Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Dozymetria 3D w radioterapii. Rys historyczny, typy dozymetrów, charakterystyka i aplikacje

Kozicki Marek, Maras Piotr

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2023

|

Vol. 12, nr 1

27--42

PL

Niniejszy artykuł dotyczy dozymetrii 3D w radioterapii. Zawiera rys historyczny, opis pierwszych prac w Polsce, charakterystykę głównych typów dozymetrów 3D, a także przykłady ich zastosowań. Dozymetria 3D obejmuje: dozymetr 3D często w odpowiednim pojemniku, wybrany system skanowania 3D, protokół kalibracji i aplikacji dozymetru, protokół skanowania 3D oraz pakiet oprogramowania do szybkiego i łatwego przetwarzania danych dozymetrycznych w 3D. Niektóre elementy takiego systemu dozymetrii są dostępne w ośrodkach radioterapii, inne dostarczają producenci. Typowy dozymetr 3D to matryca ze związkami wrażliwymi na promieniowanie jonizujące, które ulegają konwersji pod wpływem tego promieniowania. Zmianę w dozymetrze można zmierzyć za pomocą następujących technik obrazowania: rezonans magnetyczny (RM), RM w radioterapii pod kontrolą RM (MRgRT), tomografia komputerowa (TK), tomografia wiązki stożkowej (CBCT), optyczna tomografia komputerowa (optyczna TK lub OTK), ultrasonografia (USG) oraz tomografia fluorescencyjna (TF). Istnieje kilka rodzajów dozymetrów 3D, takich jak dozymetry żelowe Fricke, polimerowe dozymetry żelowe, żele radiochromowe i radiochromowe tworzywa sztuczne, dozymetry odkształcalne, dozymetry o gęstości zbliżonej do tkanki płucnej, dozymetry wielofazowe, które imitują różne tkanki w jednym pojemniku, takie jak płuca i mięśnie. Każdy typ dozymetru może być mierzony w 3D przy użyciu jednej lub kilku technik obrazowania. Wynik obrazowania jest przetwarzany przy użyciu kodów Matlab napisanych dla danego eksperymentu – aplikacji lub za pomocą komercyjnych pakietów oprogramowania, takich jak polyGe- Vero® i polyGeVero®-CT. Przetwarzanie danych uzyskanych po skanowaniu jest specyficzne dla konkretnego typu dozymetru. Dozymetry 3D charakteryzują się określoną dawką progową, quasi-liniową i dynamiczną odpowiedzią na dawkę, dawką saturacyjną, rozdzielczością dawki, podobieństwem tkankowym, powtarzalnością, zależnością odpowiedzi dozymetru na napromienienie od rodzaju promieniowania o określonej energii i mocy dawki oraz pod względem integralności rozkładu dawki w czasie. Dozymetry 3D wykorzystywane są zarówno do testowania urządzeń radioterapeutycznych, jak i klinicznie do weryfikacji rozkładów dawek obliczonych za pomocą systemów planowania leczenia (SPL) w licznych technikach napromieniania pacjentów, z wykorzystaniem wiązek zewnętrznych w technikach 3D i 4D: terapia z modulacją intensywności (IMRT), dynamiczna terapia łukowa (VMAT) oraz stereotaksja (SRS i SRT) za pomocą noża gamma (gamma knife) lub CyberKnife czy w radioterapii sterowanej obrazowaniem (IGRT) z użyciem CBCT lub RM, protonoterapii, a także za pomocą źródeł wprowadzanych do tkanek pacjenta w brachyterapii. W pracy wskazano również aktualne trendy rozwojowe w dozymetrii 3D.

EN

This work concerns 3D radiotherapy dosimetry. It includes a historical outline, starting from the first works and further development of dosimetry in the world, the first works in Poland, main types of 3D dosimeters, main features of the dosimeters and their applications. The 3D dosimetry system includes: a 3D dosimeter in customised container, a selected 3D scanning system, a dosimeter calibration and application protocol, a 3D scanning protocol and a software package for quick and easy 3D data processing. Some elements of such a 3D dosimetry system are available in hospitals, others are provided by manufacturers. A typical 3D dosimeter is a matrix with radiation active compounds that convert under the influence of ionizing radiation. This change can be measured by the following scanning techniques: standalone magnetic resonance imaging (MRI), MRI in MR-guided radiotherapy (MRgRT), computed tomography (CT), cone-beam computed tomography (CBCT), optical computed tomography (optical CT or OCT), ultrasonography (USG) and fluorescence tomography (FT). There are several types of 3D dosimeters, such as Fricke-based gel dosimeters, polymer gel dosimeters, radiochromic gels and plastics, lungs-mimicking dosimeters, combined dosimeters mimicking different tissues in one vial, such as both lungs and muscles. Each type of the dosimeters can be measured in 3D using one or more 3D scanning techniques. The scan outcome is processed using in-house Matlab codes or commercial software packages such as polyGe- Vero® or polyGeVero®-CT. The processing of data obtained after scanning is specific for a particular type of dosimeter. 3D dosimeters are mainly characterized by threshold dose, quasi-linear and dynamic dose response, saturation dose, dose resolution, tissue equivalence, reproducibility, dependence on the type of radiation, radiation energy and dose rate, and in-time integrity of the dose distribution in 3D. 3D dosimeters have been used both in terms of tests of radiotherapy devices and to verify dose distributions calculated by treatment planning systems (TPS) in numerous patient irradiation techniques using external beams in 3D and 4D techniques: intensity-modulated radiation therapy (IMRT), volumetric modulated arc therapy (VMAT), stereotactic radiosurgery (SRS) and stereotactic radiation therapy (SRT) with a gamma knife or CyberKnife, image-guided radiotherapy (IGRT) using CBCT or MRI, proton therapy as well as with sources introduced into the patient’s tissues in brachytherapy. Current trends in 3D dosimetry are also outlined.

