RU2760993C1 - Method for x-ray therapy of lung cancer - Google Patents
Method for x-ray therapy of lung cancer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2760993C1 RU2760993C1 RU2021103763A RU2021103763A RU2760993C1 RU 2760993 C1 RU2760993 C1 RU 2760993C1 RU 2021103763 A RU2021103763 A RU 2021103763A RU 2021103763 A RU2021103763 A RU 2021103763A RU 2760993 C1 RU2760993 C1 RU 2760993C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ray
- tube
- irradiation
- radiation
- lung cancer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к области медицины и может быть использовано для лечения рака легких путем облучения поверхности ложа опухоли непосредственно в ходе хирургической операции по удалению злокачественной опухоли.The claimed invention relates to the field of medicine and can be used to treat lung cancer by irradiating the surface of the tumor bed directly during a surgical operation to remove a malignant tumor.
Известен способ рентгеновской терапии рака легких (Линденбратен Л.Д., Лясс Ф.М., Медицинская радиология. - 3-е изд., пераб. и доп. - М.: Медицина, 1986. - 368 с., ил.), при котором облучение пациента производят ионизирующим (гамма- или тормозным рентгеновским) излучением с энергией от нескольких сот кэВ до нескольких десятков МэВ. Дозное поле в теле пациента с максимум дозы в точке расположения злокачественной опухоли создается путем внешнего облучения грудной клетки с нескольких направлений. При этом поле облучения по каждому направлению формируется свинцовыми диафрагмами, ограничивающими первичный пучок ионизирующего излучения до заданных размеровThe known method of X-ray therapy of lung cancer (Lindenbraten L.D., Lyass F.M., Medical Radiology. - 3rd ed., Perab. And additional - M .: Medicine, 1986. - 368 p., Ill.) , in which the patient is irradiated with ionizing (gamma or bremsstrahlung x-ray) radiation with energies ranging from several hundred keV to several tens of MeV. The dose field in the patient's body with the maximum dose at the point of location of the malignant tumor is created by external irradiation of the chest from several directions. In this case, the irradiation field in each direction is formed by lead diaphragms, limiting the primary beam of ionizing radiation to a given size
Однако, вследствие большой проникающей способности используемого высокоэнергичного ионизирующего излучения, в значительном объеме облучаются также и здоровые органы, и ткани, лежащие на пути потока излучения, как перед опухолью, так и за ней.However, due to the high penetrating ability of the high-energy ionizing radiation used, healthy organs and tissues lying in the path of the radiation flux, both in front of the tumor and behind it, are also irradiated to a significant extent.
Помимо этого принципиального недостатка, для проведения терапевтических процедур подобным способом необходимо специальное помещение большой площади, стены, пол и потолок которого с целью соблюдения норм радиационной безопасности для медперсонала полностью поглощают ионизирующее излучение, генерируемое внешним источником.In addition to this fundamental drawback, in order to carry out therapeutic procedures in this way, a special room of a large area is needed, the walls, floor and ceiling of which, in order to comply with radiation safety standards for medical personnel, completely absorb ionizing radiation generated by an external source.
Соответственно, габариты, вес, энергопотребление и стоимость такого внешнего источника ионизирующего излучения также велики.Accordingly, the dimensions, weight, power consumption and cost of such an external source of ionizing radiation are also high.
Известен также способ рентгеновской терапии, являющий прототипом, при котором прострельная мишень рентгеновской трубки, расположенная на торце анодной трубы, с помощью штативного устройства непосредственно подводится к злокачественной опухоли через разрез в мягких тканях тела пациента. Такой способ используется при терапии онкологических заболеваний молочной железы и позволяет проводить облучение злокачественной опухоли с малого расстояния ( P. etal. A brief history of contact X-ray brachytherapy 50 kVp //Cancer/ - 2020).There is also known a method of X-ray therapy, which is a prototype, in which the target of the X-ray tube, located at the end of the anode tube, using a tripod device is directly brought to the malignant tumor through an incision in the soft tissues of the patient's body. This method is used in the treatment of breast cancer and allows irradiation of a malignant tumor from a short distance ( P. etal. A brief history of contact X-ray brachytherapy 50 kVp // Cancer / - 2020).
