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Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas

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OR Imaging

Orthogonal Ray Imaging for Radiotherapy Improvement


// Instrumentos e Métodos para Aplicações Biomédicas

Instrumentos e Métodos para Aplicações Biomédicas

Este é o projeto central do LIP em instrumentação para radioterapia, e é desenvolvido em parceria com um Instituto Português de Oncologia, o Hospital da Universidade de Coimbra e vários centros de pesquisa médica. O objetivo é melhorar a radioterapia, optimizando o tratamento em tempo quasi-real, para que a irradiação possa acomodar melhor o tumor e poupar o tecido saudável circundante. Para isso, utilizamos raios X ou raios gama emitidos numa direcção ortogonal ao feixe de tratamento.

A técnica de OR Imaging divide-se em dois ramos principais: OrthoCT (orthogonal computer tomography) para monitorização de radioterapia (raios-X de alta energia); e O-PGI (orthogonal prompt-gamma imaging) para monitorização de terapia com protões. A equipa do LIP dedica-se às duas linhas de investigação.

Como exemplo de progressos recentes, os resultados da análise de uma cavidade irradiada dentro de um objeto acrílico cilíndrico, utilizando um sistema OrthoCT de pequena escala, provaram recentemente, pela primeira vez, que é possível obter imagens do interior de um objecto sem rotação da fonte de raios-X. Quanto aos estudos de O-PGI, um colimador de folhas múltiplas foi totalmente optimizado usando simulação Geant4 e nossas próprias rotinas de reconstrução. A otimização baseou-se na análise de imagens obtidas após a irradiação do fantoma NCAT (fantoma antropomórfico de tronco cardíaco) com feixes terapêuticos de protões realistas. O mais difícil dos três cenários considerados foi a irradiação da glândula pituitária, em que o tecido edematoso pode representar um deslocamento de pico de Bragg tão pequeno quanto 2 mm, que o sistema O-PGI foi capaz de discriminar claramente. Está em curso trabalho para definir a granularidade e posicionamento óptimos dos cristais para que a resolução de 2 mm seja mantida com um sistema O-PGI realista. Finalmente, o movimento dos órgãos (e.g., pulmão) e o movimento das vértebras na irradiação pediátrica de corpo inteiro serão também analisados por meio de simulações de Monte Carlo.

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


crespo@lip.pt


 


  • 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  

  • Optimization of the Signal-to-Background Ratio in Prompt Gamma Imaging Using Energy and Shifting Time-of-Flight Discrimination: Experiments With a Scanning Parallel-Slit Collimator
  • Autor(es):  Patricia Cambraia Lopes, Paulo Crespo, Jan Huizenga, Dennis R. Schaart
  • Submissão:  2018-09-01, Aceitação:  2018-09-01, Publicação:  2018-09-01
  • Referência:  IEEE Trans. Radiat. Plasma Med. Sci. 2 (2018) 510-519  

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


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Andrey Morozov
Coimbra
Investigador

Hugo Simões
Coimbra
Investigador

João Costa Silva
Coimbra
Estudante de Mestrado

Márcia Quaresma
Coimbra
Investigadora

Margarida Simões
Coimbra
Estudante de Mestrado

Paulo Crespo
Coimbra
Investigador


  • Raditherapy with protons: real time imagiology with gammas and microdosimetry
  • Código:  CERN/FIS-TEC/0019/2019
  • Datas :  2020-01-01 :  2021-12-31
  • Financiamento:  90,000.00 €  

  • TPPT - Time of flight PET for Proton Therapy
  • Código:  LISBOA-01-0247-FEDER-045904
  • Datas :  2020-01-01 :  2022-12-31
  • Financiamento:  200,442.00 €  

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