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Investigación en Radiofísica e Instrumentación Nuclear en Medicina. - IRIMED

Referencia del grupo:

GIUV2017-378

 
Descripción de la actividad investigadora:
El grupo de Investigación propuesto se crea para la realización de actividades de investigación, desarrollo e innovación en el campo de la Física Médica, la Oncología Radioterápica y la Instrumentación Nuclear en Medicina, y cuyas principales líneas a desarrollar son las siguientes: - Dosimetría clínica y física- Dosimetría in vivo- Aplicaciones clínicas en Braquiterapia y Radioterapia con haces externos- Desarrollo de técnicas Monte Carlo para aplicaciones clínicas- Instrumentación para detección y dosimetría con radiaciones ionizantes - Diseño de aplicadores para su uso en oncología radioteràpica- Estudio y diseño de soluciones en el campo de la protonterapia Por tanto, la actividad investigadora de los miembros de este grupo se puede dividir en una serie de apartados: a) El Laboratorio de Tecnología para Detectores de Radiación desarrolla su actividad investigadora en todos los aspectos tecnológicos relacionados con la lectura, acondicionamiento, procesado y transmisión de datos de detectores de radiación tanto ionizante como no ionizante. Entre ellos podemos destacar el desarrollo de electrónica front-end discreta e integrada para el acondicionamiento de señales procedentes...El grupo de Investigación propuesto se crea para la realización de actividades de investigación, desarrollo e innovación en el campo de la Física Médica, la Oncología Radioterápica y la Instrumentación Nuclear en Medicina, y cuyas principales líneas a desarrollar son las siguientes: - Dosimetría clínica y física- Dosimetría in vivo- Aplicaciones clínicas en Braquiterapia y Radioterapia con haces externos- Desarrollo de técnicas Monte Carlo para aplicaciones clínicas- Instrumentación para detección y dosimetría con radiaciones ionizantes - Diseño de aplicadores para su uso en oncología radioteràpica- Estudio y diseño de soluciones en el campo de la protonterapia Por tanto, la actividad investigadora de los miembros de este grupo se puede dividir en una serie de apartados: a) El Laboratorio de Tecnología para Detectores de Radiación desarrolla su actividad investigadora en todos los aspectos tecnológicos relacionados con la lectura, acondicionamiento, procesado y transmisión de datos de detectores de radiación tanto ionizante como no ionizante. Entre ellos podemos destacar el desarrollo de electrónica front-end discreta e integrada para el acondicionamiento de señales procedentes de fotomultiplicadores y fotodiodos, el diseño e implementación de sistemas de adquisición y tratamiento de datos digitales procedentes de detectores de radiación y la transmisión de datos tanto en medios eléctricos como ópticos. La aplicación de estos desarrollos se centra en los experimentos de física nuclear experimental, física de partículas y física médica, así como en la transferencia tecnológica de aquéllos de utilidad en el sector industrial.b) Model-Base Dose Advance Calculation Algorithms. En estos momentos, y gracias a un acuerdo de investigación firmado entre el Hospital La Fe, la Universidad de Valencia y la compañía Nucletron-Elekta, La Fe cuenta en las instalaciones del servicio de Oncología Radioterápica con el sistema ACE integrado dentro del planificador Oncentra Brachy. Dicho sistema, pionero en España, representa una de las principales apuestas de Nucletron-Elekta en el campo de la dosimetría en braquiterapia de alta tasa. Asimismo, los profesores Facundo Ballester y Javier Vijande son miembros del grupo de trabajo conjunto AAPM-ESTRO-ABG encargado del estudio y caracterización de dichos sistemas, por lo que la sinergia entre el trabajo clínico realizado en La Fe con el uso y desarrollo de dicho sistema y el estudio teórico realizado por los profesores de la UV permitirá realizar un estudio a largo plazo encaminado a reemplazar los formalismos dosimétricos actuales. c) Caracterización de sistemas de braquiterapia electrónica. Como ejemplo de sistemas de braquiterapia electrónica es importante citar el sistema Esteya, objeto de una colaboración entre el Hospital La Fe, la UV y la compañía Nucletron-Elekta. En este momento se está desarrollando una caracterización completa del mismo mediante técnicas de simulación Monte Carlo. Otros sistemas de braquiterapia electrónica, como son los sistemas Intrabeam, también son objeto de estudio dentro de presente grupo de investigación. d) Estudio de nuevos algoritmos para el tratamiento de lesiones tumorales de próstata utilizando implantes permanentes de braquiterapia. En la actualidad se está desarrollando en la UV un sistema de correcciones dosimétricas con el objetivo de ser implementado dentro de un planificador real. e) Desarrollo de sistemas de planificación basados en códigos Monte Carlo. En la actualidad se está desarrollando un esfuerzo importante en el campo de la computación en la UV con objeto de desarrollar códigos de Monte Carlo que puedan implementarse dentro de un sistema de planificación. f) Renovación del TSR-398. Bajo mandato de la IAEA la UV deberá encargarse de la simulación Monte Carlo y de realizar las correspondientes medidas clínicas de varias cámaras de ionización bajo diferentes haces de radiación.
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Página Web:
 
