FRF030 Radioterapie I

Přírodovědecká fakulta
jaro 2024
Rozsah
2/1/0. 3 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
Ing. Václav Novák (přednášející)
Ing. Jaroslav Ptáček, Ph.D. (přednášející)
doc. Ing. Jozef Sabol, DrSc. (přednášející)
Ing. Václav Novák (cvičící)
Garance
Ing. Jaroslav Ptáček, Ph.D.
Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: Mgr. Dušan Hemzal, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Po 19. 2. až Ne 26. 5. Pá 9:00–10:50 Fs1 6/1017
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
FRF030/01: Po 19. 2. až Ne 26. 5. Pá 11:00–11:50 Fs1 6/1017
Předpoklady
Výuka navazuje na bakalářský směr v oblasti fyziky, chemie a matematiky, nebo také na bakalářské studium zaměření radiologický asistent případně technik, přičemž adekvátnost splnění předpokládaných požadavků může být prověřená vstupní zkouškou.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Cíle předmětu
Cílem předmětu je získat hlubší znalosti problematiky radioterapie (RT) a plánování léčby pomocí zdrojů ionizující záření (IZ), a to jak uzavřených radioaktivních zářičů, tak i urychlovačů. Pozornost se rovněž zaměří na objasnění dalších oblastí souvisejících s radiobiologií, dozimetrií, radiační ochranou a příslušnými legislativními aspekty. V rámci přednášek se studenti získají znalosti týkající se nejenom fyzikálně-radiobiologických účinků záření na živou tkáň, ale také techniky a technologie ozařování s přihlédnutím k poslednímu vývoji v této oblasti. Důraz je kladen na aplikaci interakce IZ pro potřeby RT. Studenti se seznámí s principy radioterapie v hlavních směrech tohoto oboru: teleterapie (uzavřené radioaktivní zářiče, Leksellův gama nůž, lineární urychlovače jako zdroje vysokoenergetických fotonů a elektronů, RT pomocí protonů, kybernetický nůž), brachyterapie (používané radionuklidy, afterloading systém), plánování a kontrola kvality – specifický přístup k jednotlivým modalitám. Dále studenti získají poznatky související s principem, funkcí a použitím zobrazovacích systémů a metod v RT založených zejména na CT. Další část výuky zahrnuje metody lokalizace nádorů, aplikace simulačních metod, znehybnění a nastavení pacienta, modifikátory svazku, základní ozařovací techniky, počítačové plánování léčby, jakož i požadavky radiační ochrany ve vztahu s RT. V návaznosti na přednášky se cvičení zaměří také na praktické aspekty informačních systémů v RT - datové toky, zálohování dat, na program zajištění jakosti - testy přístrojů, periodicita, klinický audit, plánování léčby (včetně manuálních výpočtů). Během cvičení se studenti seznámí také s funkcí dozimetrů a se zásadami jejich použití při měření základních dozimetrických charakteristik fotonových a elektronových svazků a při zajištění kontroly kvality. Dále budou cvičení orientována na radiační ochranu pacientu a personálu, zahrnující monitorování a hodnocení radiační situace na pracovišti.
Výstupy z učení
Po absolvovaní tohoto kurzu (spolu s navazujícím kurzem Radioterapie II a související praxí) bude student schopen samostatně řešit specifické problémy spojené s prací radiologického fyzika na radioterapeutických pracovištích.
Osnova
  • Osnova přednášek:
  • 1. Historie a vývoj radioterapie, náplň radiační onkologie, základní pojmy a koncepty onkologie (typy nádorů, diagnostika, klasifikace, grading), modality radioterapie, úloha radiologické fyziky, kombinace radioterapie s dalšími léčebnými modalitami
  • 2. Základy radiobiologie a molekulární onkologie v RT, chemická a biologická fáze působení ionizujícího záření (IZ) na živou hmotu. Přímý a nepřímý účinek IZ. Poškození jednotlivých struktur v buňce. Reparace. Kyslíkový efekt. Vliv dávkového příkonu. Křivky přežití, vztah dávky a účinku, vliv frakcionace, RB brachyterapie.
