Pořízení datového souboru pro zadání zdroje ionizujícího záření (lineární urychlovač) do výpočetního systému DIAMOND

Martin KRÁKORA

Bachelor's thesis

Linear Accelerator Input Beam Data Collection for DIAMOND Calculation Systém Setup

Abstract:

V první kapitole teoretické části mé bakalářské práce jsem se věnoval tématu radioterapie obecně a také její historii. Radioterapii je mladý medicínský obor, který léčí zhoubná i nezhoubná onemocnění pomocí ionizujícího záření. Její počátky můžeme zařadit na začátek 20. století, kdy německý fyzik Wilhelm Conrad Rontgen objevil paprsky X. Tyto paprsky se začaly využívat k léčbě nádorových onemocnění a roku 1896 byl popsán první případ, kdy došlo k vyléčení nádoru pomocí těchto paprsků. Druhá kapitola je věnována rozdělení radioterapie její klinické aplikaci. Radioterapii dělíme na kurativní (radikální) radioterapii, která je primární volbou při léčbě nádorů a cílem této metody je nádor zcela vymýtit a pacienta vyléčit. Dalším druhem radioterapie je adjuvantní. Je to "zajišťovací" metoda, která se indikuje v případě, kdy předpokládáme, že pacient má v těle stále mikroskopické zbytky nádoru. Existuje také neodjuvatní radioterapie, tzv. předoperační. Aplikuje se před léčebným výkonem, kdy je zapotřebí nádor zmenšit. Další klinicky aplikovanou radioterapií je radioterapie s paliativním záměrem. Tato léčba je indikována pacientům, jejichž onemocnění je nevyléčitelné a slouží k odstranění nebo zmírnění symptomů. Posledním druhem je nenádorová radioterapie. Tato metoda léčby se využívá pro nenádorová onemocnění a je vždy až poslední metodou volby. V další kapitole je rozebráno téma radioterapeutické ozařovače. Mezi tyto přístroje patří simulátor, který slouží k simulaci ozařovacího plánu a je velice důležitý pro plánování a kontrolu v radioterapii. Nejvíce využívanými přístroji k ozařování jsou lineární urychlovače. Tyto urychlovače při ozařování využívají vysokoenergetický svazek fotonů nebo elektronů. Dalšími používanými přístroji v radioterapii jsou kobaltové a cesiové ozařovače. Zdrojem kobaltového ozařovače je kobalt Co60 a zdrojem cesiového ozařovače cesium Cs137. Ve čtvrté kapitole jsem se věnoval plánování v radioterapii. Při plánování vzniká ozařovací plán, který musí být schválen lékařem. Tento plán je schválen v případě, když vznikne taková kombinace ozařovacích polí, kdy je dosaženo co nejpřesnější pokrytí cílového objemu požadovanou dávkou a zároveň jsou co nejvíce šetřeny zdravé tkáně a orgány. V této kapitole jsem zmínil také téma fantomů, které jsou velice důležité při plánování v radioterapii, a také jsem je využíval v praktické části mé práce při měření. Kapitola pátá je věnována ozařovacím technikám v radioterapii. Jsou zde popsány všechny základní techniky, které se využívají při ozařování ozařovací technika 1 pole, která je nejjednodušší, poté technika 2 polí tj. technika kontralaterální, konvergentní nebo tangenciální. Dále ozařovací technika 3 polí technika T a Y a také technika 4 polí technika BOX a křížový oheň. Nejsložitější techniky jsou z pěti a více polí, u kterých je využívána trojdimenzionální konformní radioterapie. V poslední kapitole jsem popisoval jednotlivé plánovací systémy, které jsou na onkologickém oddělení Nemocnice České Budějovice a.s., a s jejichž pomocí jsem dosáhl cíle své praktické části bakalářské práce. Mezi tyto plánovací systémy patří program Mephysto mc2, Diamond a Eclipse. V praktické části mé bakalářské práce jsem prováděl nezávislé měření, na jehož základě byla potvrzena i hypotéza: "Postupem podle metodiky ad 4. lze zkrátit dobu měření parametrů svazků ionizujícího záření lineárního urychlovače pro jeho zadání do výpočetního systému DIAMOND." Cílem mé práce bylo pořídit datové soubory pro zadání zdroje ionizujícího záření (lineární urychlovač) do

Abstract:

výpočetního systému DIAMOND. Tohoto cíle jsem dosáhl a datové soubory jsou v kapitole Výsledky (celá verze je přidána k mé práci na CD).

