Transcript Dozymetria i optymalizacja radioterapii. Kierunki badań

Realizowane kierunki badawcze w
centrum Onkologii-Instytucie
w Warszawie
Paweł Kukołowicz
Zakład Fizyki Medycznej
Warszawa
Zespół i organizacja

Zakład Fizyki Medycznej

50 pracowników




Pracownia Dozymetrii
Pracownia Planowania Leczenia
Pracownia Fizycznych Podstaw Diagnostyki
Obrazowej


około 20 osób podejmuje zadania badawcze
grupa realizująca projekt badawczy z zakresu
medycyny nuklearnej
Laboratorium Wtórnych Wzorców
Dozymetrycznych
2/38#
Ogólna charakterystyka
pracy badawczej

Prace badawcze

mają głównie charakter aplikacyjny

ściśle związany z zakresem realizowanych



realizowanych badań diagnostycznych
podejmowanych procedur terapeutycznych
Możliwości współpracy wynikają głównie z
„unikalnych” umiejętności innych zespołów
badawczych

ciekawe badania są podejmowane na styku różnych
dziedzin
Prace badawcze

Te wszystkie prace, których wyniki mogą
być opublikowane w recenzowanych
czasopismach fachowych traktuję,
jako prace badawcze
Diagnostyka obrazowa

Detektory cyfrowe

Optymalizacja
parametrów ekspozycji
(w mammografii z
detektorem cyfrowym)
“Comparison of Individual Doses During Mammography
Screening Examinations with Screen – Film and DR
Systems and Optimization Attempts of Exposure
Parameters”, 2012, INTECHWEB.ORG, p.109-132,
E. Fabiszewska, K. Pasicz, I. Grabska, W. Bulski,
W. Skrzyński
Diagnostyka obrazowa


Dawki w rentgenowskiej tomografii
komputerowej
Praca złożona do Physica Medica

Measurement-based model of a wide-bore CT
scanner for Monte Carlo dosimetric calculations
with GMCTdospp software, 2014, Witold
Skrzyński

Współpraca z grupami, które opanowały metody Monte
Carlo
Terapia promieniowaniem
jonizującym

Kontrola jakości

Kompleksowy System Weryfikacji i Monitorowania
Radioterapii Wiązkami Zewnętrznymi


wniosek złożony od dofinansowanie projektu w ramach
programu badań stosowanych
Współpraca

NCBJ, OptiNav Sp. z o.o., Centrum Onkologii,
Politechnika Warszawska, UJP Hitec Systems Spółka
Akcyjna

Paweł Kukołowicz, Anna Zawadzka
Kompleksowy System Weryfikacji i
Monitorowania Radioterapii Wiązkami
Zewnętrznymi

Rozbudowane przedsięwzięcie,
którego celem jest


skonstruowanie systemu
optycznego do weryfikacji i
monitorowania radioterapii
wiązkami zewnętrznymi na
bazie urządzenia zbudowanego
przez OptiNav dla celów
monitorowania operacji
rekonstrukcyjnych
wdrożenie elementów
przewidujących zmiany
położenia ciała na podstawie
zmian położenia zewnętrznych
punktów anatomicznych
Terapia promieniowaniem jonizującym.
Weryfikacja dokładności obliczeń
systemów planowania leczenia

Dosimetric inter-institutional comparison in
European radiotherapy centres: Results of
IAEA supported treatment planning system
audit, Acta Oncologica, 2014

Uczestniczą Krzysztof Chełmiński,
Wojciech Bulski

Realizując ten kierunek badane są różne detektory z
punktu widzenia ich przydatności do kontroli systemów
planowania leczenia
Terapia promieniowaniem jonizującym.
Optymalizacja rozkładów dawki
w sensie Pareto

Współpraca z Polską Akademią Nauk


Prof. Ignacy Kaliszewski
Celem projektu jest opracowanie i wdrożenie kodu
do optymalizacji wielokryterialnej (w sensie
Pareto)

projekt został rozpoczęty w ubiegłym roku

Anna Zawadzka, Paweł Kukołowicz
Terapia promieniowaniem jonizującym.
Terapia łukowa

Najbardziej zaawansowany typ terapii
realizowanej z użyciem promieniowania X

najciekawsze badania są prowadzone w zakresie
wykorzystania tej terapii do napromieniania
całego ciała przed przeszczepem szpiku

badanie te prowadzi grupa z Wawelskiej

Anna Zygmuntowicz-Piętka, Anna Semaniak,
Ryszard Dąbrowski, Marzena Morawska-Kaczyńska
Terapia promieniowaniem jonizującym.
Medycyna nuklearna

Optymalne kolimatory dla obrazowania funkcjonalnego
w medycynie nuklearnej
 Grant Wellcome Trust (International Senior Research Fellowship in
Basic Biomedical Science)

Krzysztof Kacperski - kierownik

Jakub Pietrzak

Dominika Świtlik

Marek Cieślar
Optymalne kolimatory
•
•
•
Z pola promieniowania w polu widzenia wybiera
projekcje w przybliżeniu równoległe
Typowa czułość – 10-4 (1 na 10000 fotonów g)
Podstawowy kompromis: czułość – zdolność
rozdzielcza:
 Wysoka rozdzielczość
 Niska czułość
 wysoka czułość
 niska rozdzielczość
Cel projektu: znalezienie kolimatora zapewniającego optymalny kompromis między czułością i
zdolnością rozdzielczą dla różnych typów obrazowania (np. guzy nowotworowe, perfuzja mięśnia
sercowego, perfuzja płuc) przy zastosowaniu statystycznych metod rekonstrukcji z modelowaniem
odpowiedzi kolimatora.
•
Lepszą jakość obrazu uzyskuje się dla
kolimatorów o czułości kilkakrotnie
wyższej od używanej obecnie (kolimatory
LEHR)
Kolimator
30 min.
10 min.
•
•
•
Skrócenie czasu skanowania (o czynnik
rzędu 3)
Zmniejszenie dawki promieniowania
Zachowanie lub poprawa jakości obrazu
HR
12
6HR
SNR (najmniejszy guz)
10
8
6
10 min.
30 min.
4
2
•
•
0
0.00
5.00
10.00
Rozwijanie narzędzi do szybkich statystycznych
czułość kolimatora
algorytmów rekonstrukcji: implementacja na GPU
Przyspieszenie obliczeń o czynnik rzędu 100 w stosunku do CPU
15.00
Inne projekty

Współpraca z Uniwersytetem Warszawski,
Wydziałem Fizyki

Prace magisterskie (w tym roku 3 prace)

Dr Beata Brzozowska wraz ze studentami

Przykład tematu

Edyta Dąbrowska
 Wpływ rotacji gruczołu krokowego na dawki
w objętości tarczowej.

Dziękuję za uwagę!