Technische Universität Ilmenau

Technics of Radiation Therapy - Modultafeln of TU Ilmenau

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module properties Technics of Radiation Therapy in degree program Master Biomedizinische Technik 2014
module number5612
examination number2200156
departmentDepartment of Computer Science and Automation
ID of group 2221 (Biomedical Engineering)
module leader Dr. Dunja Jannek
term winter term only
languageDeutsch
credit points3
on-campus program (h)34
self-study (h)56
obligationelective module
examoral pass-fail certificate, 20 minutes
details of the certificate
alternative examination performance due to COVID-19 regulations incl. technical requirements
signup details for alternative examinations
maximum number of participants
previous knowledge and experience

Physik, Messtechnik, Strahlenbiologie/Medizinische Strahlenphysik

learning outcome

Die Kerninhalte orientieren sich an den aus der strahlentherapeutischen Aufgabe resultierenden interdisziplinären physikalischen, strahlenbiologischen und technische Problemen. Die Studierenden werden befähigt, mit Hilfe der vermittelten methodischen Grundlagen zur physikalisch-technischen Bestrahlungsplanung sich in der medizinischen Praxis in ein therapeutisches Anwendungsgebiet hoher Dynamik einzuarbeiten. Die strahlentherapeutische Technik liefert die Kenntnisse zu den therapeutischen Möglichkeiten der Bestrahlungsmaschinen. Die klinische Dosimetrie befähigt die Studierenden, den erwünschten strahlenbiologischen Effekt unter Nutzung technischer Hilfsmittel quantitativ zu bestimmen. Hier liegen methodische Schwerpunkte des Faches. Die Studierenden werden in die Lage versetzt, in ihrem eigenverantwortlichen Aufgabenbereich von der Lokalisation und Simulation über die Berechnung der dreidimensionalen Dosisverteilung bis zur technischen Qualitätssicherung und zum Strahlenschutz im physikalisch-technischen Bereich bei der Patientenversorgung als Partner des Arztes tätig zu werden.

content

Strahlentherapeutische Technik: Röntgentherapieeinrichtungen – Röntgentherapieröhren; Röntgentherapiegeneratoren. Medizinische Linearbeschleuniger – Driftröhrenbeschleuniger; Wanderwellenbeschleuniger; Stehwellenbeschleuniger; Anforderungen an medizinische Beschleuniger; Strahlerkopf für Elektronenbetrieb; Strahlerkopf für Photonenbetrieb; Dosismonitorsystem; kV- und MV-Bildgebung zur Lagekontrolle; Technische Möglichkeiten der Bewegungskompensation; Kontroll- und Protokolliersysteme; Cyberknife. Intraoperative Strahlentherapie. Einrichtungen mit umschlossenen Quellen – Afterloadingtherapieeinrichtungen; Telegammatherapieeinrichtungen; Gammaknife. Strahlentherapeutischer Gesamtprozess mit virtueller Simulation und Verifikation. Qualitätssicherung und Qualitätskontrolle.

Klinische Dosimetrie: Dosisgrößen, Wechselwirkungskoeffizienten – LET; RBW. Dosismessung – Allgemeine Sondenmethode; Absolut- und Relativdosimetrie; Ansätze zur Umrechnung DSonde in DGewebe; Sekundärteilchengleichgewicht; Bragg-Gray-Bedingung; Messbereiche für Luftionisationskammern; Dosimetrie in gepulsten Feldern.

Bestrahlungsplanung: Zielstellung, Schritte - Biologisch-medizinische Bestrahlungsplanung - Toleranzdosis; Physikalisch-technische Bestrahlungsplanung. Auswahl von Strahlenart und – energie – Röntgenstrahlen bis 300 kV; Protonen und Schwerionen; Neutronen; Gammastrahlen, Bremsstrahlen, Elektronen. Auswahl der Bestrahlungstechnik – Zielvolumenkonzept; Möglichkeiten und Begriffe; Kontakttherapie; Stehfeldbestrahlung; Bewegungsbestrahlung; Keilfilter und Blöcke; Zeitliche Optimierung - Fraktionierung. Praktische Durchführung – Konformalbestrahlung; Topometrie; Dosisverteilung; Manuelle Ermittlung; Computergestützte Ermittlung; Vergleich aktueller Planungsalgorithmen auch zu Monte-Carlo-Simulationen; Optimierung; Inverse Planung; 3D-CRT; IMRT; VMAT; Aktuelle Entwicklungen. Planungsvergleichsstudien.

In 2 Exkursionen wird die biologisch-medizinische und die physikalisch-technische Ebene in der Strahlentherapie in der klinischen Routine von Ärzten und Physikern beleuchtet. Dabei wird auf das Aufgabengebiet des MPE in der Routine an praktischen Beispielen Bezug genommen.

media of instruction and technical requirements for education and examination in case of online participation

Vorlesung

Medienform: Tafel, Mitschriften, Folien, Arbeitsblätter, Powerpoint-Präsentation

Veranstaltungsform: Präsenz

->wenn durch Corona-Maßnahmen erforderlich: Online- und Hybrid-Vorlesung

Technische Voraussetzung: webex https://intranet.tu-ilmenau.de/site/vpsl-pand/SitePages/Handreichungen_Arbeitshilfen.aspx

Moodle-Link: https://moodle2.tu-ilmenau.de/enrol/index.php?id=906

 

literature / references
  1. Krieger, Hanno (2017): Grundlagen der Strahlungsphysik und des Strahlenschutzes. 5.Aufl. Springer Spektrum.
  2. Krieger, Hanno (2017): Strahlungsquellen für Technik und Medizin. 3.Aufl.: Springer Spektrum.
  3. Krieger, Hanno (2013): Strahlungsmessung und Dosimetrie. 2.Aufl.: Springer Spektrum.
  4. Hinterberger, Frank (2008): Physik der Teilchenbeschleuniger und Ionenoptik. 2.Aufl., Springer.
  5. Schlegel, Wolfgang (Hg) (2018): Medizinische Physik: Grundlagen-Bildgebung-Therapie-Technik. Springer Spektrum.
  6. Wannenmacher, Michael; Wenz, Frederik (2013): Strahlentherapie. 2.Aufl.; Springer.
evaluation of teaching

Pflichtevaluation:

WS 2011/12 (Fach)

Freiwillige Evaluation:

Ws 2014/15 (Vorlesung)

WS 2015/16 (Vorlesung)

Hospitation:

WS 2011/12