Un Monitor de Haz para Terapia de Iones Basado en Detectores de Píxeles HV-CMOS
Autores: Dierlamm, Alexander; Balzer, Matthias; Ehrler, Felix; Husemann, Ulrich; Koppenhöfer, Roland; Peri, Ivan; Pittermann, Martin; Topko, Bogdan; Weber, Alena; Brons, Stephan; Debus, Jürgen; Grau, Nicole; Hansmann, Thomas; Jäkel, Oliver; Klüter, Sebastian; Naumann, Jakob
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un Monitor de Haz para Terapia de Iones Basado en Detectores de Píxeles HV-CMOS
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión del conocimiento
Palabras clave
Terapia de partículas
Hadrones
Protones
Iones de carbono
Células tumorales
Sistema de monitoreo de haz
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
La terapia de partículas es un tratamiento clínico bien establecido para tumores. Más de cien centros de terapia de partículas están en funcionamiento en todo el mundo. La ventaja de utilizar hadrones como protones o iones de carbono como partículas para la irradiación de tumores es el pico distintivo en la deposición de energía dependiente de la profundidad, que se puede aprovechar para depositar dosis de manera precisa en las células tumorales. Para garantizar esto, la alta precisión en el monitoreo y control del haz de partículas es de suma importancia. Antes de que el haz de partículas entre en el paciente, atraviesa un sistema de monitoreo que debe proporcionar retroalimentación rápida al sistema de control del haz sobre la posición y la tasa de dosis del haz, mientras interactúa mínimamente con el haz. Las cámaras de múltiples hilos, que se utilizan principalmente como monitores de posición del haz, tienen sus limitaciones cuando se requiere un tiempo de respuesta rápido (tiempo de deriva). Los desarrollos futuros, como la terapia de haz de iones guiada por MRI, plantean desafíos adicionales para el sistema de monitoreo del haz, como la tolerancia a campos magnéticos y ruido acústico (vibraciones). Los detectores de estado sólido prometen superar estas limitaciones y la mayor resolución que ofrecen puede crear beneficios adicionales. Este artículo presenta la evaluación de un detector HV-CMOS para el monitoreo del haz, proporciona resultados de estudios de viabilidad en un haz terapéutico y resume los conceptos hacia el ensamblaje y sistema de lectura final a gran escala.
Descripción
La terapia de partículas es un tratamiento clínico bien establecido para tumores. Más de cien centros de terapia de partículas están en funcionamiento en todo el mundo. La ventaja de utilizar hadrones como protones o iones de carbono como partículas para la irradiación de tumores es el pico distintivo en la deposición de energía dependiente de la profundidad, que se puede aprovechar para depositar dosis de manera precisa en las células tumorales. Para garantizar esto, la alta precisión en el monitoreo y control del haz de partículas es de suma importancia. Antes de que el haz de partículas entre en el paciente, atraviesa un sistema de monitoreo que debe proporcionar retroalimentación rápida al sistema de control del haz sobre la posición y la tasa de dosis del haz, mientras interactúa mínimamente con el haz. Las cámaras de múltiples hilos, que se utilizan principalmente como monitores de posición del haz, tienen sus limitaciones cuando se requiere un tiempo de respuesta rápido (tiempo de deriva). Los desarrollos futuros, como la terapia de haz de iones guiada por MRI, plantean desafíos adicionales para el sistema de monitoreo del haz, como la tolerancia a campos magnéticos y ruido acústico (vibraciones). Los detectores de estado sólido prometen superar estas limitaciones y la mayor resolución que ofrecen puede crear beneficios adicionales. Este artículo presenta la evaluación de un detector HV-CMOS para el monitoreo del haz, proporciona resultados de estudios de viabilidad en un haz terapéutico y resume los conceptos hacia el ensamblaje y sistema de lectura final a gran escala.