Как известно, интенсивность источника рентгеновского излучения (ИРИ) уменьшается пропорционально квадрату расстояния между ИРИ и объектом облучения (Быстров Ю.А., Иванов С.А., Ускорительная техника и рентгеновские приборы: Учебник для ВУЗов по специальности «Электронные приборы». - М.: Высшая школа, 1983. - 288 с., ил.), поэтому указанный способ частично позволяет устранить недостатки способа аналога, так как обеспечивает снижение на несколько порядков интенсивности излучения используемого ИРИ. Соответственно, существенно уменьшаются его габариты, вес и энергопотребление.As you know, the intensity of the X-ray radiation source (IRI) decreases in proportion to the square of the distance between the IRI and the irradiated object (Bystrov Yu.A., Ivanov S.A., Accelerator technology and X-ray devices: Textbook for universities in the specialty "Electronic devices." .: Vysshaya Shkola, 1983. - 288 p., Ill.), Therefore, this method partially eliminates the disadvantages of the analogue method, since it provides a decrease by several orders of magnitude in the radiation intensity of the used IRR. Accordingly, its dimensions, weight and power consumption are significantly reduced.
Однако конечная, по естественным причинам, длина разреза мягких тканей ограничивает размеры поля облучения. Поэтому облучение может проводиться при одном положении мишени рентгеновской трубки по отношению к злокачественной опухоли и, соответственно, при ограниченных размера поля облучения. В этом случае возможно возникновение метастазов вследствие потенциального обсеменения канцерогенными клетками тканей, окружающих злокачественную опухоль, но во время проведения терапевтической процедуры, находившихся вне поля облучения.However, the finite, for natural reasons, the length of the soft tissue incision limits the size of the irradiation field. Therefore, irradiation can be carried out with one position of the X-ray tube target in relation to the malignant tumor and, accordingly, with a limited size of the irradiation field. In this case, the occurrence of metastases is possible due to the potential seeding of the tissues surrounding the malignant tumor by carcinogenic cells, but outside the field of radiation during the therapeutic procedure.
Как известно поверхность ложа опухоли после хирургического удаления злокачественной опухоли легких составляет в среднем полосу 90 мм шириной и 200 мм длиной. В связи с этим способ, описанный выше, не позволяет проводить необходимые терапевтические процедуры по всей площади.As you know, the surface of the tumor bed after surgical removal of a malignant lung tumor is on average a strip 90 mm wide and 200 mm long. In this regard, the method described above does not allow the necessary therapeutic procedures to be carried out over the entire area.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности рентгеновской терапии рака легких путем увеличения размеров облучаемой поверхности.The technical result of the proposed invention is to improve the efficiency of X-ray therapy for lung cancer by increasing the size of the irradiated surface.
Для получения технического результата в способе рентгеновской терапии рака легких, включающем в себя облучение поверхности ложа опухоли внешним источником рентгеновского излучения, в качестве источника рентгеновского излучения используется рентгеновская трубка, с вынесенной мишенью, расположенной на торце анодной трубы, которая вводится внутрь грудной полости через межреберный прокол, при этом анодная труба снабжена тубусом, формирующим единичное поле рентгеновского облучения квадратной формы со стороной квадрата А, измеряется расстояние Н между мишенью рентгеновской трубки и поверхности ложа опухоли, участок поверхности ложа опухоли, соответствующий единичному полю облучения, подсвечивается видимым излучением и далее проводится последовательное пошаговое облучение всей поверхности ложа опухоли в автоматическом режиме, при этом величина Н на каждом шаге сканирования связана с величиной А соотношением:To obtain a technical result in the method of X-ray therapy for lung cancer, which includes irradiating the surface of the tumor bed with an external source of X-ray radiation, an X-ray tube is used as an X-ray source, with a remote target located at the end of the anode tube, which is inserted into the chest cavity through an intercostal puncture , while the anode tube is equipped with a tube that forms a unit X-ray irradiation field of a square shape with a side of a square A, the distance H is measured between the X-ray tube target and the tumor bed surface, the area of the tumor bed surface corresponding to a single irradiation field is illuminated with visible radiation, and then a sequential step-by-step irradiation of the entire surface of the tumor bed in automatic mode, while the value of H at each scanning step is related to the value of A by the ratio:
Сущность заявляемого изобретения поясняется фиг. 1 - схема для расчета соотношения расстояния от мишени рентгеновской трубки до поверхности единичного поля облучения Н и стороной единичного поля облучения А, фиг. 2, на которой представлена схема проведения терапевтической процедуры и фиг. 3 - эскиз устройства для рентгенотерапии.The essence of the claimed invention is illustrated in FIG. 1 is a diagram for calculating the ratio of the distance from the X-ray tube target to the surface of the unit irradiation field H and the side of the unit irradiation field A, FIG. 2, which shows a diagram of the therapeutic procedure; and FIG. 3 is a sketch of a device for X-ray therapy.
