Σύστημα γραμμικού επιταχυντή με μαγνητικό τομογράφο στη σύγχρονη ακτινοθεραπεία

Τζαβάρας, Γρηγόριος

Linear accelerator system with magnetic tomography in modern radiotherapy

Διπλωματική εργασία

Author

Τζαβάρας, Γρηγόριος

Date

2021-02-25

Advisor

Λιαπαρίνος, Παναγιώτης

bme_15109.pdf (2.127Mb)

Keywords

Μαγνητικός τομογράφος - Γραμμικός επιταχυντής ; Προσαρμοστική ακτινοθεραπεία σε πραγματικό χρόνο ; Mri- Linac ; MRI-guided radiotherapy ; Real-time adaptive radiotherapy, ; Ακτινοθεραπεία καθοδηγούμενη από μαγνητική τομογραφία

Abstract

Στόχος της εργασίας είναι η μελέτη ενός συστήματος γραμμικού επιταχυντή (LINAC) για ακτινοθεραπευτικούς σκοπούς λαμβάνοντας διαγνωστική πληροφορία από ένα σύστημα μαγνητικού συντονισμού (MRI). Η λειτουργία και η ένταξη ενός τέτοιου υβριδικού συστήματος στην κλινική ρουτίνα απαιτεί ευρηματικές λύσεις κυρίως στην αλληλεπίδραση των παραγόμενων μαγνητικών πεδίων που επηρεάζουν την εύρυθμη λειτουργία του γραμμικού επιταχυντή. Τα τελευταία χρόνια το MRI κερδίζει όλο και περισσότερους υποστηρικτές για την χρησιμότητα του κατά τον προγραμματισμό ακτινοθεραπείας ,καθώς, προσφέρει πλεονεκτήματα που τα υπόλοιπα διαγνωστικά συστήματα δεν μπορούν να προσφέρουν. Τα πιο σημαντικά αφορούν στην εξαιρετική αντίθεση που προσφέρει σε απεικόνιση μαλακού ιστού, στην ανάπτυξη προσαρμοστικής ακτινοθεραπείας σε πραγματικό χρόνο καθώς και στην μείωση των συνεδρίων ακτινοθεραπείας. Το σύστημα είναι σχετικά νέο (μόλις το 2017 αποδείχθηκε η κλινική του αξία, πραγματοποιήθηκε η πρώτη θεραπεία ασθενούς με την χρήση αποκλειστικά του υβριδικού MRI-Linac) η βιβλιογραφία είναι σχετικά περιορισμένη, όμως , τα στοιχεία είναι κάτι παραπάνω από ενθαρρυντικά, αφού, ήδη έχουν αναπτυχθεί κέντρα ακτινοθεραπείας που χρησιμοποιούν το συγκεκριμένο σύστημα. Παρά τις πολλά υποσχόμενες κλινικές και τεχνολογικές προοπτικές, οι προκλήσεις παραμένουν. Η χρήση του MRi-Linac απαιτεί επενδύσεις υψηλού κόστους σε εξοπλισμό, υλικοτεχνική υποστήριξη, διασφάλιση ποιότητας, συμπληρωματική εκπαίδευση, καθώς και αποδείξεις για περαιτέρω ανώτερα αποτελέσματα όχι μόνο στους μαλακούς ιστούς αλλά και σε ευρύτερη γκάμα καρκινικών όγκων.

Abstract

The aim of this work is to study a linear accelerator system (LINAC) for radiotherapy purposes by receiving diagnostic information from a magnetic resonance imaging (MRI) system. The operation and integration of such a hybrid system into the clinical routine requires inventive solutions mainly in the interaction of the generated magnetic fields in the proper operation of the linear accelerator. In recent years, MRI has gained more and more support for its use in radiotherapy scheduling, as it offers advantages that other diagnostic systems cannot offer. The most important ones are the excellent contrast it offers in soft tissue imaging, the development of real-time adaptive radiotherapy as well as the reduction of radiotherapy conferences.’ The system is relatively new (only in 2017 its clinical value was proven (proof of concept) with the first treatment of a patient using only the hybrid MRI-LINAC) the literature is relatively limited, but the data are more than encouraging, since radiotherapy centers have already been developed. Despite promising clinical and technological prospects, challenges remain. The use of MRI-LINAC requires high-cost investments in equipment, logistics, quality assurance, additional training, and evidence of further superior results not only in patients but also in a wider range of cancer tumors.