Objetivos cientificotécnicos:
  • Sistemas a medida para la adquisición y procesado de datos
  • Diseño digital de alta velocidad
  • Estudio y caracterización de sistemas de braquiterapia electrónica y renovacion del TST-398
  • Nuevos sistemas de transmisión de datos
  • Caracterización de Model-Base Dose Advance Calculation Algorithms en el ámbito de la braquiterapia de alta tasa
 
Líneas de investigación:
  • Diseño electrónico de bajo ruido. Diseño de circuitos analógicos de bajo ruido.
  • Diseño digital de alta velocidad. Diseño de placas de circuito impreso para electrónica digital de alta velocidad.
  • Integridad de la señal y la distribución de la alimentación. Estudios teóricos para la mejora de la integridad de la señal (reducción de acoplamientos, y la emisión electromagnética en sistemas de transmisión digital de alta velocidad. Estudio de esquemas de distribución de la alimentación para mejorar la calidad de la señales digitales.
  • Algoritmos avanzados de calculo de dosis. Utilizando simulaciones Montecarlo y el sistema ACE, al cual el grupo tiene acceso gracias a la colaboración Elekta-La Fe-UV, se procederá a localizar sistemas donde el formalismo utilizado actualmente en la planificación de tratamientos de braquiterapia de alta tasa deja de ser válido.
  • Caracterización de sistemas de braquiterapia electrónica. Caracterización de sistemas de braquiterapia electrónica mediante técnicas Monte Carlo. A continuación se procederá al cálculo de la respuesta de las cámaras de ionización disponibles en el mercado con objeto de obtener los factores de correspondencia que permitirán su uso en la practica clinica
  • Estudio de nuevos algoritmos para el tratamiento de lesiones tumorales de. Una vez finalizado el desarrollo de algoritmos efectivos se procederá a la implementación de las técnicas de fusión-deformación entre tomografía computerizada y ultrasonido necesarias. A continuación se procederá a su implementación en un sistema de planificación comercial y su verificación clínica.
  • Desarrollo de sistemas de planificación basados en códigos Monte Carlo. El primer paso consiste en la migración a C++ CUDA. A continuación se mejorarán las técnicas numéricas necesarias utilizarlo como algoritmo de planificación inversa. El último hito estaría encaminado a su inclusión dentro de un sistema de planificación y su verificación en la práctica clínica.
  • Renovación del TSR-398. Se estudiaran los haces: 6 MV, 12 MV, Esteya, HDR & LDR brachytherapy source y las cámaras de PTW: Soft X-Ray Chamber Type 23342, 23344 y 34013, Farmer Chamber Type 30010, 30011, 30012 y 30013, Semiflex Chamber Type 31010, 31013 y 31021, Roos Chamber Type 34001 y Advanced Markus Chamber Type 34045
 
Componentes del grupo:
Nombre Carácter de la participación Entidad Descripción
Javier Vijande AsenjoDirector-a UVEG-CSIC-Valencia Catedràtic-a d'Universitat
Equip d'investigació
Facundo Ballester PallaresMembre UVEG-Valencia Catedràtic-a d'Universitat
Jose Maria Blasco IgualCol·laborador-a UVEG-Valencia Professor-a Contractat-da Doctor-a
Vicente Gonzalez MillanCol·laborador-a UVEG-Valencia Catedràtic-a d'Universitat
Jose Pérez CalatayudCol·laborador-a HUPLaFe-Valencia Cap Clínic
Enrique J Sanchis PerisCol·laborador-a UVEG-Valencia Catedràtic-a d'Universitat
Enrique Sanchis SánchezCol·laborador-a UVEG-Valencia Professor-a Ajudant-a Doctor-a