0 0 20 40 60 80 100 120 dose [Gy]

Reguły prawidłowej radioterapii Reguły prawidłowej radioterapii 100 80 Uszkodzenia nowotworu Powikłania probability [%] 60 40 20 0 0 20 40 60 80 100 120 dose [Gy]

Reguły prawidłowej radioterapii Reguły prawidłowej radioterapii 100 80 Uszkodzenia nowotworu Powikłania probability [%] 60 40 20 Uszkodzenia nowotworu bez powikłań 0 0 20 40 60 80 100 120 dose [Gy]

Zasady terapii ciężkojonowej Zasady terapii ciężkojonowej

Technika rastrowa skanowania nowotworu

Reakcje fragmentacji (W. Enghardt, FZR) Reakcje fragmentacji (W. Enghardt, FZR) The principle Ion induced β+ activity (dominated by projectile f.) Proton induced β+ activity (dominated by target fragm.)

Profil wiązki po fragmentacji Profil wiązki po fragmentacji 7 Physical dose [relative units] 6 5 4 3 2 1 Fragmentation tail 0 0 5 10 15 20 25 Depth [cm]

Pochodzenie sygnału PET 4500 4000 3500 Positron activity 12C Bragg curve Relative units 3000 2500 2000 1500 1000 500 11C (projectile fragments) 10C (projectile fragments) 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Penetration depth [mm]

Wiązka 12 C+PET @ GSI

Porównanie planów naświetlań: konwencjonalne vs terapia ciężkojonowa

Korelacja pomiędzy rozkładem dawki i aktywnością β+ ( GSI Darmstadt)

Some technical details of of the GSI in-beam PET installation (courtesy of of W. Enghardt, FZR)

Role of of PET in in the heavy-ion therapy (courtesy of of W. Enghardt, FZR)

HIMAC

Wiązka do terapii

Stanowisko terapeutyczne

Propozycje na przyszłość PET na wiązce

Zespół Wiązka Cyklotronu do badań radiobiologicznych Sławomir Chojnacki, AŚ w Kielcach, ŚLCJ Warszawa Janusz Braziewicz, Dariusz Banaś,Joanna Czub, Instytut Fizyki AŚ w Kielcach, Marian Jaskóła, Andrzej Korman IPJ Świerk, Ludwik Pieńkowski, ŚLCJ Warszawa, Zygmunt Szefliński, IFD UW i ŚLCJ, Andrzej Wójcik. Instytut Biologii Akademii Świętokrzyskiej w Kielcach Studenci: Jan Dyczewski (V rok) Tomek Adamus (V rok)

Cel projektu Poznanie fizycznych mechanizmów zmian genetycznych indukowanych w jądrze komórkowym w wyniku przejścia ciężkiego jonu przy różnicowaniu liniowego transferu energii (de/dx 1MeV/µm) Uzyskanie jednorodności dawki D 3%, w obszarze naświetlania 6 6 cm 2 i jej monitorowanie w eksperymentach biologicznych

Uwarunkowania- motywacja We wszystkich opublikowanych dotychczas badaniach nad osobniczą promienio-wrażliwością napromieniano limfocyty promieniowaniem o niskim LET. Zdumiewa brak danych na temat promieniowania o wysokim LET. Nie wiadomo, czy limfocyty różnych dawców reagują z różną wrażliwością na promieniowania o wysokim LET. Nie wiadomo też, czy istnieje korelacja między wrażliwością limfocytów na promieniowanie o niskim i wysokim LET. Ze względu na wzrastające narażenie ludzi na ciężkie jony wydaje się, że badania nad oceną osobniczej wrażliwości na promieniowanie o wysokim LET są jak najbardziej uzasadnione.

de/dx dla jonów węgla 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 de/dx [MeV cm2/mg] 2,0 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 Energia 12C [MeV/ u] 4,00 2,00 0,00 0,0

Krämer, Kraft, Radiat. Environ. Biophys., (1994) Cucinotta, Nikjoo, Goodhead, Radiat. Environ. Biophys., (1999) Scholz, Kraft, Radiat. Protec. Dosim., (1994) Holley, Chatterjee, Radiat. Res., (1998)

Uszkodzenia radiacyjne

Beam line @ Warsaw Cyclotron (used in June experiment) 0 20 0 15

Nowa geometria Jonowód A

X-Y skaner (płytka montażowa) Oś z

Naświetlanie kliszy rtg

Symulacja rozkładu wiazki 700 600 500 scattered particles 400 300 200 10 7 particles Au 40 mg/cm 2 window 13*13 mm 100 188 0 190 192 194 X Axis 196 198 200 188 190 192 200 198 196 194 Y Axis

Uzyskany rozkład wiązki Tarcza 50mg/cm 2 Przesunięcie co 1 mm Kolimator Φ=2mm Skan - detektor krzemowy

Przykład aberacji chromosomowych

Przyszłość terapii Chiba (Japonia) Darmstadt (Niemcy) Znaczące rezultaty w terapii klinicznej German Cancer Centre i Heidelberg Francuski ETOILE (European Ligt Ion Oncological Treatment Centre) projektw Lyonie Projekty Mediolanie Sztkholmie i Wiedniu