Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fizyk medyczny w zakresie radiodiagnostyki i radiologii zabiegowej – kurs organizowany na Uniwersytecie Śląskim w Katowicach

Cholewka Armand, Ślosarek Krzysztof, Klimas Aleksandra, Kidoń Joanna

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2023

|

Vol. 12, nr 1

5--8

PL

Fizyka medyczna w Uniwersytecie Śląskim ma już niemal trzydziestoletnią historię. Początkowo była to specjalność na kierunku fizyka, którą z czasem przekształcono w kierunek fizyka medyczna. To wchodzące do polskiego prawa wymogi prawne, które zaczęły obowiązywać po wejściu Polski do Unii Europejskiej, wymusiły niejako przekształcenie specjalności w kierunek fizyka medyczna, na którym realizowano kilka specjalności o tematyce i treściach kształcenia odpowiadającym wymogom unijnym.

2

Zastosowanie termowizji w radioterapii raka piersi

Baic Agnieszka, Plaza Dominika, Lange Barbara, Stanek Agata, Ślosarek Krzysztof, Cholewka Armand

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2022

|

Vol. 11, nr 4

301--304

PL

Projekt „Zastosowanie obrazowania termicznego w radioterapii nowotworów” został przeprowadzony w Narodowym Instytucie Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie oddział w Gliwicach we współpracy z Instytutem Inżynierii Biomedycznej UŚ. Celem pracy badawczej było wykazanie przydatności obrazowania w podczerwieni do kontroli pacjentek leczonych radioterapią z powodu zdiagnozowanego nowotworu piersi. Badaniu poddano kilka grup pacjentek. Pierwszą z nich stanowiły pacjentki w trakcie radioterapii, drugą grupę pacjentki po zakończonym leczeniu radioterapeutycznym, natomiast trzecią grupę kobiety zdrowe. Uzyskane wyniki pozwalają potwierdzać, że zastosowanie termowizji w kontroli pacjentek w trakcie i po zakończeniu leczenia radioterapią może dostarczyć dodatkowych informacji na temat odpowiedzi chorych na leczenie po pochłonięciu dawki promieniowania. Dzięki temu, że jest to technika nieinwazyjna, pozwala ona również monitorować zmianę tych procesów w czasie. Obecnie nie ma dostępnych metod, które pozwalałyby na obiektywną ocenę odczynu popromiennego, dlatego zaproponowana metoda wydaje się być przydatna w codziennej praktyce klinicznej.

EN

The project “Application of thermal imaging in cancer radiotherapy” was carried out at the National Institute of Oncology. Maria Skłodowskiej-Curie branch in Gliwice in cooperation with the Institute of Biomedical Engineering of the University of Silesia. Several groups of patients were examined: patients undergoing radiotherapy, patients after treatment, and women without diagnosed breast cancer. The obtained results seem to confirm that the use of thermal imaging in the control of patients during and after treatment, radiotherapy may provide additional information on the patients’ response to treatment after absorbing a radiation dose. Due to the fact that it is a non-invasive technique, it also allows you to check how these processes change over time. Currently, there are no available methods that would allow an objective assessment of the radiation reaction, therefore the proposed method seems to be useful in everyday clinical practice.

