Weber, U. ; Bliedtner, J. ; Schilling, M. ; Iancu, G. ; Trautmann, C. ; Seidel, T. ; Engenhart-Cabillic, R. ; Zink, K. (2012)
DEGRO 2012: Abstracts.
In: Strahlentherapie und Onkologie, 188 (S1)
doi: 10.1007/s00066-012-0109-0
Artikel, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

Der sog. Ripple-Filter (RiFi) wird für das Raster-Scanning-Verfahren in der Ionenstrahl-Therapie benötigt, hauptsächlich bei der Bestrahlung mit Kohlenstoff-Ionen. Er ist ein statisches Element im Strahlengang vor dem Patienten, das bei dem Ionenstrahl eine leichte Energiemodu- lation bewirkt. Der Bragg-Peak wird dadurch in der Tiefe etwas ver- breitert, ohne die therapeutische Qualität des Strahles signifikant zu verschlechtern. Die Raster-Scan-Bestrahlung wird deswegen durch den Ripple-Filter schneller und effizienter. Der RiFi in seiner bisherigen Form ist in [1] beschrieben und wird seit 1997 an verschiedenen Ionen- strahl-Therapie-Anlagen mit Rasterscan-Bestrahlung angewandt. Bei der hier vorgestellten Entwicklung ändert sich nicht das Anwen- dungsprinzip, es handelt sich aber um eine grundsätzliche Änderung und Verbesserung im Herstellungsprozess, die eine sehr vorteilhafte Umstellung im Layout der Feinstruktur des Ripple-Filters ermöglicht. Bislang wird ein Ripple-Filter in einem aufwendigen und teuren Fräs- vorgang hergestellt, bei dem jede einzelne Rille (ca. 200 Rillen) präzise ausgefräst werden muss. Der Vorgang ist problematisch und dauert für einen einzelnen RiFi drei bis fünf Werkstatttage, in der eine CNC-Fräs- Maschine belegt wird. Bei der neuen Methode werden die Ripple-Filter im Rapid Prototyping (RP) hergestellt. Die derzeit präziseste RP-Methode ist die Stereolitho- graphie, bei der mit einem gescannten fokussierten Laserstrahl ein Flüssig-Polymer in der gewünschten feinen strukturierten Form aus- gehärtet werden kann. Das Rapid-Prototyping ermöglicht auch zusätz- liche Freiheitsgrade beim Design der Feinstruktur des Ripple-Filters, die dazu genutzt wurde, von der Rillen-Form auf eine 2D-periodische „Noppenform“ umzusteigen. Dieses Design hat bei gleicher Modula- tionsstärke im Vergleich zum Rillendesign eine deutlich geringere Mas- senbelegung und verbessert damit die unerwünschte laterale Streuung. Zudem können die Ripple-Filter (bei der erforderlichen feinen lateralen Periodenstruktur ≤1,5 mm) auch mit höherer Modulationsstärke her- gestellt werden, was in dem bisherigen Fräsprozess nicht möglich war. In den ersten Messungen mit Kohlenstoff- und Protonenstrahl konnte gezeigt werden, dass der RiFi mit dem neuen Layout grundsätzlich den gewünschten Modulationseffekt erzeugt. In einem weiteren Experi- ment wurde bei hohen Strahlintensitäten die Langzeit-Strahlenbestän- digkeit des Expoxy-Materials (für das Stereolithographie-Verfahren) im Vergleich zu dem bisher verwendeten PMMA nachgewiesen.

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