Протом

[Буквоед]

Сообщение от vbr

В недрах курчатника организован так называемый центр компетенции в протонной терапии. Центр получил финансирование на разработку серийного комплекса ПЛТ. Любопытно, кто-нибудь из Протвино
участвует в этом проекте ?

А ссылочку точнее "недр" изволите дать?

[vbr]

Сообщение от Буквоед

А ссылочку точнее "недр" изволите дать?

Все делается в глубокой тайне, поэтому ссылок нет.

[Буквоед]

Сообщение от vbr

Все делается в глубокой тайне, поэтому ссылок нет.

Воруют, наверное. Весь вопрос - у кого?

[vbr]

Сообщение от Буквоед

Воруют, наверное. Весь вопрос - у кого?

Да понятно у кого. Проект финансируется из госбюджета.

[Буквоед]

Сообщение от vbr

Да понятно у кого. Проект финансируется из госбюджета.

Вообще понятно, что вопрос был не о деньгах, а о технологии -циклотрон там, синхротрон, линак...

[vbr]

Сообщение от Буквоед

Вообще понятно, что вопрос был не о деньгах, а о технологии -циклотрон там, синхротрон, линак...

Насколько я знаю, выбрали синхротрон. Не балакинский, естественно. Впрочем, до железа дело не дойдет.

[vbr]

https://www.timesofisrael.com/p-cure...half-the-cost/
С ускорителем Балакина.

[Владимир Аникеев]

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
Volume 983, 11 December 2020, 164588

GaToroid: A novel toroidal gantry for hadron therapy
L.Bottura_a E.Felcinia_b G.De Rijk_a B.Dutoit_b
a TE Department - CERN, 1211 Geneva 23, Switzerland
b Groupe SCI IC BD-EPFL, 1015, Lausanne, Switzerland
Abstract

We describe here a novel concept of a gantry for hadron therapy, based on the use of a toroidal field configuration. The main features of this concept are that the gantry is not rotating, and is operated in steady-state We propose that is built based on superconducting magnets, reaching field levels not achievable using normal conducting iron-dominated magnets. The simplification resulting from the specific magnetic configuration, and the scale reduction that can be achieved using high-field superconducting magnets, bear a definite potential for significant reduction of dimensions and mass. In this paper we introduce the concept of the toroidal gantry, discussing the features of beam transport in a toroidal field. We then provide general considerations on the design of the coil, and analytical scaling of relevant indicators such as forces and stored energy. Finally, we give an example of practical layouts for a proton gantry that can be used as a benchmark for comparison with other designs.

Мы описываем здесь новую концепцию гантри для адронной терапии, основанную на использовании конфигурации тороидального поля. Основными особенностями этой концепции являются то, что портал не вращается и работает в установившемся режиме. Мы предлагаем, что он построен на основе сверхпроводящих магнитов, достигающих уровней поля, недостижимых при использовании нормально проводящих магнитов с преобладанием железа. Упрощения, связанные с конкретной магнитной конфигурацией, и уменьшение масштаба, которое может быть достигнуто с помощью сильнопольных сверхпроводящих магнитов, несут определенный потенциал для значительного уменьшения размеров и массы. В этой статье мы вводим понятие тороидального гантри, обсуждая особенности транспортировки пучка в тороидальном поле. Затем мы приводим общие соображения по поводу конструкции катушки и аналитического масштабирования соответствующих показателей, таких как силы и запасенная энергия. Наконец, мы приводим пример практических схем протонного гантри, который можно использовать в качестве эталона для сравнения с другими конструкциями.

Статья целиком:
https://www.sciencedirect.com/scienc...852?via%3Dihub

Так получается, что сверхпроводящие магниты - перспектива адронной терапии.

