Dosisberechnung in der Computertomographie mittels Monte-Carlo Simulationen am Beispiel von Augenlinsen-Protektoren

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1 Dosisberechnung in der Computertomographie mittels Monte-Carlo Simulationen am Beispiel von Augenlinsen-Protektoren Boris Rudolfo Keil Philipps -Universität t Marburg IMPS FH-Gie Gießenen staff.uni-marburg.de

2 Überblick Motivation Linsenprotektoren Monte-Carlo Simulationen Ergebnisse Fazit Ausblick

3 Motivation Untersuchung von Strahlenschutzmitteln für r die Augenlinse: strahlensensibles Organ mittlere Dosis von bis zu 50 mgy pro Untersuchung [1] [2] Linsentrübung: 0,5-2 Gy [2] Schwellendosisrate von 0,1 Gy pro Jahr [2] Bei Kinder gilt nur die Hältfe der Schwellendosis [3] [2] [1] Hopper KD, et al. Radioprotection to the eye during CT scanning AJNR Am J Neuroradiol. 2001; 22: [2] Empfehlungen der Internationalen Strahlenschutzkommission 1990, ICRP Veröffentlichungen 60. Stuttgart, Jena, New York: Gustav Fischer Verlag, 1993 [3] Meriam GR et al. A clinical study of radiation cataracts and the relationship to dose. Am J Roentgenol Radium Ther Nucl Med. 1957; 77:

4 Motivation Monte-Carlo als Werkzeug zur Modellierung von Strahlungstransport National Resarch Council Kanada. EGS download:

5 Linsenprotektoren Alderson-RANDO Bi Protektor Bi/Sb/Gd/W-Protektor

6 Linsenprotektoren Bismut-Protektor: Dicke: 1,0 mm Bleigleichwert: 0,06 mm McLaughlin et al. Dose reduction to radiosensitive tissues in CT. Do commercially available shields meet the users' needs? Clin Radiol. 2004; 59: Hopper KD, et al. Radioprotection to the eye during CT scanning AJNR Am J Neuroradiol. 2001; 22: Heaney et al. A comparison of reduction in CT dose through the use of gantry angulationsor bismuth shields Australas Phys Eng Sci Med. 2006; 29:

7 Linsenprotektoren Bi/Sb/Gd/W-Protektor: Dicke: 0,375 mm Bleigleichwert: 0,125 mm Wulff J, Keil B. et al. Z Med Phys. 18, 19-26, 2008

8 Material und Methode TLD-Messungen am Rando-Alderson Alderson Phantom TLD-Messungen an einem homogenen Wasser- Phantom äquivalente Monte-Carlo Simulationen am Wasser- Phantom Definition von Dosisreduktion (relativ)

9 CT-Scanner & Scan-Parameter Klinischer Vierkanal-CT Somatom, Volume Zoom Plus 4, Siemens etabliert im Bereich der Medizinischen Physik Scan-Parameter 120 kv, 300 mas,, Schichtdicke: 5 mm, FOV: 208 x 208 mm²,, Matrix: 512x512, Scanzeit/Schicht: 1,5 s

10 Monte-Carlo Simulationen Paket [4,5] EGSnrc-Paket frei-verf verfügbarer code etabliert im Bereich der Medizinischen Physik flexible Definition von experimentellem Aufbau: Geometrie Strahlungsquellen etc. Entwicklung Applikation zur Simulation der CT-Untersuchung ctdospp [4] Kawrakow I. Accurate condensed history Monte Carlo simulation of electron transport. I. EGSnrc, the new EGS4 version. Med Phys. 2000; 27: [5] Kawrakow I. Accurate condensed history Monte Carlo simulation of electron transport. II. Application to ion chamber response simulations. Med Phys. 2000; 27:

11 Ergebnisse-TLD

12 Ergebnisse: TLD & MC Vergleich Messung vs. MC-Simulation

13 Ergebnisse Beispiel: KERMA

14 Einfluss auf Bildqualität Bismut-Protektor Bi/Sb/Gd/W-Protektor

15 Einfluss auf Bildqualität Häufigkeit (von 8 Radiologen) Bismut-Protektor Bi/Sb/Gd/W-Protektor

16 Fazit Monte-Carlo Simulation sehr gutes Werkzeug zur Dosisabschätzung Linsendosis kann bis zu 47% reduziert werden Protektorenvergleich: 25% bessere Schutzwirkung bei Bi/Sb/Gd/W-Legierung Beste Schutzwirkung: Augenausschluss aus Strahlungsfeld (Gantry( Gantry-Kippung)

17 Ausblick Simulation basierend auf Patientenstudien individuelle Berechnung Uterusdosis bei Schwangeren Optimierung von Aufnahmetechniken Evaluation von Konversionsfaktoren

18 Ausblick CT-Studie (DICOM) Resampling 2D z.b. Zuordnung Material und Massendichten W W A A A L L A W W L W W W W L W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W K K W W W W W W K K W W W W W W W W L L W W W W W W

19 Ausblick Voxelphantom

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