UNIDAD DE FÍSICA MÉDICA DEL CIEMAT (UFMC) Objetivos Trasladar los resultados clínicos (nuevos conocimientos) a la práctica clínica; Miguel Embid Uso apropiado de nuevas tecnologías y terapias curativa; CIEMAT Desarrollo de nuevas tecnologías no invasivas para radiodiagnóstico; Supervisión del uso a gran escala de nuevas tecnologías médicas (ejemplo: IMRT), y; Verificar y asegurar a alto nivel de protección para la salud pública el uso de terapias avanzadas. Unidad de Física Médica Avda. Complutense, 22; Ed.22 28040 Madrid (ESPAÑA) Tel: (+34) 913466277 Fax: (+34) 913466275 Email: Web: http://www.ciemat.es/portal.do?idm=323&nm=4 Hadrontherapy Workshop México, 28-30 de Mayo de 2007 Miguel Embid, José Luis Muñiz, Pedro Rato, Juan Ignacio Lagares y Mario Cañadas (Javier Mendoza [AECI], Glaucia Pereira [HELEN], Juan Diego Soler [HELEN]) Las áreas de trabajo del grupo en las diferentes líneas de actividades se enmarcan dentro de la simulación, reconstrucción de imagen (algoritmos), dosimetría experimental (principalmente con TLDs), formación académica y supercomputación avanzada (desarrollo e implementación de software). Imagen Médica Proyecto ITACA Acuerdo de confidencialidad Proyecto BrainPET Plan Nacional I+D+i Proyecto Compton Radioterapia Desarrollo código Verificador/planificador de tratamientos IMRT Prot. Rad. Paciente Proyecto CCHFRT Plan Nacional AETS Interés Arcal y ESTRO Proyecto ENLIGHT++ Patente Maniquí personalizado. P200601566 Benchmarks int. CONRAD 2007 EURADOS 2008 Petición al VII PM Diseños maniquíes para medir dosis al paciente Desarrollo código GAMOS (Pedro Arce) Entorno GRID-EELA Plan Junta Andalucía Petición al VII PM Desarrollo de tres sistemas tomográficos avanzados de tipo: PET - RMN (BrainPET) PET Compton (proyecto ITACA. Bajo acuerdo de confidencialidad) Compton Computación Desarrollo código Entorno GRID-EELA Proyecto NEUTOR IMAGEN MÉDICA Se está llevando a cabo desde el punto de vista de simulación y experimentación. Financiación: Proyectos Nacionales de I+D+i y petición al VIIPM-EU Internas CIEMAT (en los tres proyectos) con diferentes Unidades: Detectores, electrónica, Radiobiología y Física de altas energías. Internacionales: Proyecto BrainPET Univ. Livre (Bruselas). Univ. Jüelich (Alemania) Pet-Compton: AENTA (Cuba) Compton: Univ. Livre (Bruselas). Univ. Jüelich (Alemania) Nacionales (BrainPEt y Compton): Hosp. Puerta Hierro (Madrid), Hosp. Gregorio Marañón, USC, UCIII,
IMAGEN MÉDICA PET - RMN (BrainPET) IMAGEN MÉDICA Proyecto COMPTON ClearPET detector cassettes Scintillators Compton APD arrays CZT tracker Phantom RADIOTERAPIA Convencional PROTECCIÓN RADIOLÓGICA DEL PACIENTE Sistema dosimétrico postal basado en TL como control de calidad de haces finos usados en tratamientos con radioterapia. Proyecto NEUTOR. Detector neutrónico para pacientes Diseños de maniquíes personalizados para cálculos dosimétricos tridimensionales Desarrollo del código (Medical Image and Radiotherapy Simulations). Avanzada Hadronterapia. Proyecto ENLIGHT++. Se está llevando a cabo desde el punto de vista de simulación. Financiación: Peticiones a Planes Nacionales de I+D+i y al VIIPM-EU Internacionales : Hosp. Reggio Emilia (Italia). ENLIGHT++. Ámbito Europeo. Nacionales : Hospital Puerta de Hierro (Madrid) Se está llevando a cabo desde el punto de vista de simulación y experimentación. Financiación: Fondos de Investigación Sanitaria, PROFIT y petición al VIIPM-EU Patente nacional Maniquí personalizado P200601566 y Europea Internas CIEMAT con dosimetría medioambiental en el proyecto de auditorías postales. Internacionales Auditorías postales: Interés internacional ESTRO, IAEA. NEUTOR: PTW (Alemania) Nacionales : En R. Convencional con diversos Hospitales nacionales y de Portugal, Univ. SC y U. Sevilla.