3

Technika FLASH – nowe możliwości radioterapii

Ślosarek Krzysztof

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2022

|

Vol. 11, nr 4

279--282

PL

Technika napromieniania z mocą dawki rzędu 100 Gy/s została nazwana techniką FLASH. Wiązką promieniowania mogą być fotony, protony, elektrony, jony. Każdy z rodzajów promieniowania będzie wymagał różnych akceleratorów, ale wspólnym mianownikiem jest moc dawki, bardzo duża jak na obecne standardy obowiązujące w praktyce klinicznej radioterapii. Duża moc dawki wywołuje nieznane dotychczas efekty radiobiologiczne związane z oddziaływaniem promieniowania jonizującego z materią. Prawdopodobnie po raz pierwszy można powiedzieć, że istnieje różnica w odpowiedzi komórek nowotworowych i zdrowych na promieniowanie jonizujące. To daje nadzieję, ale również, stawia przed fizykami, radiobiologami i lekarzami wyzwania, nowe problemy do rozwiązania. Metody pomiaru dawki, jej rozkładu muszą być dostosowane do dużych mocy dawek. Pod uwagę bierze się detektory mierzące ładunek elektryczny, detektory chemiczne czy też luminescencyjne. Pojawiły się pierwsze rozwiązania z komorami jonizacyjnymi typu Markus. Systemy planowania leczenia muszą uwzględniać nie tylko efekty fizyczne, ale również radiobiologiczne. Radiobiolodzy muszą znaleźć jednoznaczną odpowiedź na pytanie, jakie zjawiska są odpowiedzialne za różnice w odpowiedzi komórek nowotworowych i zdrowych na promieniowanie jonizujące wysokiej mocy dawki. A lekarze muszą ponownie zdefiniować wartość dawek tolerancji i terapeutycznych, uwzględniając jednorazowe podanie dawki w bardzo krótkim czasie. Nie ulega jednak wątpliwości, że metoda FLASH w radioterapii to zupełne nowe podejście do radioterapii, powiew świeżości.

EN

The technique of irradiation with a dose rate of 100 Gy / sec has been called the FLASH technique. The following types of radiation may be used in FLASH therapy: photons, protons, electrons, and ions. Each type of radiation will require different accelerators, but the common denominator is the dose rate, which is very high compared to the current standards in clinical radiotherapy practice. The high dose rate causes previously unknown radiobiological effects related to the interaction of ionizing radiation with matter. Perhaps, for the first time, it can be said that there is a difference in the response of cancer cells and healthy cells to ionizing radiation. This is very promising, but it also generates new challenges and problems for physicists, radiobiologists and doctors that need to be solved. The methods of measuring the dose and its distribution must be adapted to high dose rates. Detectors that measure electric charge, chemical and luminescent detectors are considered. The first solutions with Markus ionization chambers appeared. Treatment planning systems must take into account not only physical but also radiobiological effects. Radiobiologists must find an unambiguous answer to the question of what phenomena are responsible for the differences in the response of neoplastic and healthy cells to high dose ionizing radiation. Doctors have to redefine the value of the tolerance and therapeutic doses, taking into account a single dose administration in a very short time. There is no doubt, however, that the FLASH method in radiotherapy is a completely new approach to radiotherapy, a breath of fresh air.

4

Proces specjalizacji fizyków medycznych w Polsce na tle pozostałych krajów unijnych

Winiecki Janusz, Piotrowski Tomasz, Ślosarek Krzysztof

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2022

|

Vol. 11, nr 1

15--18

PL

Status fizyka medycznego, rozumianego jako przedstawiciela jednej z profesji medycznych, jest w Europie bardzo zróżnicowany, czego dowodzą nie tylko nasze osobiste obserwacje, ale także badania poczynione w ostatnim czasie przez EFOMP (European Federation of Organisations for Medical Physics) [1-3].

5

Uncertainties in the measurement of relative doses in radiotherapy

Buliński Krzysztof, Kuszewski Tomasz, Wnuk Katarzyna, Braziewicz Janusz, Ślosarek Krzysztof

Polish Journal of Medical Physics and Engineering

|

2021

|

Vol. 27, Iss. 1

1--9

EN

Both the measurement of the dose and the measurement of its distribution, like any other measurements, are subject to measurement uncertainties. These uncertainties affect all dose calculations and dose distributions in a patient’s body during treatment planning in radiotherapy. Measurement uncertainty is not a medical physicist's error, but an inevitable element of their work. Planning the dose distribution in a patient’s body, we often try to reduce it in the volume of critical organs (OaR - Organ at Risk) or increase the minimum dose in the PTV region by a few percent. It is believed that the measurement uncertainty should be taken into account in these calculations at the stage of treatment planning. The paper presents the method of calculating the measurement uncertainty for different physical quantities in radiotherapy as percentage depth dose, profile function and output factor, due to the fact that these quantities have a particular impact on the calculated dose distributions in a patient’s body. The uncertainties that must be taken into account in planning treatment the planned dose per fraction and real in PTV, maybe different up to 4%.

