%0 Generic
%A Klimpki, Grischa
%D 2012
%F heidok:13839
%K Fluorescent Nuclear Track Detector, Confocal Laser-scanning Microscopy, Projected Ion Range, Radiation Therapy, Treatment Plan Verification
%R 10.11588/heidok.00013839
%T Towards in-vivo Ion Range Measurements using Fluorescent Nuclear Track Detectors
%U https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/13839/
%X Die Strahlentherapie mit Schwerionen bietet eine sehr gute Abdeckung des Tumorvolumens bei gleichzeitiger Schonung gesunden Gewebes. Durch das inverse Dosisprofil der Teilchen wird die maximale Dosis in einem scharf begrenzten Tiefenbereich deponiert. Um von dieser distalen Dosiskante zu profitieren, ist allerdings die genaue Kenntnis von Reichweiten im Patienten unabdingbar. Unsicherheiten in der Bildgebung, im Planungsprozess und in der genauen Zusammensetzung der Teilchenfelder am Zielort aufgrund von Fragmentationsprozessen erzwingen eine verlässliche in-vivo Verifikation. Da biokompatible, fluoreszierende Kernspurdetektoren (FNTDs) genaue in-vivo Reichweitenmessungen in Aussicht stellen, wurden sie in dieser Bachelorarbeit untersucht. Ihre hohe Ortsauflösung erlaubt den zuverlässigen Nachweis einzelner Kern- und Fragmentspuren. Die Bestrahlung mit Protonen sowie mit Kohlenstoff-, Magnesium- und Schwefelionen am Max-Planck-Institut für Kernphysik hat gezeigt, dass sich FNTDs exzellent für Reichweitenmessungen eignen. Reichweiten einzelner Kernspuren wurden mit weniger als 3% Abweichung von tabellierten Werten (SRIM) ermittelt. Außerdem konnte eine Auswertungsroutine für Detektoren, die mit mehr als 10 Millionen Teilchen pro Quadratzentimeter bestrahlt wurden, ohne Genauigkeitsverlust automatisiert werden. In einer zweiten Reihe von Experimenten wurde darauf aufbauend analysiert, ob sich FNTDs grundsätzlich auch für in-vivo Reichweitenmessungen eignen. Am Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum wurde für einen PMMA-Zylinder, der neben Gewebeersatzmaterialien auch Kernspurdetektoren enthielt, ein Bestrahlungsplan erstellt und appliziert. Die geplante distale Kante wurde nach der Protonenbestrahlung mit dem aufgezeichneten Fluoreszenzprofil im Detektor verglichen. Die Unterschiede zwischen geplanter und beobachteter Reichweite lagen weit unter der genauigkeitslimitierenden CT-Schichtdicke von 1 mm.