Medizinphysik-Experten in der Strahlentherapie

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1 Studiengang Medizinische Physik Heinrich-Heine Heine-Universität t D Medizinphysik-Experten in der Strahlentherapie Dr. Ioannis Simiantonakis Klinik und Poliklinik für f r Strahlentherapie und Radiologische Onkologie

2 Was ist Strahlung? Der Begriff Strahlung bezeichnet in der Physik die Ausbreitung von Teilchen oder Wellen. ΙΠΠΟΚΡΑΤΗΣ um 400 v. Chr. ΘΑΛΗΣ W.C. RöntgenR um 600 v. Chr n. Chr. 1. Nobelpreis

3 Um welche Strahlung geht es? Universitätsklinikum Erzeugung, Wirkung und medizinische Nutzung von ionisierender Strahlung.

4 Ionisierende Strahlung Diagnostik NukΜed Röntgen- unterschiedliche unterschiedliche Anreicherung Schwächung Nur γ- und Bremsstrahlen geeignet, β-strahlen werden im Körper absorbiert Therapie NukMed Röntgen- Brachy- Tele- Vorzugsweise Brems- vorzugsweise γ-strahlen β-strahlen Strahlen γ-strahlen e-strahlung

5 Was ist ein MPE? Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) schreibt vor, dass... 9 Abs. 3 Nr. 1 Bei der Behandlung von Patienten mit radioaktiven Stoffen oder ionisierender Strahlung ist für die Bereiche Patientendosimetrie, Entwicklung und Anwendung komplexer Verfahren und Ausrüstungen, Optimierung, Qualitätssicherung einschließlich Qualitätskontrolle sowie in sonstigen Fragen des Strahlenschutzes ein Medizinphysik-Experte mit der erforderlichen Fachkunde im Strahlenschutz zu bestellen. Seine fachliche Qualifikation beruht auf einem abgeschlossenen Hochschulstudium (Hoch-/Fachhochschule) naturwissenschaftlichtechnischer Ausrichtung.

6 Was macht ein MPE? Messen (Qualitätskontrolle tskontrolle + Qualitätssicherung) tssicherung) Planen (Vor Strahlung) schützen Beraten und (Fach)wissen(

7 Dosimetrie + QS Planung Strahlenschutz Beratung + Fachwissen

8 Begriffe GR δόσις (dósis): geben µετρείν (metrín): messen Die Menge einer Strahlung, die zugeführt werden muss, um eine bestimmte medizinische Wirkung zu erzielen Dosis Diese muss gemessen werden Dosimetrie Der Klinik interne allgemeine Prozess, der sicherstellen soll, dass eine Anwendung ein festgelegtes Qualitätsniveau erreicht und behält Qualitätssicherung tssicherung

9 Wechselwirkung Energie der Strahlung wird auf die Materie übertragen und abgegeben. Daraus resultiert eine Veränderung in Materie. Ionisation der Atome Zerstörung rung von Tumoren

10 Wechselwirkungsprozesse Absorption von Strahlung an Materie

11 Wechselwirkungsprozesse Energiedeposition von Elektronen an Materie Röntgenstrahlung Bremsstrahlung charakteristische Strahlung Schwächung (Strahlenschutz) Energieübertragung (Dosis, Therapie) Photonenerzeugung (Röntgenröhre, Beschleuniger)

12 Dosimetrie + QS Phantome Messung Ergebnis

13 Strahlprofile Photonen Dosisverteilung senkrecht zur Strahlrichtung Elektronen Querprofile Keilprofile

14 Tiefendosis-Kurven Dosisverteilung in der Tiefe abhängig von der Strahlenart und der Energie. Elektronen Photonen

15 Dosimetrie + QS Planung Strahlenschutz Beratung + Fachwissen

16 Ablauf einer Strahlenbehandlung Universitätsklinikum Partner des Arztes Planungs-CT Verifikation Bilderzeugung 3D Planung Simulation

17 Computermotograph Planungs-CT GR τοµή (tomí): Schnitt γράφειν (gráfin): schreiben Cormack/Hounsfield (Nobelpreis 1979) Axiales RöntgenschichtverfahrenR rotierende Röntgenröhre kreisförmige Anordnung von Detektoren Dichtewerte (ca. 2000) Abbildung in 12 Bit (4096 Graustufen) Schichtdicken: 1 10 mm

