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Die fantastische Reise der Geldosimeter: Wie hat sich die Technologie von 1950 bis heute entwickelt?
Geldosimeter sind seit jeher ein zentraler Bestandteil der Strahlentherapie und Sicherheitsmesstechnik. Seit den 1950er Jahren erforschen Wissenschaftler, wie sich die absorbierte Strahlungsdosis kolloidaler Systeme messen lässt. Im Laufe des Prozesses kam es zu erstaunlichen Entwicklungen und technologischen Veränderungen. Dieser Artikel führt Sie durch die Entwicklung von Geldosimetern seit ihrer Einführung und erkundet den aktuellen Stand der Technik.
Frühe ErkundungenGeldosimeter wurden ursprünglich aus strahlungsempfindlichen Chemikalien hergestellt, deren Eigenschaften sich bei Einwirkung ionisierender Strahlung grundlegend ändern. Schon 1950 nutzten Forscher den Farbumschlag von Farbstoffen, um die Strahlungsdosis in kolloidalen Systemen zu untersuchen. Im Jahr 1957 untersuchten Forscher dann mittels spektroskopischer Messungen die Tiefendosis von Photonen und Elektronen in Agar-Gel.
Wenn Strahlung auftrifft, ändert sich die Molekularstruktur des kolloidalen Systems und diese Änderung ist die Grundlage für unsere Messung der absorbierten Dosis.
Entwicklung des Fricke-Geldosimeters
1984 zeigten Gore et al., wie man mithilfe der Kernspinresonanz (NMR) strahlungsbedingte Veränderungen in einer Fricke-Dosimeterlösung messen kann. Ihre Forschung zeigte, dass Eisenionen (Fe2+) in Eisenionen (Fe3+) umgewandelt werden und dass diese Umwandlung durch Messungen der NMR-Relaxationsrate quantifiziert werden kann. . Im Jahr 1986 berichteten Appleby et al., dass Fricke-Dosimeterlösungen in einer gelatineartigen Matrix dispergiert werden könnten, um mittels Magnetresonanztomographie (MRI) dreidimensionale räumliche Dosisinformationen zu erhalten.
Im weiteren Verlauf der Forschung stellten die Forscher fest, dass das Fricke-Geldosimeter keine stabile Dosisverteilung aufrechterhalten konnte, da die Ionen nach der Bestrahlung im Gel diffundierten.
Innovation bei Polymergeldosimetern
Das Konzept der Polymergeldosimeter wurde erstmals 1954 vorgeschlagen. Im Jahr 1961 verwendete Boni Polyacrylamid als Gammadosimeter und im Jahr 1992 berichteten Kenan et al. über absorbierte Dosen, die durch longitudinale NMR-Relaxationstests ermittelt wurden. 1992 schlugen Maryanski et al. eine neue Geldosimeterformulierung namens BANANA vor, die auf der Polymerisation von Acrylamid und N,N'-Dimethylacrylamid basierte. Die Stabilität dieses Systems ist deutlich höher als die von Fricke-artigem Kleber. Dosimeter.
Die Polymerisationsreaktion des kolloidalen Dosimeters vom Typ BANANA wird durch freie Radikale eingeleitet, die bei der Radiodissoziation von Wasser entstehen, was die Stabilität der Dosisverteilung deutlich verbessert.
Die Entwicklung sauerstofffreier Polymergeldosimeter
Im Jahr 2001 veröffentlichten Fong et al. einen neuen Typ von Polymergeldosimeter namens MAGIC, der die Steuerbarkeit von Geldosimetern verbesserte. Dieser neue Typ eines gelbasierten Dosimeters löst effektiv das Problem der Sauerstoffhemmung und kann im Labor hergestellt werden, ohne dass eine strikt sauerstofffreie Umgebung erforderlich ist. Die Hauptbestandteile des MAGIC-Polymerklebers sind Methacrylsäure, Ascorbinsäure und Kupfer. Die Einführung dieser neuen Formel stellt einen revolutionären Durchbruch bei Geldosimetern dar.
Die Einführung von MAGIC macht die Herstellung von Kolloiddosimetern flexibler und erweitert die Möglichkeiten klinischer Anwendungen erheblich.
Internationale Konferenzen und ihre Auswirkungen
Seit 1996 widmet die internationale Gemeinschaft der Forschung und Anwendung von Geldosimetern zunehmend Aufmerksamkeit. Clive Baldock und L. John Schreiner diskutierten auf einer Konferenz die Angemessenheit einer Sondertagung zum Thema Geldosimeter. Im Jahr 1999 fand in Kentucky (USA) die erste DosGel-Konferenz mit dem Ziel statt, Forscher und Anwender zusammenzubringen, die sich für die 3D-Strahlendosismesstechnologie interessieren.
Diese Konferenzreihe förderte nicht nur den akademischen Austausch, sondern erleichterte auch die klinische Praxis der Kolloiddosimetertechnologie.
Perspektiven zur aktuellen Technologie
Mit der Weiterentwicklung der Strahlentherapietechnologie steigt der Bedarf an hochpräzisen dreidimensionalen Dosismessverfahren weiter an. Die Forschung und Entwicklung verschiedener neuer Arten von Geldosimetern schreitet ständig voran, um den klinischen Anforderungen gerecht zu werden. Für die künftige breite klinische Anwendung von Geldosimetern sind jedoch noch weitere Diskussionen und Forschungen erforderlich.
Wir erleben rasante technologische Fortschritte. Wie wird sich die Geldosimetrie in der Strahlentherapie weiterentwickeln und welche neuen Herausforderungen und Chancen ergeben sich für sie?