Предлагаемый способ основан на следующих расчетах. Как известно, для достижения терапевтического эффекта неравномерность дозы облучения D по всей облучаемой поверхности не должна превышать 20% (Линденбратен Л.Д., Лясс Ф.М., Медицинская радиология. - 3-е изд., пераб. и доп. - М.: Медицина, 1986. - 368 с., ил.). Доза облучения D прямо пропорциональна интенсивности излучения, используемого для целей терапии. Поэтому и квадраты величин расстояний от ИРИ до любой точки единичного поля облучения не должны отличаться более чем на 20%.The proposed method is based on the following calculations. As you know, to achieve a therapeutic effect, the irregularity of the radiation dose D over the entire irradiated surface should not exceed 20% (Lindenbraten L.D., Lyass F.M., Medical Radiology. - 3rd ed., Rev. And additional. - M .: Medicine, 1986. - 368 p., Ill.). The radiation dose D is directly proportional to the intensity of the radiation used for the purpose of therapy. Therefore, the squared values of the distances from the IRR to any point of the unit irradiation field should not differ by more than 20%.
Пусть D - доза облучения в точке на поверхности мишени рентгеновской трубки ИРИ, D1 - доза облучения в самой близкой к ИРИ точке единичного поля облучения, a D2 - доза облучения в самой удаленной от ИРИ точке единичного поля облучения, то условие допустимой неравномерности дозы облучения имеет вид:Let D be the radiation dose at a point on the target surface of the X-ray tube IRI, D1 is the radiation dose at the point of the unit irradiation field closest to the IRI, and D2 is the radiation dose at the point of the unit irradiation field farthest from the IRI, then the condition of permissible irregularity of the irradiation dose has view:
Из фиг. 1 следует , а From FIG. 1 follows , a
На основании выражения (1) после математических преобразований можно получить выражение, связывающее расстояние между мишенью рентгеновской трубки и поверхностью ложа опухоли Н, а также сторону квадрата единичного поля облучения А:Based on expression (1), after mathematical transformations, an expression can be obtained that relates the distance between the target of the X-ray tube and the surface of the tumor bed H, as well as the side of the square of the unit irradiation field A:
Терапевтическая процедура проводится следующим образом (фиг. 2).The therapeutic procedure is carried out as follows (Fig. 2).
Хирург вручную с помощью робота-манипулятора вводит мишень 3, расположенную на торце анодной трубы 2 рентгеновской трубки 1 в грудную полость пациента через межреберный прокол. Затем он также вручную проводит оконтуривание ложа опухоли 7, чтобы робот смог «запомнить» участок внутренней поверхности грудной клетки, подлежащий облучению. Единичное поле рентгеновского облучения 6 квадратной формы со стороной квадрата А, формируется тубусом 4, расположенным на анодной трубе 2. Далее, робот-манипулятор в автоматическом режиме по шагам сканирует этот участок поверхности, воссоздает и отображает на дисплее его трехмерную модель. После сканирования с помощью специального программного обеспечения проводится расчет дозы облучения на каждом шаге сканирования, результаты которого выводятся на дисплей. Затем по команде хирурга устройство, также в автоматическом режиме, облучает ложе опухоли 7. Для объективного контроля процесса терапевтического облучения каждое действие робота-манипулятора записывается в электронный журнал.The surgeon manually, using a robotic arm, introduces the
По завершению терапевтической процедуры робот-манипулятор выводит из тела пациента мишень рентгеновской трубки.Upon completion of the therapeutic procedure, the robotic arm removes the X-ray tube target from the patient's body.