18 Bildererzeugung Konventionelle CT Spiral-CT

19 3D Planung Isodose: Linie gleicher Dosis DVH: Dosis-Volumen-Histogramm PTV PTV Prostata Samenblasen Harnblase Rektum Stehfeld Opp. Felder 4-Felder-Box

20 Elektronen-Linearbeschleuniger Universitätsklinikum CLINAC: Clinical LINear ACcelerator Ising, Wilderöe (um 1930) IORT: IntraOperative RadioTherapy

21 Isotopenbestrahlungsgerät 60 Co-Bestrahlungsanlage Rotierender Strahlerkopf gibt Co-Quelle frei

22 Gammaknife Gammaknife Co-Quellen auf Hemisphäre verteilt Kopfbestrahlung

23 Robotiksysteme: Cyberknife Cyberknife Kombination von LINAC und Roboter Rückenmarksbestrahlung

24 4D Planung: Tomotherapie IGRT: Image Guided RadioTherapy Kombination von LINAC und CT Bewegungskorrektur

25 Protonen-/Ionentherapie Kreisbeschleuniger (Zyklotron) Tiefendosiskurve Bragg-Peak Augentumortherapie

26 Brachytherapie GR βραχύ (brachí): nah, kurz Therapie mit umschlossenen radioaktiven Stoffen Interstitielle Brachytherapie Strahlenquelle direkt im Bestrahlungsvolumen Intrakavitäre re Brachytherapie Strahlenquelle über natürliche oder künstliche Körperöffnungen im Bestrahlungsvolumen Nachladesystem

27 Dosimetrie + QS Planung Strahlenschutz Beratung + Fachwissen Hey, Wie ist die Strahlung n. Chr.? Frag den hinter mir. Er ist Grieche Was sind α-, β- und γ-strahlen? Leben und Strahlung Mann, mehr oder weniger wie bei Euch!

28 Reichweite α-strahlung Positiv geladene Heliumkerne Direkt und dicht ionisierend Reichweite in Materie: gering Faustformel in Luft: Reichweite [cm] = Energie [MeV] β-strahlung Negativ oder positiv geladen Direkt und locker ionisierend Reichweite in Materie: endlich Faustformel: Reichweite [cm] = Energie [MeV] / 2 ρ [g/cm 2 ] ρ: Dichte des durchstrahlten Materials γ-strahlung, Röntgen, Neutronen Ungeladen Indirekt und locker ionisierend Reichweite in Materie: exp. Schwächungsgesetz

29 Abschirmung

30 Baulicher Strahlenschutz Planung des Strahlenschutzbunkers Außenbau Innenausbau als Labyrinth Geräteinstallation Strahlenschutztür Abnahmeprüfung

31 Strahlenschutz Patient Personal Umwelt

32 Schutz von Patient und Umwelt Problem: Der Mensch hat kein Sinnesorgan, mit dem die ionisierende Strahlung registriert werden kann. Lösung: Spezielle Dosimeter sog. Kontaminationsmonitore Proportionalzählrohr Dosisleistungsmessgerät

33 Schutz des Personals msv Persönliches Filmdosimeter (Filmschwärzung) Elektronisches Personendosimeter (Halbleiterdioden) Stabdosimeter (Kondensator- Entladung) Fingerring- Dosimeter (Thermolumineszenz)

34 Dosimetrie + QS Planung Strahlenschutz Beratung + Fachwissen

35 Beratung bei der Einführung neuer Techniken zur Optimierung der Arbeitsabläufe zur Optimierung der Qualitätskontrollverfahren tskontrollverfahren entsprechend der jeweils aktuellen Norm bei der Anschaffung neuer Geräte

36 Lernen und Lehren Belehrung Strahlenschutzunterweisung des Personals (mind. 1 jährlich) Aktualisierungskurs für die Fachkunde (alle 5 Jahre) Weiterbildung Weiterbildung z.b. bei der Einführung neuer Methoden oder Systeme Anleitung Anleitung des Personals z.b. bei der Bedienung der Geräte

37 Zahlen und Fakten Aus: 186. Sitzung der Strahlenschutzkommission (2003) und DGMP-Bericht 17 (2002): Zur Personalsituation in der Med. Strahlenphysik in Deutschland

38 Danke für Ihre Aufmerksamkeit und viel Spaß beim Studieren duesseldorf.de