Metody pro rentgenové zobrazování struktury prostaty pro brachyterapii pomocí polovodičových pixelových detektorů registrujících jednotlivé fotony

Abstract

Práce je řešena v kontextu vývojenových zobrazovacíchmetod při diagnostice rakoviny prostaty a její léčbě pomocí brachyterapiesnízkým dávkovým příkonem. Cílem práce je ověřit použitelnost metod rentgenové radiografie s moderními pixelovými detektoryregistrujícímijednotlivé fotony rentgenového záření. Práce se zabývá stanovením optimálních parametrů pro rentgenovou transmisní mikroradiografiiprostaty, stanovenímabsorbované dávky a lokalizací radioaktivních jodových zrn používaných vbrachyterapii. Vbudoucnosti je plánováno zkombinovat rentgenovou radiografiíse stávající ultrazvukovou metodou. Obě zařízení lze umístit do jedné rektální sondy poskytující multimodální ob raz. Teoretická část práce obsahuje popis brachyterapie prostaty a rentgenové radiografie. Praktická část se zabývá rentgenovou transmisní mikroradiografií reálného vzorku prostaty simplantovanými jodovými zrny. Práce potvrdila výhodnost použitých metod pro vzorky prostaty. Při určování pozice zrn bylo dosaženo přesnosti až 0,8 mmpři velmi nízké radiační dávce 40 ?Gy. Pro diagnostické účely, při umístění detektoru vtěsné blízkosti prostaty vrektální sondě, neposkytuje metoda přímé transmisní radiografie dostatečný kontrast pro strukturuměkkých tkání. Bylo však ukázáno, že optimalizací uspořádání zobrazovacího systému lze dosáhnout velmi dobré identifikace specifických tkáňových struktur. Tento výsledek je velice unikátní a slibný pro použití vjiných oblastech.

This thesis is conducted in the context of a development of new imaging methods used for a prostate cancer diagnosis and its treatment with a low dose-rate brachytherapy. The aim of this thesis is to demonstrate the applicability of x-ray radiography methods with modern pixel detectors registering particular photons of x-ray radiation. The thesis deals with the optimal determination of parametres for an x-ray transmissive prostate radiography, the determinantion of absorbable dose and the localization of radioactive seeds used in brachytherapy. A combination of the x-ray radiotheraphy and current ultrasound methods is planned in the future. Both devices can be placed in one rectal probe that provides a multimodal image. The theoretical part of the thesis provides a description of prostate brachytherapy and x -ray radiography. The empirical part looksinto the x-ray transmissive microradiography of a real prostate sample with implanted iodine seeds. The results of this study support the advantageousness of methods employed for prostate samples. While determining the position of the seeds the accuracy of 0,8 mm was obtained with avery low radiational dose of 40?Gy. For the purpose of diagnosis the method of direct transmissive radiography does not provide the contrast sufficient enough for the soft issue structure (while positioning the detector closely to the prostate in the rectal probe). However, it was found that a very good identification of specific tissue structures could be obtained by optimizing arrangement of the imaging system. This result is particularly unique and promising for potential use in other fields.