MedAustron. Austrian Ion Therapy and Cancer- Research Centre Project. Erich Griesmayer. ÖAW Inst. F. Mittelenergiephysik 5.

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1 MedAustron Austrian Ion Therapy and Cancer- Research Centre Project ÖAW Inst. F. Mittelenergiephysik 5. März 2004

2 Inhalt Historie Physik Medizin Technologie Organisation 2

3 Historie 1994: AUSTRON Feasibility Study, P.Bryant, M.Regler, M.Schuster included the AUSTRON Radio-Biological Facility 1995: Gründung des Med-AUSTRON Büros in Wr. Neustadt 1998: Feasibility Study Med-AUSTRON, R.Pötter, M.Regler, T.Auberger 2000: Proton-Ion Medical Machine Study (PIMMS) P.Bryant et al., CERN dato: Design-Studie MedAustron, T. Auberger, E. Griesmayer 3

4 Motivation Medizin: Quantensprung in der Krebstherapie Technisch: Etableriung eines Beschleunigerzentrums in Österreich 4

5 Status der Ionentherapie St. Petersburg Moscow Protonen: 35,000 Patienten C-Ionen: 1,300 Patienten 5

6 Physik 6

7 Wechselwirkung 7

8 Spread-out Bragg Peak 8

9 Kohlenstoffionen mit 227 MeV/u Dosisverteilung Überlebensrate der Zellen Relative Biologische Wirksamkeit RBE Quelle: GSI 9

10 Wechselwirkung von Protonen in Wasser Protonen 1 cm 10

11 Wechselwirkung von C-Ionen in Wasser Kohlenstoff-Ionen 1 cm 11

12 Medizin 12

13 Die Anwendung Conventional: X-Rays MedAustron: Ion Radiation 13

14 Bestr.Plan eines Hirntumors 2 Photonfields 4 Photonfields 3 Protonfields 14

15 Vorteile der Ionentherapie Reduzierte Dosis im gesunden Gewebe Optimale Dosis im Tumor Tumoren nahe radiosensitiver Organe Kinder, deren Gewebe besonders strahlenempfindlich ist Erhöhte biologische Effizienz C-Ionen 3-5 mal höher im Vergleich zu X-rays Protonen 1.1 mal höher im Vergleich zu X-rays Erhöhte Präzision In 3 Dimensionen durch Scanning 15

16 Medizinische Indicationen Gruppe 1: Gruppe 2: Gruppe 3: Gruppe 4: Gruppe 5: Gesicherte Indicationen Höhere Heilungsraten Veringerte Morbidität Multizentrische Studien Palliative Indikaitonen 12% 28% 16% 35% 9% 16

17 Technologie 17

18 Koncept Performance - hohe Zuverlässigkeit - beste Strahlqualität Verfügbarkeit der Subsysteme - am Markt erhältlich - bei anderen Anlagen im Einsatz - fortgeschrittenem Stadium der Entwicklung 18

19 Komponenten Injektor: Protonen & C-Ionen Synchrotron: Eindringtiefe 30 cm Gantries: Patientenbestrahlung in 4π Actives Scanning System 20x20 cm 2 Patientenpositionierung: Genauigkeit im mm Bereich In-situ PET 19

20 Layout Protonen - Energie - Teilchenzahl C-Ionen - Energie - Teilchenzahl MeV/u MeV/u Linac 2 Experimentierräume Synchrotron Transferlinie Ionenquellen Qualitätskontrolle, Enddump Strahldump Ionengantry Strahlgrößenanpassung 10 m fotec medizinsche Behandlungsräume 2 horizontale Fixstrahlen Protonengantry 20

21 Parameter 21

22 Scanning 22

23 Gantries Divergent Parallel 23

24 Gantries Protonen: Weltweit 12 in Betrieb 10 in Bau C-Ionen: Weltweit 0 in Betrieb 1 wird dzt. konstruiert 24

25 Protonen-Gantry Gewicht ca. 100 t Protonengantry der Fa. IBA 25

26 C-Ionen-Gantry Isozentrische Strahlzuführung für 6,3 Tm Gewicht ca. 600 t 26

27 CVD-Diamantdetektor Größe: 1x1 cm 2 27

28 Strahltest am IUCF Protonen mit 55 bis 200 MeV Indiana University Cyclotron Facility 28

29 Testergebnisse (1/3) Pulsformen 29

30 Testergebnisse (2/3) Landau-Verteilungen 30

31 Testergebnisse (3/3) Bethe-Bloch 31

32 Organisation 32

33 Europäische Kooperationen Stockholm Darmstadt Heidelberg Lyon CERN Villigen Mailand MedAustron Bratislava Ljubljana 33

34 Organisation 34

35 Wiss. Projekt-Team 35

36 Betriebsdaten 2/3 Therapie 1/3 nichtklinische Forschung Patienten pro Jahr Fraktionen pro Jahr Biologie-Labor Physik-Labor 36

37 Nichtklinische Forschung Physik: Medizinphysik Beschleuniger? Detektor-Technologie Biologie: Radiobiologie & Biochemie Tumorphysiologie Epidemiologie und Biostatistik 37

38 Projektphasen 38

39 Der Standort 39

40 Danke für die Aufmerksamkeit! 40