Tutvustada biomeditsiinitehnika ja meditsiinifüüsika üliõpilastele ioniseeriva ja mitteioniseeriva kiirguse toime bioloogilisi mehhanisme elusorganismidele ja kiiritusravi meetodeid.

Introduces to the students of biomedical engineering and medical physics the effects of ionizing and nonionizing radiations to the living organisms and methods of radiation therapy.

Üliõpilane:
- kirjeldab ioniseeriva kiirguse mõju raku tasemel ja radiobioloogilisi mudeleid;
- selgitab põhimõisteid kasvaja ja normaalkoe kiirgusbioloogiast;
- selgitab kliinilise kiirgusbioloogia põhiseisukohti, normaalse koe varajasi ja hiliseid reaktsioone, erinevate kiirgusliikide bioloogilist efektiivsust;
- kirjeldab kiiritusravi liike, kiiritusravi aparatuuri ja protseduure;
- rakendab kliinilist dosimeetriat;
- selgitab kiiritusravi planeerimise ja optimeerimise aluseid, brahhüteraapia meetodeid
- järgib patsiendi ja personali kiirgusohutust ja kiirguskaitset kiiritusravis, kiiritusravi seadmete kvaliteedikontrolli ja kvaliteeditagamise põhimõtteid;
- selgitab suhtelise ja absoluutse dosimeetria erinevusi.

The student:
- describes subcellular effects of ionizing radiation and common terms in cellular radiobiology and radiobiological models;
- explains basic notions of radiobiology of tumors and normal tissues;
-explains principles of clinical radiobiology, early and late reactions of normal tissue, biological effects of different radiation types;
- discusses common terms and methods, instrumentation and procedures in radiotherapy;
- implements clinical dosimetry;
- explains principles of radiotherapy treatment planning and optimization, methods in brachytherapy;
- follows the measures of radiation protection of patients and personnel in radiotherapy, general principles of quality control and quality assurance of radiotherapy instrumentation;
- explains the difference between absolute and relative dosimetry.

Käsitletakse ioniseeriva kiirguse mõju raku tasemel (DNA kahjustus, vabad radikaalid, raku elulemus); raku kiirgusbioloogia (elulemuse kõverad, sõltuvused doosi kiirusest, hapnikuvarustatusest, jne.), radiobioloogilisi mudeleid (LQ mudel); põhimõisteid kasvaja ja normaalkoe kiirgusbioloogiast; kliinilisest kiirgusbioloogiast (parandamine, reoksüdeerimine, repopulatsioon, redistributsioon, fraktsioneerimine, jne.). Vaatluse all on normaalse koe varajased ja hilised reaktsioonid (taluvusdoosid, TCP ja NTCP mudelid); erinevate kiirgusliikide bioloogiline efektiivsus.
Kursuse teises pooles esitatakse sissejuhatus kiiritusravisse (mõiste ja ajalooline areng, kiiritusravi liigid), edasi tulevad käsitlemisele: kiiritusravi aparatuur ja protseduurid; kliiniline dosimeetria (neeldunud doosi mõõtmised, protokollid, doosi jaotus, mõõteriistad, fantoomid); kiiritusravi planeerimine (ravimahu ja kriitiliste organite määramine, ravitehnika, ravi planeerimise algoritmid, ravi optimeerimine); brahhüteraapia (koesisene, õõnesisene kiiritusravi). Kursuse lõpposas
käsitletakse patsiendi ja personali kiirgusohutust ja kiirguskaitset (kiiritusravis toimunud õnnetused ja nende ärahoidmine); kiiritusravi seadmete kvaliteedi kontrolli ja kvaliteedi tagamist, suhteline ja absoluutdosimeetria.

Subcellular effect of ionizing radiation (DNA damage, free radicals, cell survival probability). Cellular radiobiology (cell survival curves, dependences on dose rate, oxygen effect, etc.), Radiobiological models (LQ model). Basic notions of radiobiology of tumors and normal tissues, of clinical radiobiology (recovery, reoxydation, repopulation, redistribution, fractioning, etc.). Early and late reactions of normal tissue (tolerance doses, TCP and NTCP models). Biological effect of different radiation types. Introduction to radiotherapy (notion and history, types of radiotherapy), instrumentation and procedures. Clinical dosimetry (measurements of absorbed dose, protocols, dose distribution, measurement instrumentation, phantoms). Radiotherapy treatment planning (determination of treatment volume and critical organs, treatment technique, algorithms for treatment planning systems, optimization of treatment). Brachytherapy (interstitial and intracavitary radiotherapy). Radiation protection of patients and personnel (accidents and avoiding them), quality control and quality assurance of radiotherapy instrumentation, relative and absolute dosimetry.

Kirjalikul eksamil hinnatakse vastuseid kooskõlas õpiväljunditega.

On written exam the student achievement is measured according to the learning outcomes.

Soovitusliku kirjandusega tutvumine.

Introduction with the suggested readings.

1) E. Hall & A.Giaccia "Radiobiology for the Radiologist" 2011, 7 väljaanne ISBN-13: 978-1608311934
2) F. Khan "The Physics of Radiation Therapy" 2014, 5 väljaanne ISBN-13: 978-1451182453

-