В случае возникновения непредвиденных ситуаций во время сканирования или облучения (например, смещение тела пациента) у хирурга есть возможность оперативно и безопасно извлечь мишень трубки 3 из тела пациента, нажав на кнопку аварийного извлечения, после чего робот-манипулятор самостоятельно извлекает мишень трубки 3 и перемещает источник рентгеновского излучения (рентгеновскую трубку 1) на безопасное расстояние от пациента.In the event of unforeseen situations during scanning or irradiation (for example, displacement of the patient's body), the surgeon has the ability to quickly and safely remove the target of the
В устройстве (фиг. 3), реализуемом данный способ, используется ИРИ 8 моноблочного типа РАП 50М-3Н, робот-манипулятор 9UR5e, крупноформатный сенсорный дисплей 10 и приборная стойка 11 с персональным компьютером (ПК).The device (Fig. 3), implemented by this method, uses IRI 8 monoblock type RAP 50M-3H, a 9UR5e robotic arm, a large-
В ИРИ 8 используется рентгеновская трубка 0,15БТВ-50(II) с полусферической мишенью прострельного типа, вынесенной из вакуумного баллона трубки на анодной трубе диаметром 10 мм и длинной 300 мм. Кроме того, в комплект ИРИ 8 входят жидкостная система принудительного охлаждения мишени рентгеновской трубки, состоящая из водяной «рубашки», надеваемой на анодную трубу, водяного бочка и помпы, а также светодиод подсветки, датчик дальности и миниатюрная web-камера, установленные на анодной трубе.In IRI 8, a 0.15BTV-50 (II) X-ray tube is used with a hemispherical shot-type target removed from the vacuum tube of the tube on an
Основу конструкции стойки 11 составляет жесткий металлический каркас, на который навешиваются декоративные пластмассовые панели. В приборной стойке 11 расположены процессорный блок ПК, низковольтные источники питания ИРИ, бочок и помпа системы охлаждения. На поверхности приборной стойки закреплены робот-манипулятор 9 и сенсорный дисплей 10. Стойка 11 снабжена 4-я колесами с механическими тормозами.The structure of the
В результате осуществления данного способа за счет увеличения размеров облучаемой поверхности значительно повышается эффективность рентгеновской терапии рака легких.As a result of the implementation of this method, by increasing the size of the irradiated surface, the efficiency of X-ray therapy for lung cancer is significantly increased.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021103763A RU2760993C1 (en) | 2021-02-15 | 2021-02-15 | Method for x-ray therapy of lung cancer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021103763A RU2760993C1 (en) | 2021-02-15 | 2021-02-15 | Method for x-ray therapy of lung cancer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2760993C1 true RU2760993C1 (en) | 2021-12-02 |
Family
ID=79174177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021103763A RU2760993C1 (en) | 2021-02-15 | 2021-02-15 | Method for x-ray therapy of lung cancer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2760993C1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2174409C2 (en) * | 1995-11-30 | 2001-10-10 | Борд оф Риджентс, ЗЭ Юниверсити оф Тексас Систем | Method and composition for diagnosing and treating cancer |
WO2019148268A1 (en) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | University Health Network | Devices, systems, and methods for tumor visualization and removal |
-
2021
- 2021-02-15 RU RU2021103763A patent/RU2760993C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2174409C2 (en) * | 1995-11-30 | 2001-10-10 | Борд оф Риджентс, ЗЭ Юниверсити оф Тексас Систем | Method and composition for diagnosing and treating cancer |
WO2019148268A1 (en) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | University Health Network | Devices, systems, and methods for tumor visualization and removal |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