Abstract:

The first chapter of the theoretical part of my bachelor's thesis is focused on the theme of radiotherapy in general as well as to its history. Radiotherapy is a young medical field which treats both malignant and non-malignant diseases by ionizing radiation. The roots of this discipline go back to the beginning of the 20th century, when German physicist Wilhelm Conrad Rontgen discovered X-rays. These rays started to be used in the treatment of tumorous diseases; the first case of tumour elimination by these rays was described in 1896. The second theoretical chapter outlines the types of radiotherapy and their clinical applications. The first type of radiotherapy is curative (radical), which is the primary choice for treatment of tumours, with the aim to eradicate the tumour completely and cure the patient. Another type of radiotherapy is adjuvant. This is a "securing" method, indicated in case of assumption that there are still microscopic tumour remains in the patient's body. There is also neoadjuvant radiotherapy, so-called preoperative. It is applied before the medical procedure when it is necessary to reduce the size of the tumour. Another clinically applied type is radiotherapy with palliative intent. This treatment is indicated to patients whose disease is incurable and serve to remove or alleviate the symptoms. The last type is non-tumorous radiotherapy. This method of treatment is used for non-tumorous diseases and it is always the method of the last resort. The following chapter discusses the theme of radiotherapeutic irradiator. These devices include simulator which simulates the irradiation plan and is very important for planning and control in radiotherapy. Linear accelerators are the most often tools used for irradiation. These accelerators use high-frequency beam of photons or electrons for irradiation. Other devices used in radiotherapy include cobalt and cesium irradiators. The fourth chapter deals with planning in radiotherapy. Irradiation plan, which must be approved by a doctor, is put together in the process of planning. This plan is approved in case when the created combination of irradiation fields achieves the most accurate covering of the target volume by a required dose, and at the same time healthy tissues and organs are spared as much as possible. This chapter also mentions the theme of phantoms that are very important for planning in radiotherapy. Phantoms were also used during the measurement within the practical part of the thesis. The fifth chapter is devoted to irradiation techniques used in radiotherapy. All basic techniques used for irradiation are described here one-field irradiation technique, which is the simplest one, two-field irradiation, i.e. contralateral, convergent or tangential techniques. Also three-field irradiation technique the T and Y techniques, as well as the four-field technique BOX and Crossfire techniques. The most complex techniques include five and more fields where three-dimensional conformational radiotherapy is used. The last chapter describes individual planning systems used at the Department of Oncology of České Budějovice Hospital, with which the objectives of the practical part of the bachelor's thesis were achieved. These planning systems include Mephysto mc2, Diamond and Eclipse programs. Independent measurements were carried out within the practical part of the bachelor's thesis, on the basis of which the following hypothesis was confirmed: "A procedure implemented in compliance with methodology No. 4 can shorten the time of measuring of parameters of ionizing radiation beams from linear accelerator to be entered into the DIAMOND computing system." The aim of the thesis was to get data files for entering the source of ionizing radiation (linear accelerator) into the DIAMOND computing system. This objective was achieved and the respective data files are presented in the chapter of Results (the whole version is attached to this thesis on a CD).

Keywords

Radioterapie, Lineární urychlovač, Fantom, Plánovací systém, Mephysto mc2, DIAMOND

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 8. 2017

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Petr Berkovský

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Health and Social Studies

Bachelor programme / field:
Specialization in Health Service / Radiological Assistant