Monte-Carlo-Simulation mit GAMOS von Tc-99m markierten Sentinel-Lymphknoten und Validierung mit einer SLN-Sonde im Phantom

Ziel/Aim Durch Monte-Carlo Algorithmen kann der Strahlungstransport simuliert und daraus Optimierungen für Bildgebung oder Therapie abgeleitet werden. Mittels dem Monte-Carlo Programm GAMOS soll in dieser Arbeit das räumliche Auflösungsvermögen einer Gammasonde der Firma Crystal Photonics für den Einsatz in der Sentinel-Diagnostik bestimmt werden.

Methodik/Methods Zur Simulation in GAMOS wird die Geometrie eines in der Hochschule entwickelten Lymphknoten-Phantoms implementiert und ein Lymphknoten in variabler Tiefe (1-3 cm) als Strahlungsquelle mit 50 000 Gamma-Quanten (Tc-99m, 140 keV) simuliert. Um die Teilchenverteilung an der Oberfläche des Phantoms zu bestimmen, wird die Sentinel-Sonde als Detektor mit Kollimator in GAMOS erstellt. Diese kann in der Simulation über eine Länge von +/- 5 cm relativ zur Strahlenquelle, parallel zur Oberfläche verschoben werden. Zur Verifikation der Simulation wird im realen Phantom die Geometrie repliziert. Hier wird die Sentinel-Sonde auf einer Linearachse automatisiert verfahren und die Zählrate mit LabView aufgezeichnet.

Ergebnisse/Results Die Ergebnisse der Simulation und die Messungen zeigen eine valide Übereinstimmung u.a. in der Halbwertsbreite der Intensitätsverteilung entlang der Verschiebung. Bei einer Quellentiefe von 1 cm beträgt die FWHM 8,5 mm bei der Messung mit der SLN-Sonde in einem wassergefüllten Phantom. Die Simulation mit GAMOS ergibt hierfür 8,6 mm FWHM. Wenn der SLN-Knoten in eine Tiefe von 3 cm positioniert wird, vergrößert sich die FWHM auf 21,4 mm.

Schlussfolgerungen/Conclusions Die Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung von Simulation zu Experiment. Mittels Simulation können sich damit u.a. Spezifikationen von Sonden verifizieren lassen. Im Weiteren ist präoperativ die Möglichkeit gegeben weitere Szenarien zu simulieren, z.B. das Verhalten der SLN-Sonde im OP bei zwei SLN-Knoten in direkter Nachbarschaft und u.U. in verschiedenen Tiefen.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
08. April 2021