Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-3423
Becker, Regina
Biophysikalische Charakterisierung eines Protonenstrahls im Hinblick auf eine Optimierung der Bestrahlungsplanung von Tumoren
129 S., 1997
Die Strahlentherapie ist darauf angewiesen, daß Modellrechnungen präzise Informationen über die Dosiseffekte im Tumor und im Normalgewebe bereitstellen. Um solche Modelle aufzustellen und zu prüfen, muß sowohl die physikalische als auch die biologische Wirkung der Strahlung charakterisiert werden. Dies ermöglicht erst das Verständnis von Zusammenhängen zwischen den verschiedenen Effekten.
Da der Energiebereich für die Protonentherapie zwischen 50 und 250 MeV liegt, wurden Messungen exemplarisch bei einer primären Protonenenergie von 175 MeV am COoler SYn-chrotron COSY des Forschungszentrums Jülich durchgeführt. Der Strahl wurde sowohl durch Flugzeitmessungen als auch durch dosimetrische und mikrodosimetrische Messungen in einem Wasserphantom charakterisiert. Zur biologischen Charakterisierung wurde das Zellüberleben in verschiedenen Wassertiefen als Funktion der Dosis bestimmt. Dies erlaubt die Bestimmung der relativen biologischen Wirksamkeit (RBW) auf verschiedenen Positionen der Braggkurve.
Die Messungen wurden mit theoretischen Vorhersagen verglichen. Monte Carlo Berechnungen mit GEANT zeigten eine gute Übereinstimmung mit den dosimetrischen und mikrodosimetrischen Größen. Diese können daher zusätzliche Informationen für biophysikalische Modellrechnungen bereitstellen. Die Berechnung der RBW wurde mit dem mikrodosimetrischen Modell und dem Bahnstrukturmodell durchgeführt. Dabei ergaben sich Abweichungen zwischen der Messung und beiden Vorhersagen, die durch eine bessere Statistik bestätigt werden müßte.
Trotzdem liefern die Berechnungen eine genauere Beschreibung der RBW als die in der Therapie übliche Methode einer konstant erhöhten RBW im Braggbereich.
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