6

Przeciwzapalne napromienianie płuc chorych na COVID-19

Sroka Łukasz, Gądek Adam, Dolla Łukasz, Radwan Michał, Rutkowski Tomasz, Ślosarek Krzysztof

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2021

|

Vol. 10, nr 2

93--96

PL

W pracy przedstawiono metodę napromieniania płuc pacjentów chorych na COVID-19. Wszelkie badania obrazowe, wymagane do zrealizowania radioterapii, są wykonywane na akceleratorze liniowym. Zastosowany plan leczenia jest planem 2D, natomiast rozkład dawki 3D otrzymuje się w oparciu o badanie tomografii stożkowej CBCT (Cone Beam Computed Tomography) wykonywane po napromienieniu pacjenta. Po tym badaniu pacjent może opuścić szpital. Celem takiego sposobu napromienienia jest skrócenie czasu pobytu pacjenta w placówce oraz ograniczenie jego kontaktu z personelem do niezbędnego minimum. W czasie napromienienia pacjenta mierzona jest mapa fluencji. Cały proces jest wykonywany z zachowaniem wszystkich procedur QA oraz zasad ochrony epidemiologicznej. Całość leczenia jest dokumentowana w postaci elektronicznej, jak i papierowej, generowanej na podstawie planu 3D.

EN

The paper presents a method of lung irradiation in COVID-19 patients. All imaging tests required for radiotherapy are performed on a linear accelerator. The treatment plan used is a 2D plan, while the 3D dose distribution is based on the Cone Beam Computed Tomography (CBCT) scan performed after the patient’s irradiation. After this examination, the patient can leave the hospital. The purpose of this method of irradiation is to shorten the patient’s stay in the facility and to limit his contact with the staff to the necessary minimum. During the irradiation of the patient, the fluency map is measured. The entire process is carried out in compliance with all QA procedures and the principles of epidemiological protection. The entire treatment is documented in electronic and paper form, generated on the basis of a 3D plan.

7

Porównanie weryfikacji dozymetrii portalowej EPID i RadCalc dla planów leczenia prostaty metodą VMAT

Gądek Adam, Plaza Dominika, Sroka Łukasz, Reudelsdorf-Ullmann Marta, Ślosarek Krzysztof

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2021

|

Vol. 10, nr 6

447--449

PL

Celem badania jest ocena przydatności wybranych metod weryfikacji planów leczenia jako wymagany element procesu zachowania jakości w radioterapii. Wykonano plany leczenia dla dziesięciu pacjentów leczonych techniką VMAT o maksymalnym potencjale przyspieszającym 6 MV. Następnie przeprowadzono weryfikację dozymetryczną na akceleratorze za pomocą portalu EPID i porównano z wynikami obliczeń niezależnego oprogramowania RadCalc. Porównując wyniki weryfikacji otrzymane przez dwie niezależne metody, stwierdzono, iż dla tej lokalizacji leczenia możliwe jest ich zamienne używanie.

EN

The aim of the study is to assess the suitability of selected methods of treatment plan verification as a required element of the quality maintenance process in radiotherapy. Treatment plans were made for ten patients treated with VMAT with a maximum potential accelerator of 6MV. Then, dosimetric verification was carried out on the accelerator using the EPID portal and the results from the calculations of the independent RadCalc software were compared. By comparing the results of the verification obtained by two independent methods, it was found that for this treatment location they could be used interchangeably.

8

Synthetic CT in assessment of anatomical and dosimetric variations in radiotherapy - procedure validation

Grządziel Aleksandra, Gądek Adam, Bekman Barbara, Wendykier Jacek, Ślosarek Krzysztof