[vbr]

Сообщение от Владимир Аникеев

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
Volume 983, 11 December 2020, 164588

GaToroid: A novel toroidal gantry for hadron therapy
L.Bottura_a E.Felcinia_b G.De Rijk_a B.Dutoit_b
a TE Department - CERN, 1211 Geneva 23, Switzerland
b Groupe SCI IC BD-EPFL, 1015, Lausanne, Switzerland
Abstract

Статья целиком:
https://www.sciencedirect.com/scienc...852?via%3Dihub

Так получается, что сверхпроводящие магниты - перспектива адронной терапии.

Сколько их было, таких идей...

[Владимир Аникеев]

52-я сессия Программно-консультативного комитета по ядерной физике состоялась 25 июня в формате видеоконференции под председательством профессора М.Левитовича.
...
ПКК заслушал отчет о результатах работ в рамках завершаемой темы «Совершенствование фазотрона ЛЯП (ОИЯИ) и разработка циклотронов для физических и прикладных исследований», представленный Г.А.Карамышевой.

Благодаря проведенной в 2016–2020 гг. модернизации фазотрона и трактов пучков была обеспечена стабильная работа ускорителя в среднем 1000 ч в год, около 80% из которых использованы на медицинские цели. Исследования по теме в основном фокусировались на разработке и совершенствовании циклотронов для адронной терапии. Важные работы проведены в сотрудничестве с Институтом ядерной физики Польской академии наук по модернизации циклотрона АИЦ-144 в Кракове и с Институтом физики плазмы Китайской академии наук (Хэфэй) по проектированию и созданию сверхпроводящего изохронного циклотрона SC200 для протонной терапии. В ОИЯИ был разработан физический проект компактного сверхпроводящего циклотрона SC230, имеющего меньшие размеры и необходимый уровень магнитного поля. Ускоритель SC230 может стать кандидатом для дальнейшей реализации медико-биологической исследовательской программы в ОИЯИ.

ПКК констатировал, что для выбора пути реализации современного протонно-терапевтического центра в ОИЯИ необходимо сформулировать четкие критерии, в соответствии с которыми может быть создан ускоритель для медицинских целей, в частности конкретизировать количество пациентов, которое планируется принимать, и количество сеансов протонной терапии для них.
ПКК рекомендовал рассмотреть возможность продолжения коллективом активности в области разработки, создания и модернизации циклотронов, включая сотрудничество в области совершенствования медицинских циклотронов, в рамках одной из тем ЛЯП, а также рекомендовал дирекции ОИЯИ принять в ближайшее время решение по этому направлению и поддержать работы по выбору оптимальной установки для протонной терапии.
...

Новости ОИЯИ №3 2020, стр.32

[x2v0]

Сегодня 6.12

[PAS]

На днях обновили таблицу работающих протонных центров,
и в ней официально появился новый центр Гордона Брауна

в Бостоне с синхротроном ПРОТОМа.

Это третий центр , открытый в 2020 году в США.

https://gray.mgh.harvard.edu/66-news...-proton-center

First treatment at new Gordon Browne proton center

We treated our first patient at the new Gordon Browne proton therapy center.
This is the first time a proton therapy system (ProTom Radiance 330) was retrofitted in treatment rooms
designed for conventional radiation treatments.

The technical development at MGH was led by Ben Clasie, Ph.D., with substantial support from Greg Sharp, Ph.D.,
Drosoula Giantsoudi, Ph.D., Brian Winey, Ph.D., John Wolfgang, Ph.D., Ken Jee, Ph.D., Nick Depauw, Ph.D. and many others.
© 2020 Physics Division - Massachusetts General Hospital, Department of Radiation Oncology. Privacy notice.

=== Яндекс перевод

Первое лечение в новом протонном центре Гордона Брауна

Мы лечили нашего первого пациента в новом Центре протонной терапии Гордона Брауна.

Это первый случай, когда система протонной терапии (Proto Radiance 330) была модернизирована в процедурных кабинетах,
предназначенных для обычного лучевого лечения.