  • 3. Zobrazovací metody pro radioterapii – simulátor, CT, PET-CT, MRI, ultrazvuk, CBCT - komponenty, zdroj IZ, detekční systém, parametry přístrojů
  • 4. Zařízení pro externí radioterapii – radionuklidové zdroje (Cs, Co), generátory záření (rtg, LU)
  • 5. Sled jednotlivých postupů v RT: diagnostika, záměr, lokalizace, plánování léčby, simulace (verifikace), vlastní ozáření, sledování pacienta. Příprava pacienta na ozáření a jeho fixace
  • 6. Fyzikální principy fotonových svazků – SSD, SAD, průchod fotonových svazků pacientem (build up, hloubka maxima, exit dose), PDD, OF, TPR, profily, tvarování polí, Clarksonova metoda
  • 7. Fyzikální principy elektronových svazků
  • 8. Plánování léčby 1 – ICRU83, definice objemů, indexy, základy plánování (vytvoření 3D obrazu, konturování), BEV, DRR, nonkoplanární svazky, elektronové svazky, hodnocení plánu, jednoduché korekce zakřivení povrchu, nehomogenity
  • 9. Plánování léčby 2 –, ozařovací techniky – konvenční, konformní, IMRT, výpočet dávkové distribuce – základní ozařovací techniky – 1 PP, 2 PP, box, tangenty, navázání polí, modifikace svazku (klín, stínící bloky, bolus, kompenzátor)
  • 10. Plánování léčby 3 – algoritmy výpočtu absorbované dávky
  • 11. IMRT – úvod, způsoby realizace IMRT, principy optimalizace, optimalizační metody
  • 12. IMRT – StepAndShoot, DMLC, IMAT
  • 13. IGRT (radioterapie řízená obrazem), gating- metody kompenzace dýchacích pohybů
  • 14. Speciální ozařovací techniky radioterapie – TBI, CNS, nenádorová terapie, hypertermie, hypo- a hyperfrakcionace
  • Osnova cvičení:
  • 1. Definice a vztahy mezi jednotlivými veličinami a parametry používané v RT. Vymezení pojmu riziko v důsledku ozáření
  • 2. Jednorázové ozáření a frakcionační režimy
  • 3. Seznámení se s potenciálními možnostmi hardware a software používaných v RT
  • 4. Diagnostika, lokalizace, plánování léčby, simulace (verifikace), ozáření, sledování pacienta.
  • 5. Hodnocení radiační zátěže personálu, pacienta a dalších osob
  • 6. Funkce RT simulátorů na principu CT
  • 7. Základní ozařovací techniky, jejich specifické problémy se stanovením dávky
  • 8. Praktická demonstrace základních ozařovacích technik pro lokalizace: hlava a krk, mama, prostata, plíce
  • Konvenční dávkování a frakcionace, normalizace dávky
  • 9. Stanovení základních dozimetrických charakteristik fotonových a elektronových svazků – měření dávky, profilů, PDD, TPR, OF, WF, QA lineárních urychlovačů, terapeutických rtg, radionuklidů používaných v brachyterapii
  • 10. Monitorování osob (osobní dozimetrie) a pracoviště
Literatura
  • [1] Kuna, P., Navrátil, L. a kol. Klinická radiobiologie. Manus, 2005, 222 s.
  • [2] Feltl, D., Cvek, J. Klinická radiobiologie.Tobiáš, Havl. Brod, 2008, 105 s.
  • [3] Šlampa, P., Petera, J. a kol. Radiační onkologie. Galén-Karolinum, Praha, 2007, 457 s.
  • [4] Hynková, L., Šlampa, P. a kol. Základy radiační onkologie. Masarykova univerzita, Brno, 2012, 290 s.
  • [5] Podgorsak, E. B. Radiation oncology physics: A handbook for teachers and students. Vienna: IAEA, 2005, 657 s.
  • [6] Khan, F. M. The physics of radiation therapy. Lippincott Williams & Wilkins, 2014, 600 s.
  • [7] Washington, C.M. Principles and practice of radiation therapy. St. Luis (USA): Elsevier, 2015, 928 s.
  • [8] Sabol, J., Vlček, P. Radiační ochrana v radioterapii, Česká technika – nakladatelství ČVUT, Praha, 2011, 300 s.
  • [9] SÚJB: Zavedení systému jakosti při využívání významných zdrojů ionizujícího záření v radioterapii - lineární urychlovače pro 3D konformní radioterapii a IMRT. Praha: SÚJB, 2006, 76 s.
  • [10] SÚJB: Zavedení systému jakosti při využívání významných zdrojů ionizujcího záření v radioterapii - kilovoltážná zobrazovací systémy pro IGRT. Praha: SÚJB, 2009, 70 s.
Výukové metody
přednášky, cvičení
Metody hodnocení
ústní zkouška
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2025.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2024/FRF030