2

Badanie mostków termometrycznych przy wykorzystaniu kalibratora RBC

Kur Katarzyna, Burcon Emil, Kozicki Marek, Kowal Aleksandra, Dobosz Justyna, Manuszkiewicz Henryk

Metrologia i Probiernictwo : biuletyn Głównego Urzędu Miar

|

2022

|

nr 1 (28)

17--20

PL

Międzynarodowa Skala Temperatury z 1990 roku definiuje punkty stałe oraz liczbowe wartości ich temperatury. Dla zakresu temperatury, od punktu potrójnego wodoru w równowadze do punktu krzepnięcia srebra, jako termometry interpolacyjne stosuje się platynowe czujniki termometru rezystancyjnego (SPRT). W tego typu czujnikach do pomiaru temperatury wykorzystuje się zmianę rezystancji czujnika zależną od zmiany temperatury. Wartości temperatury definicyjnych punktów stałych MST-90 określane są z błędem do 0,1 mK. Osiągnięcie takiej dokładności pomiaru temperatury wymaga pomiaru rezystancji termometru platynowego z błędem nie większym niż 10 µΩ w całym zakresie jego stosowalności. Dokładność realizacji skali temperatury w dużej mierze zależy od dokładności pomiaru rezystancji. W pracy przedstawione są wyniki związane z wyznaczeniem błędów pomiaru mostków termometrycznych.

EN

The International Temperature Scale of 1990 defines temperature fixed points and their numerical values. For the temperature range from the triple point of equilibrium hydrogen to the freezing point of silver, standard platinum resistance thermometers (SPRT) are used as interpolation instruments. In this type of thermometers, the temperature measurement is based on the change of sensor resistance which is dependent of the change of temperature. The temperature values of the ITS-90 fixed points are specified with the error of 0,1 mK. Achieving such an accuracy requires the error of thermometer resistance measurement not worse than 10 µΩ in its entire temperature range. The accuracy of the temperature scale realization depends largely on the accuracy of resistance measurement. This paper presents the results of determination of the measure ment errors of thermometry Bridges.

3

A Method of 1D UVC Radiation Dose Measurement using a Novel Tablet Dosimeter

Sąsiadek Elżbieta, Kozicki Marek

Autex Research Journal

|

2020

|

Vol. 20, no. 2

140--147

EN

In this work, a method for the measurement of one-dimensional (1D) UV radiation dose is described. It comprises a new tablet dosimeter that measures the dose using reflectance spectrophotometry. The tablet dosimeter elaborated is a solid structure with a cylindrical form and has been manufactured with polycaprolactone (PCL) doped with a representative of tetrazolium salts: 2,3,5−triphenyltetrazolium chloride (TTC). The PCL used makes the dosimeter biodegradable and therefore proecological. The TTC dopant is distributed uniformly in the whole PCL tablet, and the whole tablet changes color to red under UVC irradiation. The intensity of this color increases if the PCL–TTC tablet absorbs higher doses. The color of the tablet is stable for at least 30 days after irradiation. It is proposed that the PCL-TTC tablet be used for measurement with reflectance spectrophotometry in order to determine the reflectance of light versus the absorbed dose in a fast and easy manner. On this basis, the PCL-TTC tablet could be characterized by providing information on its dose range, which amounted to 0–2 J/cm2. Moreover, other parameters were derived, such as dose sensitivity, quasilinear dose range, and dose threshold. The morphology of the tablets studied using scanning electron microscopy revealed their high porosity, which however did not influence the reflectance measurements with the aid of the chosen instrument. UVC irradiation at a dose (15 J/cm2) much above the PCL-TTC tablets’ dose range did not alter the morphology of the tablets. The PCL-TTC tablet read with reflectance spectrophotometry is shown to be a promising and fast method for 1D UV dose measurements.