Техническое развитие в MGH в последствие возглавил Бен Класи, К. Д., при существенной поддержке Грег Шарп, доктор философии,
Drosoula Giantsoudi, к. т. н., Брайан Winey, к. т. н., Джон Вольфганг, к. т. н., Кен Джи, к. т. н., Ник депо, кандидат исторических наук и многие другие.

История этого центра (с фотографиями) на сайте компании (23 октября 2020)

https://www.protominternational.com/...eral-hospital/

[vbr]

Любопытно, кто им гантри делал.

[vbr]

Сообщение от vbr

Любопытно, кто им гантри делал.

А как насчет флэш-терапии, уважаемые дамы и господа ?

[vbr]

Сообщение от x2v0

Сегодня 6.12

Мои поздравления. Как его здоровье ?

[Владимир Аникеев]

FYI
A novel approach to seamless simulations of compact hadron therapy systems for self-consistent evaluation of dosimetric and radiation protection quantities

C. Hernalsteens1,4(a) , R. Tesse1, S. T. Boogert2, Q. Flandroy3, C. Fuentes3, E. Gnacadja1, L. J. Nevay2, N. Pauly1, E. Ramoisiaux1, W. Shields2, F. Stichelbaut3 and A. Vandenhoeke1
1 Service de M´etrologie Nucl´eaire, Universit´e libre de Bruxelles - Brussels, Belgium
2 Royal Holloway, University of London - Egham, TW20 0EX, UK
3 Ion Beam Applications (IBA) - Louvain-la-Neuve, Belgium
4 CERN, European Organization for Nuclear Research - 1211 Geneva 23, Switzerland

Abstract – Hadron therapy installations are evolving towards more compact systems that require higher-quality beams for advanced treatment modalities such as proton flash and arc therapy. Therefore the accurate modelling of present and next-generation systems poses new challenges where the simulations require both magnetic beam transport and particle-matter interactions. We present a novel approach to building simulations of beam delivery systems at a level suitable for clinical applications while seamlessly providing the computation of quantities relevant for beam dose deposition, radiation protection assessment, and shielding activation determination. A realistic model of the Ion Beam Applications (IBA) ProteusR One system is developed using Beam Delivery Simulation (BDSIM), based on Geant4, that uniquely allows simulation using a single model. Its validation against measured data is discussed in detail. The first results of selfconsistent simulations for beam delivery and equivalent ambient dose are presented. The results show that our approach successfully models the complex interactions between the beam transport and its interactions with the system for relevant clinical scenarios at an acceptable computational cost.

Яндекс-переводчик
Установки адронной терапии эволюционируют в сторону более компактных систем, требующих более качественных пучков для передовых методов лечения, таких как протонная вспышка и дуговая терапия. Поэтому точное моделирование систем нынешнего и следующего поколений ставит новые задачи, когда требуется моделирование как магнитного переноса пучка, так и взаимодействия частиц с веществом. Мы представляем новый подход к построению моделирования систем доставки пучка на уровне, подходящем для клинических применений, в то же время легко обеспечивая вычисление величин, имеющих отношение к осаждению дозы пучка, оценке радиационной защиты и определению активации экранирования. Реалистичная модель применения ионного пучка (IBA) ProteusR One system разработана с использованием Моделирования доставки пучка (BDSIM), основанного на Geant4, что однозначно позволяет моделировать с использованием одной модели. Подробно обсуждается его валидация по измеренным данным. Представлены первые результаты самосогласованного моделирования доставки пучка и эквивалентной амбиентной дозы. Результаты показывают, что наш подход успешно моделирует сложные взаимодействия между переносом пучка и его взаимодействием с системой для соответствующих клинических сценариев при приемлемых вычислительных затратах.

http://cds.cern.ch/record/2750014/fi..._132_50004.pdf

[Василий]

