Vorbereitung eines Bestrahlungsplatzes für die Behandlung von Hauttumoren mit Protonen am Tandembeschleuniger Garching

Inhaltsverzeichnis

• Tumorerkrankungen und –behandlung
  • Krebsstatistik in Deutschland
  • Therapieansätze
  • Protonentherapie
• Wechselwirkung von Protonen mit Gewebe
  • Dosimetrische Grundlagen
  • Die Tiefendosiskurve beschleunigter Ionen in Materie
  • Biologische Wirkung von Protonenstrahlung
    • Deterministische Wirkungen
    • Stochastische Wirkungen
• Tumortherapie mit Protonen
  • Vorteile der Tumortherapie gegenüber der Therapie mit Röntgenstrahlen
  • Ablauf einer Tumortherapie mit Protonen
• Beschreibung der vorhandenen Geräte und Einrichtungen
  • Tandem van - de - Graaff Beschleuniger
  • Senkrechtstrahlplatz
    • Senkrechter Strahl
    • Strahlaufweitung
    • Strahlüberwachung
  • Messgeräte
    • Markuskammer (PTW 23343)
    • Monitorkammern (PTW 7862)
    • PTW Unidos - Universaldosimeter (PTW 10001)
    • Der Monitordetektor
• Doppelte Dosimetrie mit zwei Monitorkammern
  • Versuchsaufbau und verwendete Geräte
  • Messung des Strahlprofils
  • Vermessung der Tiefendosiskurven in drei Kammern
  • Protonenflussmessung mit den Monitorkammern
    • Vorüberlegungen
    • Experimentelle Bestimmung des LTF - Faktors
    • Abschätzung des Einflusses der Form des Strahlprofils
    • Untersuchung des Zeitverhaltens des LTF - Faktors
• Entwicklung einer Prozedur zur Bestrahlungskontrolle mit den Monitorkammern
  • Einstellungen des Tandembeschleunigers
  • Aufbau des Dosismonitorsystems
  • Äußere Messbedingungen
  • Bestimmung der Stopping - Power im Target
  • Bestimmung des LTF - Faktors
  • Vorbereitung der Bestrahlung
  • Zusammenfassung
• Bestrahlung von Zellproben

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Diplomarbeit befasst sich mit der Vorbereitung eines Bestrahlungsplatzes für die Behandlung von Hauttumoren mit Protonen am Tandembeschleuniger Garching. Zielsetzung ist die Entwicklung eines Dosisüberwachungssystems, welches eine präzise und zuverlässige Kontrolle der verabreichten Strahlendosis während der Bestrahlung ermöglicht.

• Die physikalischen Grundlagen der Wechselwirkung von Protonen mit Gewebe
• Die Dosimetrie von Protonenstrahlen
• Die Entwicklung und Validierung eines Dosisüberwachungssystems
• Die Anwendung des Dosisüberwachungssystems in der Tumortherapie
• Die Sicherheit der Protonentherapie

Zusammenfassung der Kapitel

Die Arbeit beginnt mit einer Einführung in die Thematik von Tumorerkrankungen und deren Behandlung. Hierbei werden verschiedene Therapieansätze vorgestellt, wobei der Fokus auf die Protonentherapie liegt. Im zweiten Kapitel werden die physikalischen Grundlagen der Wechselwirkung von Protonen mit Gewebe behandelt. Dabei werden dosimetrische Grundlagen, die Tiefendosiskurve und die biologischen Wirkungen von Protonenstrahlung erläutert. Das dritte Kapitel widmet sich der Tumortherapie mit Protonen. Es werden die Vorteile der Protonentherapie gegenüber der Röntgentherapie sowie der Ablauf einer Tumortherapie mit Protonen beschrieben. Das vierte Kapitel beinhaltet eine detaillierte Beschreibung der am Tandembeschleuniger Garching vorhandenen Geräte und Einrichtungen. Im fünften Kapitel wird die Durchführung von Experimenten zur Doppelten Dosimetrie mit zwei Monitorkammern erläutert. Diese Experimente dienen der Validierung des Dosisüberwachungssystems. Das sechste Kapitel beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Prozedur zur Bestrahlungskontrolle mit den Monitorkammern. Hierbei werden die einzelnen Schritte der Bestrahlungsplanung und -durchführung beschrieben. Das siebte Kapitel behandelt die Bestrahlung von Zellproben. Die Ergebnisse dieser Versuche werden in Kapitel 8 zusammengefasst.

Schlüsselwörter

Protonentherapie, Dosimetrie, Strahlendosimetrie, Bestrahlungskontrolle, Tumortherapie, Hauttumore, Tandembeschleuniger, Monitorkammern, LTF-Faktor, Stopping Power, Zellproben, Sicherheit