SUPERCOMPUTACIÓN PARALELA. GRID Desarrollo del código GAMOS (Geant4-based Architecture for Medicine-Oriented Simulations) Desarrollo del código (Medical Image and Radiotherapy Simulations). Participación en Benchmarks internacionales y nacionales Se está llevando a cabo desde el punto de vista de simulación. Financiación: Próxima petición al Plan Nacional de I+D+i Metodología y Formación Experiencia nacional e internacional como formadores en áreas de la Física Médica Acuerdos con Hospitales (Univ. Hosp. Puerta de Hierro, Madrid) Estudiantes de doctorado Personal de la UFMC 9 (5 contratados y 4 estudiantes) Estrecha colaboración con otras Unidades del CIEMAT (alrededor de 15 personas más) Internas CIEMAT con dosimetría medioambiental. Nacionales : Hosp. Puerta de Hierro (Madrid). Internacionales: Existen usuarios beta de los códigos y GAMOS. CONTACTO - UFMC Instalaciones y capacidades 2 small animal PET: ClearPET and R-PET/CT 1 Laboratorio de dosimetría Termoluminiscente 1 Laboratorio de radiobiología Plataformas de supercomputación Miguel Embid Head of the Medical Physics Unit Avda. Complutense, 22; Ed.22; P1.13 28040 Madrid (Spain) Email: SGI Origin (3800) 122 procs MIPS R14000 600 MHz. Arch cc-numa SGI ALTIX (3700) 96 procs ITANIUM II. 1.3GHz 64 procs ITANIUM II. 1.5 GHz Phones : (+34) 913466277 ; (+34) 647623713 Fax : (+34) 913466275 PC Cluster (DELL) 96 nodes dual Xeon of 2.4 and 3.2 Ghz (hyperthreading) Proyecto EELA. Sistema GRID
Medical Image and Radiotherapy Simulations Planificación computarizada de tratamientos de radioterapia. INTERACCIÓN CON EL USUARIO PACIENTE Visualización del plan. Corrección y optimización del tratamiento. Contorno del paciente. Volumen objetivo. Órganos en riesgo Inhomogeneidad relevante del tejido. 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Contenido: EQUIPO DE RT Planificación computarizada de tratamientos de radioterapia. Qué es? Cómo está organizado? Gestión de procesos de simulación en Estado del proyecto ALGORITMOS DE CÁLCULO DE DOSIS Métodos determinísticos COMPUTACIÓN DEL TRATAMIENTO Combinación de los haces Cálculo de la distribución de dosis absorbida por el paciente. Métodos estadísticos Es un sistema de planificación y validación de tratamientos de radioterapia (fotones, electrones y hadrones). PACIENTE INTERFAZ GRÁFICA USUARIO Ficheros DICOM de radioterapia y CT COMPUTACIÓN DEL TRATAMIENTO Hace uso del método de Montecarlo para el cálculo de dosis Está desarrollado en código de libre distribución Permite la distribución de procesos en entornos de supercomputación Permite la visualización y manipulación de imágenes médicas en 2D y 3D Lectura y escritura de ficheros DICOM de radioterapia EQUIPO DE RT Combinación de los haces Cálculo de la distribución de dosis absorbida por el paciente. Plantillas de definición de la geometría del acelerador BEAMNRC GAMOS (GEANT4) MCNPX
PACS LINUX-WINDOWS ENVIRONMENT (C++ DEVELOPMENT) X Z CT CALIBRATION Y Z SIMULATION MODULE GRID NODE-WORKERS PET LINAC DATA START s s with ERRORS MRI TPS FILES OTHER IMAGE APLICATION FILES CT GUI DICOM FILES FILMS MRA LOCAL NODE-WORKERS s with ERRORS CONTROL PROCESS XA SIMULATION MODULE puede correr simulaciones MC sin intervención humana. Incluirá diferentes algoritmos de control para completar los cálculos US END SIMULATION MODULE puede funcionar sobre diferentes arquitecturas BEAMnrc RESEARCH CENTER GAMOS (GEANT4) OTHER CODES se puede instalar en hospitales, centros de investigación sistemas GRID, etc. AUDITORÍAS CONTROL DOSIMÉTRICO HACES PEQUEÑOS Proyecto "Sistema dosimétrico postal basado en TL como control de calidad de haces finos usados en tratamientos con radioterapia Proyecto financiado con los Fondos de Investigación Sanitaria. PI05/80090. 1 mm3 TLDs (TLD700) Estudio presentado en la SEFM. Mayo Granada ESTRO. Octubre. Barcelona
Maniquíes personalizados DETECTOR O MANIQUÍ POLIMÓRFICO PARA LA DETECCIÓN DE PARTÍCULAS ENERGÉTICAS COMPUESTO DE PIEZAS INDIVIDUALES Patente P 200601566 GAMOS: a user-friendly and flexible framework for GEANT4 medical applications (Geant4-based Architecture for Medicine-Oriented Simulations) Herramienta de cálculo MC para diseño de detectores, sistemas tomográficos, estudios de física en detalle, digitalización de la imagen, sistemas de tratamiento radioterapéuticos convencionales y hadrónicos, etc. GAMOS está basado en plug-ins, fácilmente manejable por el usuario con mínimos conocimientos de GEANT4. " Se usa la complejidad de GEANT4, Y al mismo tiempo "Permite usar toda la funcionalidad de GEANT4 por medio del uso de plug-in s " GAMOS es una aplicación independiente que se puede usar para diversas aplicaciones médicas Further information: pedro.arce@ciemat.es Presentado en 2006 GEANT4 Collaboration Workshop Aceptado en MCNEG 2007 FORMACIÓN ACADÉMICA SIMULACIÓN -GAMOS EN HADRONTERAPIA http://www.ciemat.es/cargarfichacursoweb.do?texto=&identificador=85&idcategoria=0&fechadesde=&fechahasta=
SIMULACIÓN -GAMOS EN HADRONTERAPIA 35 % 10 %