Polish Journal of Medical Physics and Engineering

|

2020

|

Vol. 26, Iss. 4

185--192

EN

Introduction: One of many procedures to control the quality of radiotherapy is daily imaging of the patient's anatomy. The CBCT (Cone Beam Computed Tomography) plays an important role in patient positioning, and dose delivery monitoring. Nowadays, CBCT is a baseline for the calculation of fraction and total dose. Thus, it provides the potential for more comprehensive monitoring of the delivered dose and adaptive radiotherapy. However, due to the poor quality and the presence of numerous artifacts, the replacement of the CBCT image with the corrected one is desired for dose calculation. The aim of the study was to validate a method for generating a synthetic CT image based on deformable image registration. Material and methods: A Head & Torso Freepoint phantom, model 002H9K (Computerized Imaging Reference Systems, Norfolk, USA) with inserts was imaged with CT (Computed Tomography). Then, contouring and treatment plan were created in Eclipse (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA, USA) treatment planning system. The phantom was scanned again with the CBCT. The planning CT was registered and deformed to the CBCT, resulting in a synthetic CT in Velocity software (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA, USA). The dose distribution was recalculated based on the created CT image. Results: Differences in structure volumes and dose statistics calculated both on CT and synthetic CT were evaluated. Discrepancies between the original and delivered plan from 0.0 to 2.5% were obtained. Dose comparison was performed on the DVH (Dose-Volume Histogram) for all delineated inserts. Conclusions: Our findings suggest the potential utility of deformable registration and synthetic CT for providing dose reconstruction. This study reports on the limitation of the procedure related to the limited length of the CBCT volume and deformable fusion inaccuracies.

9

Zastosowanie obrazowania termicznego w ocenie efektów radioterapii u pacjentek po mastektomii

Plaza Dominika, Baic Agnieszka, Lange Barbara, Stanek Agata, Szurko Agnieszka, Sieroń Karolina, Ślosarek Krzysztof, Cholewka Armand

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2020

|

Vol. 9, nr 4

277--280

PL

W niniejszej pracy skupiono się na termicznej ocenie efektów radioterapii u pacjentek po mastektomii. Otrzymane wyniki pokazały zarówno istotną różnicę w temperaturze obszaru leczonego i zdrowej piersi, jak i odpowiedź termiczną piersi nienaświetlanej, wskazując na wzrost temperatury tkanek zdrowych. Ponadto widać rozbieżności w odpowiedzi termicznej u pacjentek, co może być związane zarówno z indywidualną odpowiedzią organizmu na zastosowaną dawkę promieniowania, jak i w przypadku pacjentek po zakończeniu leczenia wskazywać na uruchomienie procesów regeneracyjnych tkanek.

EN

The main goal of the study was thermal evaluation of radiotherapy effects in patients after mastectomy. Obtained results showed significant differences between body temperature irradiated and the healthy one. Moreover, some temperature rise of healthy non-irradiated area has been obtained. There were also differences in thermal response between patients what may be explained by time of imaging – during therapy it will be connected strictly with irradiation dose absorbed but after therapy with tissue regeneration processed occurred after therapy.

10

Wirtualna radioterapia – nowe narzędzie w procesie edukacji fizyków medycznych

Buliński Krzysztof, Kuszewski Tomasz, Wnuk Katarzyna, Kędzierawski Piotr, Braziewicz Janusz, Ślosarek Krzysztof

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2020

|

Vol. 9, nr 3

153--158

PL

Fizyk medyczny to zawód, który wymaga umiejętności zastosowania metod fizyki w medycynie. Jeżeli dziedziną medycyny jest radioterapia, wówczas należy nauczyć się wykorzystania metod pomiarowych promieniowania jonizującego (dozymetria kliniczna) oraz informatyki (systemy planowania leczenia) w praktyce klinicznej. W procesie dydaktycznym wymagane jest wykorzystanie sprzętu medycznego, który jest w codziennym użytku. Pojawia się konflikt (pozorny), czy aparatura medyczna ma być wykorzystywana do celów edukacyjnych, czy też leczenia chorych. W okresie, kiedy informatyka i związana z nią technologia bardzo dynamicznie się rozwijają, kwestią czasu było pojawienie się wirtualnych akceleratorów, symulatorów. Rozwiązanie to bardzo ułatwia, z punktu widzenia organizacji pracy, proces szkolenia nie tylko fizyków medycznych, ale również lekarzy oraz elektroradiologów obsługujących aparaty terapeutyczne w radioterapii.

EN

Medical physicist is a profession that requires the ability to apply physics methods in medicine. If the field of medicine is radiotherapy, then you should learn how to use radiation measurement methods (clinical dosimetry) and computer science (treatment planning systems) in clinical practice. The teaching process requires the use of medical equipment that is in use daily. There is a conflict (an apparent one) whether medical equipment is to be used for educational purposes or for treating patients. In the period when IT and related technology is developing very dynamically, it was just the matter of time when virtual accelerators, simulators appear. In such virtual reality we can use these programs to move virtual accelerator’s gantry, collimator... This solution greatly facilitates, from the point of view of work organization, the training process not only of medical physicists, but also doctors and technicians in radiotherapy.

