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Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas

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ORimag

Orthogonal Ray Imaging for Radiotherapy Improvement


// Instrumentos e Métodos para Aplicações Biomédicas

Instrumentos e Métodos para Aplicações Biomédicas

Estes são os principais projectos do LIP na área da instrumentação para radioterapia, e são desenvolvidos em parceria com um Instituto Português de Oncologia, o Centro Hospitalar da Universidade de Coimbra, e vários centros de investigação médica internacionais. O objetivo é melhorar a radioterapia através da otimização do tratamento em tempo quasi-real, de modo a poupar o tecido saudável circundante. Para tal, utilizamos raios X ou gama emitidos ortogonalmente ao feixe de tratamento, e/ou tomografia por emissão de positrões (PET in-beam).

A técnica de imagiologia OR pode ser dividida em três ramos principais: (1) OrthoCT (orthogonal computer tomography) para monitorizar a radioterapia (raios X de alta energia); (2) O-PGI (orthogonal prompt-gamma imaging) para monitorizar a terapia de protões; e (3) PET in-beam também para monitorizar os tratamentos de terapia de protões.

Como exemplo de progressos recentes, os resultados da análise de uma cavidade irradiada no interior de um fantoma cilíndrico de acrílico, utilizando um sistema OrthoCT de pequena escala, provaram recentemente, pela primeira vez, que é possível obter imagens do interior de um objeto sem rodar nem o objeto nem a fonte de raios X. Quanto aos estudos O-PGI, um colimador multi-folhas foi totalmente optimizado utilizando a simulação Geant4 e as nossas próprias rotinas de reconstrução. A otimização baseou-se na análise das imagens obtidas após a irradiação do fantoma NCAT (fantoma antropomórfico do tronco cardíaco) com feixes de protões realistas e terapêuticos. O mais difícil dos três cenários considerados foi a irradiação da glândula pituitária. Neste caso, o tecido edematoso pode ser responsável por um desvio do pico de Bragg da ordem de 2 mm, que o sistema O-PGI foi capaz de discriminar claramente. Está-se agora a trabalhar no sentido de conceber uma granularidade e um posicionamento óptimos do cristal, de modo a que o poder de resolução de 2 mm seja mantido com um sistema O-PGI realista. O movimento dos órgãos (por exemplo, pulmões) e das vértebras na irradiação pediátrica de corpo inteiro será também analisado através de simulações de Monte Carlo e submetido a ambos os sistemas optimizados de O-PGI e de PET in-beam.

// Research Area
Física Experimental de Partículas com aceleradores
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Responsável de Grupo:  
Paulo Crespo

crespo@lip.pt


 

  • The first PET glimpse of a proton FLASH beam
  • Autor(es):  F. Abouzahr, J.P. Cesar, P. Crespo, M.J. Gajda, Z. Hu , W. Kaye, K. Klein, A. Kuo, S. Majewski, O.R. Mawlawi, A. Morozov, A. Ojha, F. Poenisch, J.C. Polf, M. Proga, N. Sahoo, J. Seco, T. Takaoka, S. Tavernier, U. Titt, X. Wang, X.R. Zhu, K. Lang
  • Submissão:  2023-06-21, Aceitação:  2023-06-21, Publicação:  2023-06-21
  • Referência:  Phys. Med. Biol. 68 (2023) 125001   Ver publicação

  • Distal edge determination precision for a multi-slat prompt-gamma camera: A comprehensive simulation and optimization of the detection system
  • Autor(es):  A. Morozov, H. Simoes, P. Crespo
  • Submissão:  2021-04-01, Aceitação:  2021-04-01, Publicação:  2021-04-01
  • Referência:  Phys. Medica 84 (2021) 85-100  

  • Rotation-free scattered-radiation imaging with a radiotherapy X-ray linac
  • Autor(es):  H. Simões, R. Ferreira Marques, P.J.B.M. Rachinhas, A. Wagner, P. Crespo
  • Publicação:  2018-11-10
  • Referência:  2018 IEEE Nucl. Sci. Symp. & Med. Imag. Conf. (NSS/MIC), Nov. 10–17, 2018, Sydney, Australia  

  • Simulation of proton range monitoring in an anthropomorphic phantom using multi-slat collimators and time-of-flight detection of prompt-gamma quanta
  • Autor(es):  Patricia Cambraia Lopes, Paulo Crespo, Hugo Simoes, Rui Ferreira Marques, Katia Parodi, Dennis R. Schaart
  • Submissão:  2018-10-01, Aceitação:  2018-10-01, Publicação:  2018-10-01
  • Referência:  Phys. Medica 54 (2018) 1-14  

Ver todas as publicações do grupo


  • ANTS
  •  Anger camera-type detector simulation and experimental data processing tools.
  •     website


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Andrey Morozov
Coimbra
Investigador

Duarte Guerreiro
Lisboa
Estudante de Doutoramento

Francisco Miguéis
Coimbra
Estudante de Mestrado

Hugo Simões
Coimbra
Investigador

João Costa Silva
Coimbra
Estudante de Doutoramento

João Gentil
Lisboa
Investigador

Jorge Sampaio
Lisboa
Investigador

José Patuleia Venâncio
Lisboa
Estudante de Doutoramento

Patrícia Gonçalves
Lisboa
Investigadora

Paulo Crespo
Coimbra
Investigador

Pedro Assis
Lisboa
Investigador

 
 

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