Izbrane teme sodobne fizike in matematike
Pri protonski radioterapiji izkoriščamo oster Braggov vrh, ki se pojavi v globinski porazdelitvi oddane energije protonov v telesu, zaradi katerega lahko natančneje omejimo obsevano območje na področje tumorja kakor pri klasični fotonski radioterapiji. Izgubo energije protonov v snovi na dolžinsko enoto podaja Bethe-Blochova enačba. Pred začetkom obsevanja je potrebno narediti obsevalni načrt, pri katerem si lahko pomagamo z analitičnimi modeli fizikalnih procesov in Monte Carlo simulacijami. Pri adaptivni radioterapiji spremljamo spremembe na področju tumorja in okoli njega pred vsakim ponovnim obsevanjem, kar je lahko v časovnem okviru nekaj tednov ali dni. Hkrati se vedno pogosteje spremlja razporeditev doze v realnem času. Pri slednjem je obetavno spremljanje doze z detekcijo žarkov gama in slikanje z magnetno resonanco v realnem času.
The advantage of proton radiotherapy over photon radiotherapy is in more localized dose distribution, which accurs in the area of Bragg peak. The energy loss rate of protons inside a body is described by Bethe-Bloch equation. Before the beginning of the treatment, it is necessary to make a treatment plan with the help of analytical models of physical processes and use of computer simulations such as Monte Carlo simulations. When treating with adaptive radiotherapy, changes in the tumor area are observed before every irradiation, which can be done every few days or weeks, depending on the treatment plan. To achieve better results, real-time imaging methods are being developed. One of the possibilities of monitoring the dose distribution in the body is with detection of emitted gamma rays and with real-time magnetic resonance imaging.