11

EPID – a useful interfraction QC tool

Klimas Aleksandra, Grządziel Aleksandra, Plaza Dominika, Bekman Barbara, Woźniak Bożena, Dolla Łukasz, Osewski Wojciech, Paściak Paweł, Wendykier Jacek, Ślosarek Krzysztof

Polish Journal of Medical Physics and Engineering

|

2019

|

Vol. 25, Iss. 4

221--228

EN

Biomedical accelerators used in radiotherapy are equipped with detector arrays which are commonly used to obtain the image of patient position during the treatment session. These devices use both kilovolt and megavolt x-ray beams. The advantage of EPID (Electronic Portal Imaging Device) megavolt panels is the correlation of the measured signal with the calibrated dose. The EPID gives a possibility to verify delivered dose. The aim of the study is to answer the question whether EPID can be useful as a tool for interfraction QC (quality control) of dose and geometry repeatability. The EPID system has been calibrated according to the manufacturer’s recommendations to obtain a signal and dose values correlation. Initially, the uncertainty of the EPID matrix measurement was estimated. According to that, the detecting sensitivity of two parameters was checked: discrepancies between the planned and measured dose and field geometry variance. Moreover, the linearity of measured signal-dose function was evaluated. In the second part of the work, an analysis of several dose distributions was performed. In this study, the analysis of clinical cases was limited to stereotactic dynamic radiotherapy. Fluence maps were obtained as a result of the dose distribution measurements with the EPID during treatment sessions. The compatibility of fluence maps was analyzed using the gamma index. The fluence map acquired during the first fraction was the reference one. The obtained results show that EPID system can be used for interfraction control of dose and geometry repeatability.

12

Wpływ algorytmów obliczających rozkłady dawek w radioterapii na prawdopodobieństwo miejscowego wyleczenia

Ślosarek Krzysztof, Stąpór-Fudzińska Małgorzata, Osewski Wojciech, Szlag Marta

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2019

|

Vol. 8, nr 1

27--32

PL

W planowaniu rozkładu dawki w radioterapii stosowane są różne algorytmy obliczające. Najprostsze z nich, stosowane od wielu lat, dają dobrą zgodność: obliczenia – pomiar, ale tylko w przypadku najprostszych modeli, np. w ośrodku o jednorodnej gęstości. Wraz z rozwojem technik obliczeniowych pojawiły się algorytmy, które uwzględniały coraz więcej zjawisk fizycznych oddziaływania promieniowania z materią. Różnice pomiędzy dawkami obliczonymi i zmierzonymi, dla bardzo wyrafinowanych sytuacji klinicznych, są coraz mniejsze, mieszczą się granicach niepewności metody. Czy zatem dokładność obliczeń może mieć wpływ na wyniki radioterapii? Aby odpowiedzieć na to pytanie, należy rozkłady dawek fizycznych połączyć z dawkami biologicznie równoważnymi i obliczyć prawdopodobieństwo miejscowego wyleczenia. Skorzystano z modelu liniowo-kwadratowego oraz modelu Poissona. Wykonane obliczenia wskazują, że istnieje wpływ algorytmu obliczającego na prawdopodobieństwo miejscowego wyleczenia. Jednak jest on uzależniony od lokalizacji guza nowotworowego. W sytuacji, kiedy różnice gęstości w napromienianej objętości nie są zbyt duże – najprostsze i najbardziej zaawansowane modele wyliczają podobne dawki, czyli nie wykazują wpływu na prawdopodobieństwo miejscowego wyleczenia. Jednak w sytuacji dużych różnic w gęstościach, prostsze modele mogą znacznie zafałszować rozkłady dawek, co przekłada się na TCP.

EN

In the radiotherapy treatment planning, different calculation algorithms are used. Can the accuracy of calculations affect the results of radiotherapy? Physical dose distributions should be combined with biologically equivalent doses and calculated the local control probability. The Linear-Quadratic model and the Poisson model were used. The dose calculations indicates that there is an effect of a computing algorithm on the local control probability. However, it depends on the location of the tumor. In the case of large differences in densities, more simple models can significantly distort dose distribution, which affects the TCP.