A téma célja az in vivo dozimetria megvalósíthatóságának vizsgálata proton besugárzás közben. Az in vivo dozimetria elsődleges célja, a kezelés közben a szövetek által elnyelt dózis eloszlásának meghatározása. Amennyiben ez nem megvalósítható, akkor másodlagos cél a protonok szövetben való megállási mélységének meghatározása, amely elegendő információt szolgáltat egy a nyaláb vonalában, de a besugárzandó térfogat nyalábbal ellentétes oldalán elhelyezkedő védendő szerv megóvására. A hallgató feladata az in vivo dozimetria vizsgálata a további bekezdésekben foglalt pontok teljesítésén keresztül:

• Másodlagos részecskék típusának, energiájának, a beérkező proton pályájához viszonyított szögének és keletkezési valószínűségének meghatározása Monte Carlo módszer segítségével az emberi szervezetben nagyobb mennyiségben előforduló anyagok és különböző protonenergiák esetére. A másodlagos részecske keltés és az elnyelt dózis közötti összefüggés helyfüggő meghatározása. Szükség esetén a képalkotáshoz alkalmazható részecsketípus és energiatartomány meghatározása.
• A besugárzott tartomány körüli szövetek elnyelésének vizsgálata Monte Carlo módszer segítségével, annak meghatározása, hogy a képalkotás ezek korrekciója nélkül elvégezhető-e. Amennyiben az elnyelés korrekciója szükséges a korrekciós eljárás kidolgozása, hatékonyságának meghatározása.
• A szakirodalomban elérhető komputertomográfiai képrekonstrukciós eljárások alkalmazhatóságának vizsgálata in vivo dozimetriai mérésekhez. A képalkotás célja a térfogati másodlagos részecskeforrás meghatározása, és ez alapján az elnyelt dózis meghatározása. Az alkalmazhatóság meghatározása elméleti megfontolások, analitikus számítások és/vagy Monte Carlo módszerek alkalmazásával történik.
• A szakirodalomban elérhető radiográfiai képrekonstrukciós eljárások alkalmazhatóságának vizsgálata a protonok páciensbeli megállási mélységének meghatározására, az előző bekezdésben felsorolt eljárások segítségével.
• Amennyiben komputertomográfiai vagy radiográfiai képrekonstrukciós algoritmussal az in vivo dozimetria megvalósítható, annyiban egy demonstrációs célú algoritmus írása és Monte Carlo szimulációval történő tesztelése.