🏠 Образование Edu Ядерная физика ЯФ Радиотерапия РТ

Радиотерапия

Причины эффективности радиотерапии.

Раковые клетки - это мутированные клетки со сниженной способностью к восстановлению ДНК. Поэтому им сложнее восстанавливать повреждения полученные в результате облучения чем здоровым клеткам.

Раковые клетки чаще делятся, а именно во время деления клетки наиболее уязвимы для излучения.

Физические основы

1 newton = 1 N = 1 kg m s-2

F = m a

1 joule = 1 J = 1 newton meter = 1 N m = 1 kg m2 s-2

$$ 1\ watt = 1\ W = {1\ joule\over 1\ second} = J/s = 1\ J s^{-1}$$

P = E / t = E t-1

1 hertz = 1 Hz = 1 oscillation per second = s-1

1 coulomb = 1 C = 1 ampere second = 1 A s

Q = I t

$$ potential\ difference\ = {work\ done\ in\ electrical\ circuit\ \over charge\ passing\ through\ circuit}$$

Опеределение разности потенциалов дают разными способами. Я предлагаю следующее:

«Если между двуми точками в пространстве разность потенциалов равна 1 V, то чтобы совершить работу в 1 J достаточно переместить между ними заряд 1 Q»

«Поле с разностью потенциалов между двумя точками 1 V потратит на перемещение заряда в 1 Q энергию равную 1 J»

«Поле с разностью потенциалов между двумя точками 2 V потратит на перемещение заряда в 1 Q энергию равную 2 J»

Если провести аналогию с гравитацией, то изменение с 1 V до 2 V это как если бы g c 9.8 m s-2 увеличилось бы до 19.6 m s-2. Чтобы поднять в таком поле ту же самую массу нужно совершить в два раза большую работу.

« Чем большую работу совершит заряд 1 Q пройдя между двумя точками пространства, тем выше между ними разность потенциалов. »

Объясню аналогию с гравитацией. Потенциальная энергия определяется формулой E = mgh то есть чем больше масса, перемещённая на высоту h тем больше энергия. Или чем больше высота, на которую переместили определённую массу, тем выше энергия. Масса в данном случае это аналог заряда. Рассмотрим формулу

$$ Разность\ потенциалов\ = {mgh \over m} = gl$$

Измеряться такая разность потенциалов будет в J / kg

Как мы уже поняли - чем больше между двумя точками величина произведения gl тем больше нужно совершить работу, чтобы переместить массу между ними.

У gl в поле тяготения нет специального названия, поэтому размерность это просто Джоуль делённый на килограм.

В элетрическом поле роль массы играет заряд, поэтому Джоуль делить нужно на Кулон. Полученная величина имеет специальную размерность - Вольт

$$ 1\ volt\ = 1\ V = {1\ joule \over 1\ coulomb}$$
$$ work\ done = Q\cdot V = I\cdot t\cdot V$$
$$ 1\ eV (a\ unit\ of\ energy) = {1.602 \times 10^{-19}C \times 1 volt} = 1.602 \times 10^{-19}J$$
$$ 1\ MeV = 10^6 eV = {10^6 \times 1.602 \times 10^{-19}C \times 1 volt} = 1.602 \times 10^{-13}J$$

Ёмкость - это характеристика проводника, характеризующая его способность накапливать электрический заряд. Ёмкость определяется как отношение величины заряда проводника к потенциалу проводника. Ёмкость обозначается как C.

$$ Ёмкость\ C = {Заряд\ Q\ запасённый\ в\ конденсаторе \over Разность\ потенциалов\ V\ приобретённая\ конденсатором}$$

То же самое на английском языке

$$ capacity\ C = {charge\ Q\ stored\ on\ conductor\ \over potential\ V\ to\ which\ conductor\ is\ raised}$$
$$ Q = {C \cdot V}$$

Посмотрим на ёмкость с другой стороны.

Отсюда мы уже знаем, что

$$ work\ done = Q\cdot V = I\cdot t\cdot V$$

Или

$$ Q = {work\ done\ \over V}$$

Если у Вас появилась идея объединить эти формулы следующим образом

$$ {work\ done\ \over V} = Q = C \cdot V\ \color{red} ^*$$
$$ {work\ done\ \over V} = C \cdot V\ \color{red} ^*$$

И получить затем что-то вроде

$$ C = {work\ done\ \over V^2}\ \color{red} ^*$$
$$ work\ done = C \cdot V^2\ \color{red} ^*$$

* - неверно, дано как почва для рассуждений

То нужно вспомнить о том, что хотя после этих преобразований получается, что ёмкость равняется сделанной работе поделённой на квадрат напряжения это не так.

Не был принят во внимание факт, что как только конденсатор начнёт разряжаться разность потенциалов между обкладками будет падать и величина энергии также будет изменяться. Поэтому в простейшем случае нужно брать не V а среднее значение напряжения между 0 и V, то есть V/2

$$ work\ done = C \cdot V \cdot {V \over 2} = C \cdot {V^2 \over 2}$$

В то же время известная формула энергии запасённой в конедсаторе выглдяит следующим образом.

$$ W = {Q^2 \over 2 \cdot C} = {Q \cdot U \over 2} = {C\ \cdot U^2 \over 2}$$

Где W - это энергия а U - разность потенциалов. Формула совпадает с полученной нами выше.