CALVO F.A. et al. Intraoperative Radiotherapy for Lung Cancer. rogress and Perspective in the Treatment of Lung Cancer. Medical Radiology (Diagnostic Imaging and Radiation Oncology). 1999, Springer, Berlin, pp. 173-182. * |
D'AMATO T.A. et al. Intraoperative brachytherapy following thoracoscopic wedge resection of stage I lung cancer. Chest. 1998, Volume 114, Issue 4, pp. 1112-1115. * |
ДМИТРИЕВ А.С. и др. Технические средства интраоперационной контактной лучевой терапии. Источник рентгеновского излучения. Физические основы приборостроения. 2019, том 8, номер 4(34), стр. 57-61. * |
ДМИТРИЕВ А.С. и др. Технические средства интраоперационной контактной лучевой терапии. Источник рентгеновского излучения. Физические основы приборостроения. 2019, том 8, номер 4(34), стр. 57-61. D'AMATO T.A. et al. Intraoperative brachytherapy following thoracoscopic wedge resection of stage I lung cancer. Chest. 1998, Volume 114, Issue 4, pp. 1112-1115. CALVO F.A. et al. Intraoperative Radiotherapy for Lung Cancer. rogress and Perspective in the Treatment of Lung Cancer. Medical Radiology (Diagnostic Imaging and Radiation Oncology). 1999, Springer, Berlin, pp. 173-182. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101580935B1 (en) | Real-time ssd output system for linear accelerator | |
CN107657881B (en) | Near-distance particle implantation operation training method based on virtual reality | |
Tillner et al. | Precise image-guided irradiation of small animals: a flexible non-profit platform | |
JP2008068093A (en) | Method for adapting irradiation field to target volume to be irradiated of patient in irradiation process, and radiation therapy system | |
WO1991000057A1 (en) | Radiotherapic system | |
WO2017151810A1 (en) | Linear accelerator with cerenkov emission detector | |
JPWO2017002917A1 (en) | CURRENT GENERATING DEVICE, CURRENT GENERATING DEVICE CONTROL METHOD, MOVING BODY TRACKING RAINING SYSTEM, X-RAY IRRADIATION DEVICE, AND X-RAY IRRADIATION DEVICE CONTROL METHOD | |
US10617885B2 (en) | System and method for an intensity modulated radiation therapy device | |
Trifiletti et al. | Intraoperative breast radiation therapy with image guidance: findings from CT images obtained in a prospective trial of intraoperative high-dose-rate brachytherapy with CT on rails | |
Kraus-Tiefenbacher et al. | A novel mobile device for intraoperative radiotherapy (IORT) | |
RU2760993C1 (en) | Method for x-ray therapy of lung cancer | |
Nogueira et al. | Experimental dosimetry in conformal breast teletherapy compared with the planning system | |
WO2015190102A1 (en) | Beam irradiation target confirmation device | |
Santos et al. | Using the Monte Carlo technique to calculate dose conversion coefficients for medical professionals in interventional radiology | |
JP2013240443A (en) | Therapy plan supporting apparatus and radiotherapy system | |
EP1958665B1 (en) | Ionizing radiations | |
JP6312737B2 (en) | Method for generating and / or providing data for tissue treatment | |
Stewart et al. | Online virtual isocenter based radiation field targeting for high performance small animal microirradiation | |
Sorensen et al. | Cone-beam CT using a mobile C-arm: a registration solution for IGRT with an optical tracking system | |
RU156568U1 (en) | X-RAY THERAPEUTIC DEVICE | |
RU147765U1 (en) | X-RAY THERAPEUTIC DEVICE | |
JP2008119380A (en) | Bed positioning system and method | |
Nasir et al. | Organ absorbed doses in the IORT treatment of breast cancer with the INTRABEAM device: a Monte-Carlo study | |
Lopes et al. | Impact of tumor contrast in orthogonal ray imaging: a prostate irradiation study | |
US11839777B2 (en) | Medical systems including a positioning lamp and a projection device and control methods of the medical systems |