Porovnání měření dávek ve fotonových a protonových terapeutických svazcích pomocí metod termoluminiscenční dozimetrie

Abstract

Práce Porovnání měření dávek ve fotonových a protonových terapeutických svazcích pomocí metod termoluminiscenční dozimetrie v úvodu představuje relevantní dozimetrické veličiny používané v radioterapii pro měření ve fotonových a protonových svazcích. Pro fotonové svazky je zde popsána veličina definující kvalitu svazku - hloubková dávková křivka. Pro protonové svazky je ukazatelem kvality část hloubkové dávkové křivky reprezentující zbytkový dosah R_{res}. Své uplatnění získala termoluminiscenční dozimetrie především v in vivo dozimetrii, kdy je sada termoluminiscenčních dozimetrů umisťována na pacienta a po ozáření a následném vyhodnocení porovnána dávka z plánovacího systému s dávkou obdrženou při radioterapeutickém výkonu. Práce se dále věnuje problematice termoluminiscence, kterou vysvětluje na názorném diagramu termoluminiscenčního jevu. Popisuje přístrojové vybavení pro správné použití a vyhodnocení dozimetrů, tedy představuje pojmy jako je annealing, vyhřívací cyklus, vyhřívací křivka, termoluminiscenční odezva, kalibrace a fading. Tato kapitola slouží ke správnému pochopení principu termoluminiscence a nastiňuje, jak použít termoluminiscenční dozimetry k měření a jak následně dozimetry správně vyhodnotit, aby jejich odezva odrážela skutečnou expozici. Popis termoluminiscenčních materiálů se v obecné části věnuje požadavkům na jejich vlastnosti a dále se zabývá popisem konkrétních dozimetrů CaSO_{4}:Dy, Al_{2}O_{3}:C a LiF:Mg,Ti. V krátkosti se práce zmiňuje i o aplikaci termoluminiscenční dozimetrie nejen v oblasti radioterapie. Závěr práce tvoří kapitola představující experimentální část, jejímž cílem bylo porovnání měření dávek ve fotonových a protonových terapeutických svazcích - byly naměřeny hloubkové dávkové křivky fotonového a protonového svazku, konkrétně byly analyzovány hloubkové dávkové křivky měřené termoluminiscenčními dozimetry v protonovém svazku v Proton Therapy Center Czech (PTC) a Joint Institute for Nuclear Research (JINR) v Dubně a hloubkové dávkové křivky měřené termoluminiscenčními dozimetry ve fotonovém svazku na Oddělení dozimetrie záření (ODZ) ÚJF AV ČR.

This research Comparison of Dose Measurements in Photon and Proton Therapeutic Beams Using Thermoluminescence Dosimetry Methods at the beginning presents dosimetric quantities used in radiotherapy for measurements in photon and proton beams. For photon beams there is described quantity defining beam quality - depth dose curve. For proton beams, the quality indicator is the portion of the depth dose curve representing the residual range R_{res}. Thermoluminescence dosimetry is used especially in in vivo dosimetry, when the set of thermoluminescence dosimeters is placed on the patient and after irradiation and subsequent evaluation, the dose from the planning system is compared with the dose received during radiotherapy. The thesis also deals with the problem of thermoluminescence, which is explained on the diagram of thermoluminescence phenomenon. It describes the instrumentation for the correct use and evaluation of dosimeters, ie terms such as annealing, heating cycle, heating curve, thermoluminescence response, calibration and fading. This chapter provides a good understanding of the principle of thermoluminescence and outlines how to use thermoluminescence dosimeters to measure and then correctly assess dosimeters to reflect their actual exposure. Description of thermoluminescent materials in general part deals with requirements on their properties and further deals with description of specific dosimeters CaSO_{4}:Dy, Al_{2}O_{3}:C a LiF:Mg,Ti. In short, the thesis mentions the application of thermoluminescence dosimetry not only in the field of radiotherapy. At the end of the thesis there is a chapter introducing the experimental part, the aim of which was to compare dose measurements in photon and proton therapy beams - depth dose curves of photon (ODZ AV ČR in Prague) and proton beam (Proton Therapy Center Czech in Prague & Joint Institute for Nuclear Research in Dubna) were measured.