UA-35946176-3
1973
 

Verbetering elektronenbehandeling door fysisch onderzoek in het AVL

21.jpg 

Elektronenapplikator aan de oude SL75/super versneller.

De nieuwe SL75/20 lineaire elektronen versneller heeft een instelbare energieregeling waarmee de versnellingsenergie wordt ingesteld tussen 4 MeV en 20 MeV. In dit bereik beschikt men over 8 en 16 MV fotonenbundels en elektronenbundels van 4, 6, 8, 10, 12, 14, 17 en 20 MeV.

Onder de radiotherapeuten is grote belangstelling om de nieuwe elektronenbundels klinisch toe te passen, met name voor het bestralen van dichter onder de huid gelegen tumoren. Elektronen hebben namelijk een beperkte indringdiepte in weefsel, bij benadering is de stralenbundel volledig geabsorbeerd na 0,5 cm per MeV. Een 4 MeV bundel reikt 2 cm diep en een 20 MeV bundel komt tot 10 cm. Weefsel dat dieper ligt ontvangt maar een geringe dosis straling. Dit in tegenstelling tot röntgen en fotonenstraling, die diep doordringen. De elektronenbundels van de SL75/20 versneller voldoen echter niet  aan de moderne eisen voor klinisch gebruik. De applikatoren zijn nog gebaseerd op het ontwerp van het oude SL75 type versneller.

De klinisch fysicus Herbert Marcuse is bekend om kleurrijk taalgebruik. Hij omschrijft de elektronenbundels als "een pot met vlooien", daarmee aangevend dat zij zeer gemakkelijk verstrooid worden en alle kanten opvliegen. het is daarom van belang om een goed collimatie systeem toe te passen. Dat bestaat op dat moment uit eenvoudige buisvormige applikatoren die op de huid van de patient wordt geplaatst.  Maar die veroorzaken veel verstrooide elektronen die de bundeleigenschappen negatief beinvloeden en bij de hogere energieen  produceren deze applikatoren teveel fotonen remstraling rondom de applikator. 

Natuurkunde-student Iaïn Bruinvis wordt in 1973 aangetrokken in de fysisch-technische groep. Eerst als doctoraalstudent, daarna als promovendus onderzoekt hij mogelijkheden om de "vlooien" te temmen en ontwikkelt hij ionisatiekamers en fantomen om de noodzakelijke metingen aan elektronenstraling uit te kunnen voeren. Samen met de fysicus Rob van der Laarse wordt planningsoftware ontwikkeld waarmee de dosisverdeling van elektronenbundels in de patiënt worden berekend.

 Voor de studie van de verstrooing van elektronen in een applikator wordt een applikator bouwdoos gemaakt door de instrumentmakerij van de bestralingsafdeling in het Wilhelmina Gasthuis. Onderdelen kunnen worden toegevoegd of veranderd om het effect daarvan te kunnen onderscheiden.

Wallscattertestset.jpg 

 

851_1B.jpg

 

De ionisatiekamer en de waterbak die voor de metingen aan de elektronenbundels worden gebruikt, zijn in de instrumentmakerij van het NKI-AVL gemaakt. Water wordt gebruikt om het zachte weefsel van een patient qua interactie met de straling na te bootsen. 

 

De ionisatiekamer is waterdicht en is van polystyreen gemaakt. Het is een parallelle plaat kamer, van 3 x 8 mm, met 2 mm afstand tussen de electroden. Het kamervolume is 0,05 cc.

Een belangrijke uitkomst van de studie van Bruinvis is een verbeterd ontwerp van de elektronen flatteningfilters  en van de konstruktie van de applikatoren, met aanpassingen in de afregeling van de (fotonen) collimatorblokken van de versneller. Philips installeert ca 1976 het verbeterde elektronen collimatiesysteem op de beide versnellers in het Antoni van Leeuwenhoek.

1978 SL75_20 electronentubi systeem Bruinvis kl.jpg

Hoofdlaborante Riet van der Heide - Schoon laat een van nieuwe elektronen applikatoren zien die door Philips is gemaakt volgens het ontwerp van fysicus Iaïn Bruinvis.

Dr. Iaïn Bruinvis promoveert in 1987 op zijn verzamelde werk aan de toepassing van elektronenbundels in de radiotherapeutische praktijk. 

Zijn proefschrift is gewijd aan onderzoek van  bundeleigenschappen, onregelmatige velden, en de ontwikkeling van meetapparatuur en planning software. 49)

Bruinvis met applicator op T9.jpg

Iaïn Bruinvis in 1989 naast de net geinstalleerde SL25 versneller van Philips. Hier wordt een verdere ontwikkeling van de elektronenapplikator door Philips getoond.

 

 

Door het gebruik van diafragmerende tussenframes kan de wand van de applikator worden weggelaten, waardoor een aanzienlijke verbetering van de bundeleigenschappen wordt bereikt.

De vorm van het bestralingsveld op de huid wordt ook bij dit type applikator bepaald door een frame onder aan de applikator. Deze frames kunnen voor iedere patiënt individueel worden gegoten in de moulagekamer. 

Bronnen & Publicaties

  • 49) “Electron Beams in Radiation Therapy” door Iaïn Bruinvis. Academisch Proefschrift, Universiteit van Amsterdam 1987, promotor Prof. Dr. J. Strackee. ,