Вывести её можно из следующих уравнений

$$ dA = U \cdot dq = {1 \over C} \cdot q \cdot dq $$
$$ W = {1 \over C} \cdot {\int_{0}^{Q} \cdot q \cdot dq} = {Q^2 \over 2 \cdot C} $$

То есть

$$ С = {W\ \over 2 \cdot U^2}$$

Единица измерения ёмкости это Фарад

$$ farad = 1\ F = {1\ coulomb \over volt} = 1\ C\ /\ V$$

$$a = 7.2 {km \over hr}.$$

When $a \ne 0$, there are two solutions to \(ax^2 + bx + c = 0\) and they are $$x = {-b \pm \sqrt{b^2-4ac} \over 2a}.$$

Водный фантом

При внешней лучевой терапии (External Beam Radiotherapy) поперечные и продольные измерения дозы производятся детектором излучения для характеристики пучков излучения от медицинских линейных ускорителей.

Как правило, для создания этих профилей дозы излучения используются ионизационная камера и водный фантом (Water Phantom). Вода используется из-за ее эквивалентности тканям человека.

Во́дный фанто́м — специальный прибор, используемый для того, чтобы проверить, каким образом и в какой мере произойд ёт облучение тела человека при использовании того или иного источника радиации или медицинского диагностического либо лечебного прибора, использующего такой источник.

Устройство Представляет собой куб либо параллелепипед, заполненный водой. Зачастую это обычный большой аквариум.

Примеры

Стационарный водный фантом малых размеров для абсолютной дозиметрии вертикального высокоэнергетического излучения фотонов и электронов.

Стационарный водный фантом малых размеров для абсолютной дозиметрии горизонтального высокоэнергетического излучения фотонов и электронов. Конструкция фантома позволяет облучать до трёх ионизационных камер одновременно.

Универсальный 3-мерный водный фантом предназначен для измерения дозных распределений во время приёмочных испытаний, при периодических тестированиях в рамках программы обеспечения гарантии качества или при наполнении систем планирования дозиметрическими данными.

Принцип действия

Водная толща почти идеально моделирует тело человека, а её лёгкая проницаемость позволяет измерять уровень облучения на разных глубинах, прогнозируя последствия облучения тела человека тем или иным медицинским устройством, не проводя при этом опытов на самих людях.

Данные на выходе

Результатом измерений на водном фантоме обычно является набор данных, необходимый для дальнейших вычислений параметров пучка на основе имеющихся алгоритмов.

Примером таких измерений может быть доза на определённой глубине при фиксированном размере поля.

Также интерес может представлять профиль дозы по диагонали пучка. В связи с тем, что диагональ больше чем сторона, а также принимая во внимание тот факт, что пучок расходится профиль обычно измеряют по половине диагонали.

Предположим, что расстояние от источника до поверхности водного фантома 100 см. Поле линейных ускорителй обычно имеет максимальный размер 40 на 40 см. Значит диагональ на поверхности это 40 * корень из 2 = 56.6 см.

Если опуститься на 30 см в глубину эту величину нужно будет умножить на 1.3 = 73.6 см. Водный фантом такого размера имел бы значительный вес и был бы несколько дороже в цене. Половина этой величины - это всего 37 см, что не превышает страндартного размера поля.

Gross Tumor Volume

GTV - это видимый либо пальпируемый объём злокачественной опухоли и её метастазов. Обычо соответствует наиболее плотной части злокачественной опухоли.

Clinical Target Volume

CTV - включает в себя GTV и области вокруг GTV, в которых подозревается наличие больных клеток.

CTV определяется врачом и зависит от дозы. Для её определения берутся в рассчёт только онкологические/ анатомические факторы.

CTV определяется до планирования лечения и не зависит от того каким образом лечение будет проводится. Возможные движения тканей, например при дыхании, не учитываются.

Понятия GTV и CTV могут использоваться как при External Beam Therapy так и в хирургии, и в брахитерапии (Brachytherapy)

Planning Target Volume

У этого термина есть устаревшее название Target Volume.

PTV - это геометрическое понятие определямое таким образом, чтобы выбрать подходящие размеры пучков и других элементов, учитывая совокупный эффект всех возможных геометрических вариаций таким образом, чтобы CTV гарантированно получил прописаннюу врачом дозу.

Какие факторы должны быть приняты во внимание:

Словарь

bilaterally - с двух сторон
dorsal - спинной
invasion - интервенция, вмешательство, проникновение
laterality - латерализация, ассиметрия
lattice - решётка
nasopharynx - носоглотка
sternomastoid - грудино-сосцевидный
ventral - вентральный, брюшной
vertebra - позвонок
vertebral - позвоночный

Ссылки

Классификация органов ICDO wikipedia

Если остались вопросы - смело задавайте их в комментариях.

Поиск по сайту

Контакты и сотрудничество:
Рекомендую наш хостинг beget.ru
Пишите на info@urn.su если Вы:
1. Хотите написать статью для нашего сайта или перевести статью на свой родной язык.
2. Хотите разместить на сайте рекламу, подходящуюю по тематике.
3. Реклама на моём сайте имеет максимальный уровень цензуры. Если Вы увидели рекламный блок недопустимый для просмотра детьми школьного возраста, вызывающий шок или вводящий в заблуждение - пожалуйста свяжитесь с нами по электронной почте
4. Нашли на сайте ошибку, неточности, баг и т.д. ... .......
5. Статьи можно расшарить в соцсетях, нажав на иконку сети: