Ch 3- Medical (Linear) Accelerators

Beim durchehen des Ch3 haben sich mir folgende Fragen gestellt. (Es haben sich mir viel mehr Fragen gestellt, manche konnte ich mir glücklicherweise schon selbst beantworten :smiley:) Ich habe sie nach auftreffen in der Präsentation (Seiten) aufgelistet.

Ch3p4:

  • „the technology of radiation production has first aimed toward higher photon and electron beam energy and intensities“
    „als Erstes“ im Verhältnis wozu?
  • Soll die Grafik rechts unten ein Beispiel für einen instabilen Strahl sein? Denn so macht sie keinen Sinn, da der Photonenstrahl nicht das Betatron verlässt. Oder soll das „Fenster“ was anderes darstellen?

Ch3p47:

  • focusing coils: Wo werden focusing coils verwendet? Sind sie so wie die Steering Coils auf der „Geraden“ zwischen Wave Accelerator und Bending Magnet positioniert? Werden als Focusing Coils Quadrupolmagnete verwendet?
  • Grafik: Stellt das Zeugs „unter“ dem Flattening Filter den Dose Monitor (Erklärung p 89) mit Rückkopplung zu den Steering Coils dar? Der zweite Unterpunkt bei der Erklärung der Focusing Coils impliziert dass es sich bei dem „Zeugs“ um FocusingCoils handelt. Das wird aber nirgens anders beschrieben und im Gegensatz dazu steht auf p90 dass das dose monitor system den electron beem steuert

Ch3p50/51:

  • Bending Magnets: bei 270° sowie 3x90° - kreuzen sich Elektronenstrahl und Photonenstrahl tatsächlich oder wirkt das nur in der 2D darstellung so? Interferieren die Strahlen nicht miteinander?

Ch3p54:
-target filter - ist damit einfach das target gemeint? ich hätt noch nicht von einem Zuätzlichen Filter gehört der beim target ist (außer die Schicht mit niedrigem Z um die e- rauszufiltern… )- meiner Meinung nach gehört da einfach „target material and flattening filter …“

  • „… have a deleterious effect“ - ist hier deleterious (d:schädlich) tatsächlich die richtige Wortwahl und sollte es nicht vl „essentiell“ oder so heißen?

Ch3p58:

  • What is R_P ? … gute Frage :wink: Auf p 124 erfährt man dass es sich wohl um die Eindringtiefe der Elektronen im Wasseräquivalent (Phantom,…) bei der der Prozentsatz P der Maximaldosis herrscht handelt, was P ist bleibt unbekannt.

Ch3p56:

  • „[the flattening filter] works as a scatter source located 7-15 cm closer to the patient.“ häher als was? als das Target?

Ch3p71:

  • flattening filter & profiles: Werden für die unterschiedlichen MV die selben flattening filter verwendet, oder werden die (wie auch das target) für die MV spezifisch ausgetauscht?

Ch3p73:

  • ? wie sind die Grafiken zu lesen?

Ch3p87:

  • dose monitor chamber: Wird mit monitor chamber e- oder photon flux kontrolliert? Ist hinter den Target angeordent, dh es müsste demnach photon sein. Wenn aber kein Target verwendet wird müssen e- gemessen werden → Ist das Messen von Photonen sowie e- in einer Ionisationskammer mit ähnlicher (zumindest ausreichender) Genauigkeit möglich?
  • Wird bei Photonen-Betrieb (mit Target) der e- flux (vor dem auftreffen auf das Target) irgendwie kontrolliert, oder geschieht die Rückkopplung ausschließlich über den Photonenstrahl?

Ch3p93:

  • „They [Secondary Collimators] have a quite complex focused design.“ Soll das Heißen, dass das Design kompliziert ist, oder dass was sie shapen sollen kompliziert ist? Die Aussage passt auf alle Fälle nicht damit zusammen dass sie ja nur rechtwinkelige Felder erzeugen können.
    Das Bild in der Mitte hat jedoch tatsächlich ein „komplexes Design“, was man damit erreichen mag is mir jedoch grad schleierhaft.

Ch3p97:

  • Grafik unten: Distanz wozu? Warum schwankt Leakage (mehr oder weniger) periodisch? den Abstand der peaks kann man mit der Kollimatorbreite von 10mm erklären, aber die unterschiedliche höhe nicht…

Ch3p102:

  • vs Grafik von Ch1p8: Warum hat 150kV XRay eine höhere Eindringtiefe als 250kV XRay? oder ist % der Oberflächendosis bei 250kV um so vieles höher dass das Verhältnis den Anschein verfälscht?

Ch3p106:

  • „linac output spectra“- ist damit jetzt e- oder bereits photon beam gemeint?

Ch3p108

  • „superficial and orthovoltage X-Ray“ sind das nicht nur zwei verschiedene Bezeichnungen fürs gleiche Verfahren?

Ch3 p118:

  • „CAX“ … center axis ?

Ch3p120:

  • SAD ?! … - source - ?- distance ?

Ch3p121:

  • S_{CP} … ? S_C … ?S_P … ? … head and phantom scatter factor - aber welcher ist welcher und wofür könnte das C stehn ?

Ch3p122:

  • "equivalent square approaches " ? was ist damit gemeint?
  • " it is attributed to the flattening filter" ?!

ch3p125:

  • Siehe Frage Ch3p58

ch3p126:

  • „About 90% of bremsstrahlung contamintation generated by the linac and only 10% by the irradiated medium.“
    by the linac- ist damit alles vor dem Auftreffen am Patienten/Phantom gemeint ?
    by the irradiated medium- Streustrahlung in Patient/Phantom ?

so… durchhören von der Vorlesung hat mich jetzt zu folgenden Erkenntnissen geführt:

ich hätte hier source-axis-distance rausgehört. bleibt die frag welche achse gemeint ist. messen wollen wir ja die dose variation abhängig von collimator opening…

Ch3p121:

  • S_{CP} > … ? > S_C > … ?> S_P > … ? … head and phantom scatter factor - aber welcher ist welcher und wofür könnte das C stehn ?

S_{CP} … Heißt einfach so :slight_smile:
S_C … collimator scatter factor- describes „machine output“ as funtion of colimator opening
S_P … phantom scatter factor- function of irradiated volume & energy

Ch3p122:

  • "equivalent > square > approaches " ? was ist damit gemeint?
  • " > it is > attributed to the flattening filter" ?!

Das Zeugs heißt einfach " Equivalent square field approach" und er wollte es in der Vorlesung nicht erklären („kommt im Praktikum“). [bei ULGstream_13 00:18]

hierzu kommt die Antwort in Ch4p5 :slight_smile: :
superficial x-ray machine: 50-80 kVp
orthovoltage x-ray machine: 80-350 kVp

Hallo,

entschuldige bitte die späte Rückmeldung - ich habe mich heute erst dem 3. Kapitel zugewendet…

Also die meisten Fragen hast du dir nun glaube ich eh schon selbst beantwortet - ich versuche mich am Rest:

Ch3p4:

  • „the technology of radiation production has first aimed toward higher photon and electron beam energy and intensities“

so eng würde ich das nicht sehen - sie haben halt erst nach technischen Möglichkeiten für höhere Energien und Intensitäten gesucht, und das Betatron ist glaube ich nur eine Skizze, schließlich endet der Strahl auch mitten im Vakuum.

Ch3p47:

  • focusing coils: Wo werden focusing coils verwendet?

Die werden zwischendurch immer wieder eingesetzt sein, zB in der Accelerator-Line (siehe Abbildung p19!). Sie dürfen schließlich nicht zu stark sein (auf starke Konvergenz folgt starke Divergenz), und der Strahl muss in allen Punkten recht knapp zusammengehalten werden, damit die Elektronen alle wirklich im selben äußeren Feld fliegen. Außerdem sind diese enrgieabhängigen Schlitze recht eng.

Stellt das Zeugs „unter“ dem Flattening Filter den Dose Monitor (Erklärung p 89) mit Rückkopplung zu den Steering Coils dar?

Ja, unter dem Flattening-Filter sind die beiden Monitor-Kammern. Es ist mir auch aufgefallen, dass diese ortsauflösende Messwerte haben müssten um Rückmeldungen an die Beam-Erzeugung geben zu können, in den Unterlagen steht aber glaube ich nichts dazu.

Ch3p50/51:

  • Bending Magnets: bei 270° sowie 3x90° - kreuzen sich Elektronenstrahl und Photonenstrahl tatsächlich oder wirkt das nur in der 2D darstellung so? Interferieren die Strahlen nicht miteinander?

Die Strahlen machen glaube ich eine Spirale und treffen sich nicht - selbst im IAEA-Buch steht zu dem Thema aber nicht viel mehr an Erklärung.

Ch3p54:
-target filter - ist damit einfach das target gemeint? ich hätt noch nicht von einem Zuätzlichen Filter gehört der beim target ist (außer die Schicht mit niedrigem Z um die e- rauszufiltern… )- meiner Meinung nach gehört da einfach „target material and flattening filter …“

Sie verwenden zuerst ein Target mit hohem Z (hohe Wechselwirkungswahrscheinlichkeit, dafür möglichst dünn), und dahinter eine Schicht mit kleinem Z (soll die verbleibenden Elektronen stoppen und vor allem das Bremsstrahlenspektrum aufhärten)

Ch3p58:

  • What is R_P ?

Ich habe leider keine Ahnung - wobei ich versucht habe eine „Übersetzungsliste“ für Abkürzungen zu verfassen.

Ch3p56:

  • „[the flattening filter] works as a scatter source located 7-15 cm closer to the patient.“ häher als was? als das Target?

Der Flattening-Filter ist 7-15 cm unter dem Fokuspunkt verbaut, also ist er 7-15cm näher am Patienten als der Fokus.

h3p71:

  • flattening filter & profiles: Werden für die unterschiedlichen MV die selben flattening filter verwendet, oder werden die (wie auch das target) für die MV spezifisch ausgetauscht?

Die Flattening-Filter werden getauscht (werden abhängig von der Energie auch dicker), deshalb gibt es auch nur diskrete Energien, die man am Beschleuniger wählen kann.

Ch3p73:

  • ? wie sind die Grafiken zu lesen?

Ich war leider nicht in der Vorlesung, interpretiere die unterschiedlichen Linien aber als „Anteile zum Energiespektrum“, also dass zB der Primäre Kollimator eher für niederenergetische Strahlung sorgt

Ch3p87:

  • dose monitor chamber:

Die Kammern bleiben jedenfalls immer im Strahl, egal ob für Photonen oder Elektronen. Beim Photonenbetrieb wird jedenfalls nur das Photonenfeld kontrolliert - egal wie die entstehen. Für mich stellt sich nur die Frage wie sie die Elektronen messen…

Ch3p97:

  • Grafik unten: Distanz wozu? Warum schwankt Leakage (mehr oder weniger) periodisch? den Abstand der peaks kann man mit der Kollimatorbreite von 10mm erklären, aber die unterschiedliche höhe nicht…

Mit Distance ist hier die Position im resultierenden Feld gemeint - und die periodischen Peaks sind die MultiLeaf-Breiten, wo die Übergänge etwas schlechter Abschirmen als die Leafs selbst.

Ch3p106:

  • „linac output spectra“- ist damit jetzt e- oder bereits photon beam gemeint?

Der Überschrift nach sind das Photonen

Ch3p108

  • „superficial and orthovoltage X-Ray“

Ich hatte die ganze Zeit geglaubt, dass das orthovoltage auf die Einflugrichtung der Elektronen und die entstehenden Photoenen anspielt (bei 90° liegt ja ein Maximum), laut https://en.wikipedia.org/wiki/Superficial_X-rays und https://en.wikipedia.org/wiki/Orthovoltage_X-rays ist das Ganze wohl aber einfach nur energieabhängig.

Ch3p120:

  • SAD ?! … - source - ?- distance ?

Es ist der Abstand vom Fokus zum Detektor bzw. dem Isozentrum (liegt ja bei den Linacs 100cm vom Fokus) - das wäre die Drehachse und so wären die Monitor-Units definiert: 10*10cm^2 Feld in 10cm Tiefe im Wasserphantom in 1m vom Fokus.

ch3p126:

  • „About 90% of bremsstrahlung contamintation generated by the linac and only 10% by the irradiated medium.“
    by the linac- ist damit alles vor dem Auftreffen am Patienten/Phantom gemeint ?
    by the irradiated medium- Streustrahlung in Patient/Phantom ?

Genau, der Großteil der Bremsstrahlung kommt aus dem Gerät selbst.

Hm, diese Fragen zeigen mir, was ich alles noch nicht weiß :frowning:

Hallo nochmal mit einem kleinen Nachtrag:

Ch3p58:

  • What is > R_P> ? .

Laut Ch4p16 ist das die Eindringtiefe von geladenen Partikeln :sunglasses:

Also ich hab jetzt für mich beschlossen, dass man Ortovoltherapie (kV Bereich Photonen in 90° zu e-) im Gegensatz zu Megavolttherapie (MV Photonen in selber Richtung wie einfallende e-) sieht. im kV Bereich gibts dann noch die Subunterscheidung zwischen Kontakttherapie, Superficial und Orthovolttherapie. Wie er eh auch selbst schreibt definiern das alle ein bissl anders. Wir wissen ja aber was gemeint ist, also werden wir uns daran sicher nicht aufhängen :wink:

also: ich find du hast schon recht :wink: (nur dass das auch mal gesagt is :stuck_out_tongue:)

Auch ich hab dazu nochwas gefunden. Schaut aus wie unsere Grafik von Ch3p125 verrät aber ein bissi genauer was gmeint ist.
Eindringtiefe Elektronen.PNG
Fig 17.6. aus Hanno Kriegler, Strahlungsmessung und Dosimetrie
https://books.google.at/books?id=izspBAAAQBAJ&printsec=frontcover&hl=de#v=onepage&q&f=false