Radiologická fyzika-radioterapie

Garant předmětu:

Irena Koniarová

Přednášející:

Irena Koniarová, Matěj Navrátil, Josef Novotný

Cvičící:

Irena Koniarová, Tomáš Veselský

Předmět zajišťuje:

katedra dozimetrie a aplikace ionizujícího záření

Anotace:

Předmět se zabývá radiologickou fyzikou v radioterapii. Pozornost je věnována optimalizaci, fyzikálně-technické realizaci pokročilých radioterapeutických metod, verifikacím v radioterapii, radiobiologickým modelům, adaptivní radioterapii, radioterapii řízené obrazem, algoritmům pro výpočet dávkových distribucí a hodnocení kvality radioterapeutických plánů.

Požadavky:

Pro udělení zápočtu se požaduje získání více než 70 % bodů v zápočtové písemné práci a odevzdání domácího úkolu.

U zkoušky je nutné získat více než 70 % v testu a poté úspěšně zodpovědět tři otázky v ústní části zkoušky.

Osnova přednášek:

1. Úvod do optimalizace - vývoj IMRT, konformita, účelová funkce, analytické metody, iterační metody (gradientní technika, simulované žíhání, optimalizace hejnem částic), multikriteriální optimalizace

2. Fyzikálně-technická realizace IMRT a VMAT - fluenční mapy, vícelamelový kolimátor, techniky na lineárním urychlovači (IMRT step-and-shoot, IMRT sliding window, VMAT), QA, tomoterapie

3. Radioterapie řízená obrazem - koncepce cílových objemů, efekty způsobené dýcháním, 4D CT, gating, QA.

4. Radiobiologické modely - klasifikace radiosenzitivity, Strandqvistovy grafy, NSD, TDF, křivky přežití, zásahové teorie, LQ model, EQD2, BED, metody kompenzace chybějících frakcí

5. Radiobiologické modely - nádorové kmenové buňky, akutní a pozdní reakce tkání, gEUD, TCP, NTCP.

6. Algoritmy pro výpočet dávkových distribucí - empirické faktory, Clarksonův segmentační algoritmus, PBK

7. Algoritmy pro výpočet dávkových distribucí - Collapsed Cone, AAA, Acuros, Monte Carlo.

8. Hodnocení kvality raditoerapeutických plánů - DVH, kontrola izodózních map, texturní analýza, automatizované plánování, složitost a robustnost plánů.

9. Verifikace v radioterapii - gama analýza.

10. Specifické aspekty radiační ochrany v radioterapii - těhotenství, kardiostimulátory, výpočet stínění ozařoven.

11. Adaptivní radioterapie - online, offline, tracking cílových objemů, CyberKnife, MR lineární urychlovač, metody registrace obrazu.

12. Brachyterapie pro radiologické fyziky

Osnova cvičení:

Cvičení kopíruje osnovu přednášek.

Cíle studia:

Znalosti:

Pokročilé techniky radioterapie, radiobiologie ionizujícího záření v radioterapii.

Schopnosti:

Pokročilé použití radioterapeutických metod v onkologických aplikacích.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] Faiz M. Khan, The Physics of Radiation Therapy, 2007

[2] Amy Heath, Radiation Therapy Study Guide, Springer, 2016

[3] Jacob Van Dyk, The Modern Technology of Radiation Oncology: A Compendium for Medical Physicists and Radiation Oncologists, Steel, Washington, 2000

Doporučená literatura:

[4] Steve Webb, et al, The Physics of Conformal Radiotherapy: Advances in Technology (Medical Science Series) 1997

[5] G. Steel, Basic Clinical Radiobiology, 2002

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2025/2026:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2025/2026:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Radiolgická fyzika (povinný předmět programu)