Сообщение от Владимир Аникеев

Яндекс-переводчик
Установки адронной терапии эволюционируют в сторону более компактных систем, требующих более качественных пучков для передовых методов лечения, таких как протонная вспышка и дуговая терапия. Поэтому точное моделирование систем нынешнего и следующего поколений ставит новые задачи, когда требуется моделирование как магнитного переноса пучка, так и взаимодействия частиц с веществом. Мы представляем новый подход к построению моделирования систем доставки пучка на уровне, подходящем для клинических применений, в то же время легко обеспечивая вычисление величин, имеющих отношение к осаждению дозы пучка, оценке радиационной защиты и определению активации экранирования. Реалистичная модель применения ионного пучка (IBA) ProteusR One system разработана с использованием Моделирования доставки пучка (BDSIM), основанного на Geant4, что однозначно позволяет моделировать с использованием одной модели. Подробно обсуждается его валидация по измеренным данным. Представлены первые результаты самосогласованного моделирования доставки пучка и эквивалентной амбиентной дозы. Результаты показывают, что наш подход успешно моделирует сложные взаимодействия между переносом пучка и его взаимодействием с системой для соответствующих клинических сценариев при приемлемых вычислительных затратах.

http://cds.cern.ch/record/2750014/fi..._132_50004.pdf

Люди, искушённые в написании заявок на гранты и в других способах честного отъёма средств на что-нибудь хорошее, должно быть знают, как это бывает важно - использовать в предложении модные термины, чтобы у деньгодателей возникло замыкание в нужном месте, и ток потёк по цепи. Я был удивлён, не встретив такого модного термина в статье: должно быть, у авторов и так всё хорошо с финансированием, и они не нуждаются в терминологических протезах. Ну а для тех, кто менее удачлив (допустим, если подобное всестороннее моделирование рассматривают в ПРОТОМе), "digital twin" в помощь. Подозреваю, что люди с вычислительными мощностями, которые они "засолили впрок", но не знают толком, куда девать, могли бы быть заинтересованы в такого рода сотрудничестве с пучковой медициной. Ну или не совсем "впрок", просто ресурс простаивает иногда или значительную часть времени. Вряд ли у самого ПРОТОМа есть собственный производительный вычислительный центр, а где-то рядом он может обнаружиться.

[vbr]

http://cds.cern.ch/record/2750014/fi..._132_50004.pdf
Как-то не очень понятно, что же там есть нового.

[Владимир Аникеев]

Сообщение от vbr

http://cds.cern.ch/record/2750014/fi..._132_50004.pdf
Как-то не очень понятно, что же там есть нового.

IBA использует Geant, для IBA это похоже новость.

[vbr]

Сообщение от Владимир Аникеев

IBA использует Geant, для IBA это похоже новость.

Программы МК в лучевой терапии используют весьма давно. Насколько я знаю, система планирования Протома
тоже основана на этом методе.
https://www.aapm.org/meetings/04AM/p...2271-66100.pdf

[Alsh]

Сообщение от Василий

(допустим, если подобное всестороннее моделирование рассматривают в ПРОТОМе), "digital twin" в помощь. Подозреваю, что люди с вычислительными мощностями, которые они "засолили впрок", но не знают толком, куда девать, могли бы быть заинтересованы в такого рода сотрудничестве с пучковой медициной. Ну или не совсем "впрок", просто ресурс простаивает иногда или значительную часть времени. Вряд ли у самого ПРОТОМа есть собственный производительный вычислительный центр, а где-то рядом он может обнаружиться.

Боюсь, в медицине какой-то внешний расчетный центр использовать юридически сложно. Для каких-то разовых задач в рамках разработки алгоритмов и тестирования ПО - может быть.
Но прямо такой острой потребности не вижу, техники хватает, если проявляется недостаток мощностей, то он закрывается по мере необходимости.

