Radioterapia protonowa. Cz. 1, Podstawy fizyczne

• Autorzy: Rydygier Marzena , Bałamut Marta , Czerska Katarzyna , Jabłoński Hubert , Komenda Wiktor , Krzempek Dawid , Liszka Małgorzata , Mojżeszek Natalia , Rogalski Paweł , Kopeć Renata

Warianty tytułu

PL

Proton radiotherapy. Part 1, Basic physics

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Bezpieczne stosowanie promieniowania jonizującego w radioterapii wymaga głębokiej znajomości procesów oddziaływania promieniowania z materią. Odnosi się to w szczególności do wiązek protonów, gdzie możliwe jest uzyskanie lepszej niż w przypadku wiązek fotonowych konformalizacji rozkładu zaleconej dawki w obszarze leczonym. Radioterapia protonowa wykazuje wiele korzystnych własności, m.in. dobrze zdefiniowany zasięg, korzystny rozkład dawki z głębokością oraz mniejsze rozpraszanie poprzeczne wiązki. Dokładne poznanie zjawisk i oddziaływań towarzyszących przechodzeniu wiązki protonowej przez materię jest kluczowe w celu prawidłowego rozumienia zależności fizycznych i prawidłowego przeprowadzenia radioterapii. W niniejszym opracowaniu przedstawiono główne zagadnienia oddziaływania cząstek naładowanych z materiałem ośrodka, których zrozumienie jest niezbędne do prawidłowej charakterystyki wiązki protonowej.

EN

Acomprehensive knowledge of processes of radiation interaction with matter is essential, in order to ensure the safe use of ionizing radiation in radiotherapy. This applies particularly to therapeutic proton beams, where providing more conformal dose distribution, compared to photon beams, is well feasible. Radiotherapy techniques, using beams of energetic protons provide a series of advantages, like well-defined radiation dose range, Bragg peak dependence of the depth-dose distribution or reduced transverse scattering of the beam. A thorough understanding of the phenomena of interactions of charged particles with matter, is crucial to properly investigate the physical relationships and safely conduct the radiotherapy. This review presents the main issues of the interaction of charged particles with matter, as its full comprehension is necessary for proper characterization of a proton beam.

Słowa kluczowe

PL

radioterapia protonowa; podstawy fizyczne; oddziaływanie jonów z materią; głębokościowy rozkład dawki

EN

proton radiotherapy; basic physics; interaction of ions with matter; depth dose distribution

• Wydawca: Indygo Zahir Media
• Czasopismo: Inżynier i Fizyk Medyczny
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 11, nr 1
• Strony: 69--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., wykr.

Twórcy

autor

Rydygier Marzena

• Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk w Krakowie, ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków

autor

Bałamut Marta

• Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk w Krakowie, ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków

autor

Czerska Katarzyna

• Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk w Krakowie, ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków

autor

Jabłoński Hubert

• Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk w Krakowie, ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków

autor

Komenda Wiktor

• Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk w Krakowie, ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków

autor

Krzempek Dawid

• Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk w Krakowie, ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków

autor

Liszka Małgorzata

• SkandionKliniken, von Kraemers Allé 26, 75-237Uppsala, Szwecja

autor

Mojżeszek Natalia

• Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk w Krakowie, ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków

autor

Rogalski Paweł

• Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk w Krakowie, ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków

autor

Kopeć Renata

• Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk w Krakowie, ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków

Bibliografia

• 1. W.D. Newhauser, R. Zhang: The physics of proton therapy, Physics in Medicine & Biology, 60, 2015.
• 2. A. Hrynkiewicz: Człowiek i promieniowanie jonizujące, Warszawa, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2001.
• 3. T. Jevremovic: Nuclear Principles in Engineering, New York: Springer Science+Business Media LLC, 2005.
• 4. F.H. Attix: Introduction to Radiological Physics and Radiation Dosimetry, Weinheim, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2004.
• 5. M. Gotein: Radiation Oncology: A Physicit’s – Eye View, Springer Science and Business Media, 2008.
• 6. M.F. Moyers, S.M. Vatnitsky: Practical Implementation of Light Ion Beam Treatments, Madison, Wisconsin, Medical Physics Publishing, 2012.
• 7. H. Bethe: Zur Theorie des Durchgangs schneller Korpuskularstrahlen durch Materie, Ann. Phys., 1930, 325-400.
• 8. F. Bloch: Zur Bremsung rasch bewegter Teilchen beim Durchgang durch Materie, Ann. Phys., 285-320, 1933.
• 9. J. Pluta: Metody Fizyki Jądrowej w Środowisku, Przemyśle i Medycynie, Politechnika Warszawska, 2003, http://www.if.pw.edu.pl/~pluta/pl/dyd/mfj/wyklad/w2/segment4/main.htm.
• 10. H. Paganetti: Proton Therapy Physics, CRC Press, 2012.
• 11. J. Kempe, I. Gudowska, A. Brahme: Depth absorbed dose and LET distributions of therapeutic H1, He4, Li7, and C12 beams, Medical Physics, 34, 2007.
• 12. H.G. Paretzke: Advances in energy deposition theory, Advances in Radiation Protection and Dosimetry in Medicine, 1980, 51-73.
• 13. International Commision on Radiation Units & Measurements Report 78, Prescribing, Recording and reporting proton-beam therapy, Oxford University Press, 2007.
• 14. B. Gottschalk: Passive Beam Spreading in Proton Radioation Therapy, Cambridge, 2004.
• 15. H. Paganetti: Proton Therapy Physics, CRC Press Taylor & Francis Group, 2019.
• 16. N. Mojżeszek, Rozprawa doktorska, [w:] Dozymetria i kontrola jakości skanującej wiązki protonowej na stanowisku gantry, Kraków, 2018.
• 17. ICRU Reports, Stopping Powers and Ranges for Protons and Alpha Particles, ICRU, 1993.
• 18. M.J. Berger, J.S. Coursey, M.A. Zucker, J. Chang: ESTAR, PSTAR, and ASTAR: Computer Programs for Calculating Stopping-Power and Range Tables for Electrons, Protons, and Helium Ions, Natl. Inst. Stand. Technol., 2005, https://physics.nist.gov/PhysRef-Data/Star/Text/PSTAR.html.