Referansedosimetri for protonterapi

Transkript

1 Referansedosimetri for protonterapi Hans Bjerke Værnes,

2 Oversikt 1. Helsepolitikk og vitenskap 2. Norsk satsing i kjernefysikk historisk perspektiv 3. Definisjoner, z ref, R p, SOBP, R res, RBE 4. Anbefalt dosimetriprotokoll TRS 398 fra IAEA 5. Primærnormaler, fantommaterialer, 6. EURAMET forskning MetrExtRT og BioQuaRT a. WP3: Reference for dosimetry with scanned proton and carbon ion beams: consistency and traceability (Hadron therapy) 7. Nordisk dosimetrisamarbeid 8. ICRU 78 Prescribing, Recording, and Reporting Proton-Beam Therapy 9. Konklusjoner 10. Referanser

3

4 Trender i overlevelse etter kreft (NORDCAN)

5 Skal vi lage oss sånne protonsenter?

6 Hva er referansedosimetri for protoner?

7 IAEA TRS formalisme Q 0 er Co-60. Altså: Strålevernet vil kalibrere kamre fortsatt også for protoner k Q,Qo ( ) finnes for alle vanlige kamre Anbefalt kammer er Roos, men FC65-G også grei å måle med

8 Referanseforhold

9 k Q,Qo for noen kamre Farmer kammer k Q,Qo ~ 1,040 Roos k Q,Qo = 1,001

10 IAEA TRS 398 Excel ark User: Worksheet for the determination of the absorbed dose to water in a proton beam Date: 1. Radiation treatment unit and reference conditions for D w,q determination Proton therapy unit: Nominal energy: MeV Nominal dose rate: MU min -1 Practical range, R P : g cm -2 Reference phantom: water Width of the SOBP: g cm -2 Reference field size: cm x cm Reference SSD: cm Reference depth z ref : g cm -2 Beam quality, Q(R res ) : g cm Ionization chamber and electrometer Ion. chamber model Serial No.: pp Chamber wall material: PMMA thickness: 0,118 g cm -2 Waterproof sleeve material: thickness: g cm -2 Phantom window material: thickness: g cm -2 cyl Absorbed-dose-to-water calibration factor Calibration quality Q 0 : Co-60 N D,w Gy/nC Gy/rdg Reference conditions for calibration P 0 : 101,3 kpa T 0 : 20,0 C Rel. humidity: 50 % Polarizing potential V 1 : 300 V +ve -ve corrected for polarity effect

11 w-verdi i luft for protoner (w air ) p = 34,2 J/C (±0,4%) (w air ) Co-60 = 33,97 J/C (±0,32%)

12 Hva lager Braggtoppen? Bethes formel beskriver stoppeevne for materialet eller energitap per lengdeenhet

13 Paul Scherrer Institut (PSI)

14

15 Primærnormaler

16 Høyt under taket!

17 «Referansefelt» ved PSI i Sveits «Referanseboks»: 8 x 8 x 8 cm 3 i vannfantom dose: 4,5 Gy Den første bakerste toppen følges av mange mindre topper med lavere energi

18 Primærnormaler

19

20

21 Plasic Water (PW), Plasic Water Diagnostic Therapy (PWDT) and solid water (WT1) Når korreksjoner er utført er fluenskorreksjon 0% for 60 MeV og 1% for 200 MeV protoner

22 R / Ohm General application of water calorimetry (3) scanned 12 C ion beam (280 MeV/u) GSI Darmstadt depth 50 mm spot size ~ 9 mm; raster ~ 4 mm spots (~5 cm 5 cm) each spot ~30 ms (~1 Gy/s) 12-times repeated ~ 120 s ~ 2.4 Gy t / s H.-M. Kramer and A. Krauss, EURAMET Contact Person's Meeting, Paris, October

23 EURAMET MetrExtRT

24 EURAMET MetrExtRT WP3

25 LNHB grafitt kalorimeter

26 LNHB vannkalorimeter

27 Kalorimeter på NPL

28

29 Tissue equivalent proportional counters (TEPC)

30

31

32

33

34

35

36 For 45 år siden.

37 Nordisk dosimetrimøte Folk fra SSDL møtes hvert år. Statens institut for strålehygiejne (SIS) Danmark Statens stråskyddsmyndighet (SSM) Sverige Strålsäkerhetscentralen (STUK) Finland Geislavarnir rikisins (GR) Island I år vil protondosimetri stå på programmet (20. og 21. mai) Doktorgradsstudent på SSM. Jeg holder dette foredraget for dere STUK er med i MetrExtRT (EURAMET) I tillegg vil Strålevernet arrangere EURAMETs årlig møte i teknisk komité for ioniserende stråling (TC-IR) i Oslo i oktober

38 Konklusjon Mye god naturforståelse i dosimetri!! Norske universiteter har prioritert feil ved å satse på partikkelforskning (CERN). (Kjekt å ha) Litt over 40 hadronterapisentre har behandlet under pasienter Skandionklinikken (Uppsala) tar sikte på 1000 pasienter per år St Olavs behandler litt over 1000 pasienter per år (4 linacer) Protonterapi kan flytte kreftoverlevelsen enda noen prosent mot 100%. Politisk beslutning Referansedosimetri for protoner blir etablert med Strålevernets Co-60 kalibrering og protokoll TRS 398, k Q

39 Referanser 1. IAEA Practice, Absorbed Dose Determination in External Beam Radiotherapy: An International Code of Practice for Dosimetry based on Standards of Absorbed Dose to Water (TRS-398) (2000) 2. ICRU Report 78. Prescibing, Recording, and Reporting Proton-Beam Therapy (2007) 3. ICRU Report 37. Stopping powers for electrons and positrons. (1984) 4. Gagnebin et al. Experimental determination of the absorbed dose to water in a scanned proton beam using a water calorimeter and ionisation chamber. Nuclear instruments and methods in physics research B. 268 (2010) Dan Jones. The w-value in air for proton therapy beams. Radiation physics and chemistry. 75 (2006) Suaiti et al. Water equivalence of some plastic-water phantom materials for clinical proton beam dosimetry. Applied Radiation and isotopes. 70 (2012) Carl A. Calrlsson and Gudrun Alm Carlsson. Proton Dosimetry: Measurement of depth doses from 185-MeV protons by means of thermoluminescent LiF. Radiation research 42 (1970) De Vera et al. Water equivalent properties of materials commonly used in proton dosimetry. Applied radiation aand isotopes. 83 (2014) Bioquart MetrExtRT.