3d-utskrivet fantom för kontroll av linjär-acceleratorer
2023 (Svenska)Självständigt arbete på grundnivå (yrkesexamen), 10 poäng / 15 hp
Studentuppsats (Examensarbete)Alternativ titel
3D PRINTED PHANTOM FOR CHECKING LINEAR ACCELERATORS (Engelska)
Abstract [sv]
Cancer är en sjukdom som var tredje person får som diagnos under en livstid. Stor del av dessa cancerpatienter får behandling med hjälp av strålbehandling. Där strålbehandlingen kan ske med en linjäraccelerator. Linjäracceleratorn producerar elektron eller fotonstrålning i Mega Volt energiområde. Linjäracceleratorn som används i detta arbete kan ta 2D-bilder med MV och kV fotonenergier men även 3D-bilder med CBCT (Cone Beam CT). För att säkerhetsställa strålning träffar på rätt plats genomförs periodiska kontroller av linjäracceleratorn och dess bildsystem. På Norrlands Universitetssjukhus (NUS) utförs denna kontroll varannan vecka. För denna kontroll används ett egenutvecklat fantom, vilket NUS vill undersöka om det är möjligt att reproducera via deras egna 3D-skrivare och filament. Undersökning genomfördes gällande: 3D-skrivarens tillverkningstolerans, filamentets motståndskraft av 6MV fotonstrålning från linjäracceleratorn, 3D-utskriftens påverkan av fukt, temperatur och tryck, möjlighet att minimera “photon starvation” artefakter vid CBCT-bildtagning och maximera kontrast i MV-bildtagningen.
Resultatet av arbetet visade på att 3D-skrivarens tillverkningstolerans var strax över godtagbart för kontrollen. Designen av fantomet kunde inte innehålla mätskalor eller positionskryss pga tillverkningstoleransen, vilket medförde att etikett måste skrivas ut och placeras på fantomet i efterhand. Filamentet PLA skrevs ut i form av rätblock och strålades med 6MV fotonenergistrålningsdos motsvarande 10 års användning. Rätblocken visade inte på någon synbar eller mätbar avvikelse. Arbetet resulterade i en fantomdesign som eliminerade “photon starvation” artefakterna vid CBCT bildtagning. Vilket i förlängningen effektiviserar veckokontrollen och onödigt slitage på vårdutrustningen.
Abstract [en]
Cancer is a disease that every third person receives as a diagnosis during their lifetime. A large proportion of these cancer patients receive treatment using radiation therapy. Where the radiation treatment can take place with a linear accelerator. The linear accelerator produces electron or photon radiation in the Mega Voltage energy range. The radiation is focused to an area on or inside the patient. In this thesis we are using a linear accelerator with capabilities to take 2D images with MV and kV photon energies but also 3D images with CBCT (Cone Beam CT). To ensure radiation hits the right place, periodic checks are carried out of the linear accelerator and its imaging system. For this control, a self-developed phantom is used, which NUS wants to investigate whether it is possible to reproduce via their own 3D printers and filaments. Research was carried out regarding: the manufacturing tolerance of the 3D printer, the resistance of the filament to 6MV photon radiation from the linear accelerator, the 3D printing's influence of moisture, temperature and pressure, the possibility of minimizing "photon starvation" artifacts in CBCT imaging and maximizing contrast in the MV imaging.
The result of the work showed that the manufacturing tolerance of the 3D printer was just above acceptable for the control. The design of the phantom could not contain measurement scales or position crosses due to the manufacturing tolerance, which meant that labels had to be printed and placed on the phantom afterwards. The PLA filament was printed in the form of a cubical block and irradiated with a 6MV photon energy radiation dose corresponding to 10 years of use. The blocks did not show any visible or measurable deviation. The work resulted in a phantom design that eliminated the "photon starvation" artifacts in CBCT imaging. Which ultimately streamlines the weekly check and unnecessary wear and tear on the care equipment.
Ort, förlag, år, upplaga, sidor
2023. , s. 28
Nyckelord [en]
3D, print, phantom, quality control, linear accelerator, artefacts
Nyckelord [sv]
3D-utskrift, fantom, kvalitetskontroll, linjäracceleratorer, artefakter
Nationell ämneskategori
Medicin och hälsovetenskap Medicinteknik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:umu:diva-204981OAI: oai:DiVA.org:umu-204981DiVA, id: diva2:1737814
Ämne / kurs
Elektronik
Utbildningsprogram
Högskoleingenjörsprogrammet i Elektronik och Datorteknik/ Medicinsk teknik
Presentation
2022-11-08, TC333, 09:00 (Svenska)
Handledare
Examinatorer
2023-02-202023-02-172023-02-20Bibliografiskt granskad