Pasientavbildning med protoner

Proton computertomografi (CT) har som mål å tegne et stoppekraft-kart over pasienten, et kart (eller bilde) som kan fortelle mer nøyaktig hvor protonstråling kan komme til å stoppe inni pasienten, og dermed føre til en mer nøyaktig kreftbehandling med protonstråling. Et proton CT avbildningssystem består ofte av posisjonsdetektorer både foran og bak pasienten, og brukes for å måle posisjon og vinkel til innkommende og utgående protoner. Disse posisjonene brukes så til å estimere proton-stien inni pasienten og dermed gjøre stoppekraftkartet som dannes under bilderekonstruksjon enda mer nøyaktig. For å bringe proton CT nærmere en klinisk virkelighet så kan et proton CT avbildningssystem bli forenklet ved å fjerne posisjonsdetektorene foran pasienten og i stedet bruke tynne protonstråler som blir skannet over pasienten.

I avhandlingen så ble et proton CT avbildningssystem med protonstråle-skanning simulert ved bruk av Monte Carlo simuleringsverktøyer (GATE og FLUKA) og brukt til å avbilde et menneskehode og standardiserte fantomgeometrier ofte brukt til bildeanalyse. Simuleringsdataene ble brukt til å rekonstruere både proton radiografier (2-dimensjonale bilder) og proton CT-bilder av disse fantomene, bildene ble så evaluert med tanke på bildeoppløsning og stoppekraftnøyaktighet.

Simuleringsrammeverket er i stand til å forandre, fjerne, og legge til posisjonsdetektorer, samt rekonstruere og sammenligne proton CT bilder både med og uten posisjonsdetektorer foran pasienten. En prototype detektor til proton CT formål er også under konstruksjon i Bergen, og en detaljert modell av denne ble implementert i simuleringsrammeverket hvor dens forventet posisjon og energinøyaktighet ble simulert og brukt til bilderekonstruksjon. Det ble vist at proton CT bildene fra et avbildningssystem uten posisjonsdetektorer foran pasienten, og den planlagte prototype detektoren, lager nøyaktige bilder som potensielt kan bli benyttet til planlegging av strålebehandling med protoner.

Personalia

Jarle Rambo Sølie (født 1987) er oppvokst i Porsgrunn i Telemark og har en mastergrad i medisinsk fysikk og teknologi fra UiB (2015). Doktorgraden er skrevet under veiledning av Ilker Meric (Høgskolen på Vestlandet), Dieter Röhrich (Universitet i Bergen) og Odd Harald Odland (Haukeland Universitetssjukehus). Jarle hadde et forskeropphold ved kreftforskningssenteret i Heidelberg, Tyskland i løpet av doktorgraden, og var deltaker under Bergens finalen i Forsker Grand Prix 2019.

Avhandling

Avhandlingen er tilgjengelig i BORA  (søk på kandidatens navn). Dersom den ikke er tilgjengelig her kan den være tilgjengelig på forespørsel til kandidaten.