Сообщение от vbr

Программы МК в лучевой терапии используют весьма давно. Насколько я знаю, система планирования Протома
тоже основана на этом методе.
https://www.aapm.org/meetings/04AM/p...2271-66100.pdf

В Протоме да. Он требователен к ресурсам, но пока что результат моделирования даёт лучше чем что-то другое.

[vbr]

даёт лучше чем что-то другое.
А что другое использовали ?

[Alsh]

Сообщение от vbr

даёт лучше чем что-то другое.
А что другое использовали ?

Были разные попытки интерполировать полученные экспериментально или расчетом методом Монтекарло таблицы на произвольный пучок с известными стартовыми параметрами. В однородной среде результат вполне неплохой получался, но при переменной плотности среды имелись значительные дефекты расчета. Окончательно направление не закрыто, может быть когда-нибудь вернусь ещё к этой теме.
Сейчас используется своя реализация МК, с заложенной математикой, схожей с реализованной в Джанте. Для ускорения расчетов используется графический ускоритель.

[vbr]

Сообщение от Alsh

Были разные попытки интерполировать полученные экспериментально или расчетом методом Монтекарло таблицы на произвольный пучок с известными стартовыми параметрами. В однородной среде результат вполне неплохой получался, но при переменной плотности среды имелись значительные дефекты расчета. Окончательно направление не закрыто, может быть когда-нибудь вернусь ещё к этой теме.
Сейчас используется своя реализация МК, с заложенной математикой, схожей с реализованной в Джанте. Для ускорения расчетов используется графический ускоритель.

Каково типичное время расчета 3Д поля с одного направления ?

[Alsh]

Там большой разброс от разных факторов зависящий. Типичное время - минут сорок - час. Расчет одного пучка от 0.2 до 0.8 секунды, основное время тратится на перегон плотностей и дозного поля из оперативки в карту ускорителя и обратно. Ну и сам алгоритм оптимизации не быстрый, итеративный, с последовательным приближением. В-общем пока от десятков минут до нескольких часов может занимать расчет полного плана. Обычно параллельно считаются несколько направлений, потом из них комбинируются несколько вариантов плана облучения и выбирается наилучший.

[vbr]

В принципе, это приемлемые времена расчета. Конечно, хотелось бы побыстрее

[Владимир Аникеев]

2nd Practical Proton Therapy Seminar LIVESTREAM 2021

February 25 - 26, 2021 - LIVESTREAM- Mountain Standard Time (Arizona) Time Converter

The Mayo Clinic 2nd Practical Proton Therapy Seminar Livestream is designed to give radiation oncologists, medical physicists, dosimetrists, therapists, medical residents and physics residents a focused interactive educational experience in implementing pencil beam scanning therapy. The livestream seminar includes lectures on the basic principles of proton beam therapy, physics commissioning and QA, and practical guidance on patient CT/immobilization and disease-specific treatment planning methods. National experts in the proton field are invited to give four keynote lectures on the most exciting proton research topics, such as flash therapy and proton radiobiology, predictive modeling, immune effects of radiotherapy, and proton grid therapy.

Гугл-перевод:
2-й практический семинар по протонной терапии Клиники Майо предназначен для того, чтобы дать радиационным онкологам, медицинским физикам, дозиметристам, терапевтам, медицинским резидентам и резидентам-физикам целенаправленный интерактивный образовательный опыт в реализации сканирующей терапии карандашным лучом. Семинар включает в себя лекции по основным принципам протонно-лучевой терапии, физическому вводу в эксплуатацию и QA, а также практические рекомендации по КТ/иммобилизации пациента и методам планирования специфического лечения заболевания. Национальные эксперты в области протонов приглашаются для чтения четырех основных лекций по наиболее интересным темам протонных исследований, таким как флэш-терапия и протонная радиобиология, прогностическое моделирование, иммунные эффекты лучевой терапии и протонная сеточная терапия.

https://ce.mayo.edu/hematology-and-o...ivestream-2021

300$ за студента - посильные деньги. А такие студенты у нас есть.