RU2159135C1 - Method for total irradiation of patient's body - Google Patents
Method for total irradiation of patient's body Download PDFInfo
- Publication number
- RU2159135C1 RU2159135C1 RU99125825A RU99125825A RU2159135C1 RU 2159135 C1 RU2159135 C1 RU 2159135C1 RU 99125825 A RU99125825 A RU 99125825A RU 99125825 A RU99125825 A RU 99125825A RU 2159135 C1 RU2159135 C1 RU 2159135C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- patient
- rotation
- ionizing radiation
- radiation source
- source
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, точнее к радиологии, и может найти применение в лучевой терапии онкологических больных. The invention relates to medicine, more specifically to radiology, and may find application in radiation therapy of cancer patients.
Тотальное облучение при лучевой терапии является часто используемым методом лечения при распространенных злокачественных процессах большого количества локализаций. Главной физико-технической задачей тотального облучения является получение в теле пациента равномерного распределения поглощенной дозы. Total radiation exposure is a commonly used treatment method for the common malignant processes of a large number of localizations. The main physical and technical task of total exposure is to obtain a uniform distribution of the absorbed dose in the patient’s body.
Существующие в настоящее время способы тотального облучения тела человека ионизирующим излучением основаны на использовании неподвижных источников излучения и больших расстояний от источника излучения до пациента (4 - 5 м), что делает возможным получение полей облучения, соизмеримых с ростом пациента. или специальной движущейся с заданной скоростью мимо источника тележки с пациентом. Currently existing methods for total irradiation of the human body with ionizing radiation are based on the use of fixed radiation sources and large distances from the radiation source to the patient (4 - 5 m), which makes it possible to obtain radiation fields commensurate with the growth of the patient. or special moving at a given speed past the source of the cart with the patient.
Известен способ тотального облучения с использованием стационарно расположенного излучателя с горизонтальным пучком излучения с использованием больших расстояний (4-5 м) и выравнивающих компенсаторов для создания равномерного дозного распределения по телу человека [Ильин Н.В. и др., авт. св. N 1769418 A 61 N 5/10 "Способ формирования дозного распределения вдоль тела человека при тотальном облучении", A 61 6/00]. A known method of total exposure using a stationary emitter with a horizontal beam of radiation using large distances (4-5 m) and leveling compensators to create a uniform dose distribution over the human body [Ilyin N.V. et al., ed. St. N 1769418 A 61 N 5/10 "A method of forming a dose distribution along the human body with total exposure", A 61 6/00].
Способ связан с использованием горизонтально направленного из источника пучка ионизирующего излучения, расположением пациента на большом расстоянии (4,75 м) от источника для достижения размера равномерного поля облучения, равного росту человека. При этом облучение производится латерально с двух сторон, а неравномерность дозного поля за счет переменной толщины тела пациента компенсируется специальными поглотителями. Недостатками данного способа являются необходимость наличия процедурного помещения больших нестандартных размеров, латеральное облучение пациента, дающее неравномерность распределения дозы до 15-20%, невозможность облучать пациентов большого роста и малые мощности дозы за счет больших расстояний от источника. Последнее весьма некомфортно для пациента из-за длительности процедуры и снижает пропускную способность процедурного кабинета. The method involves the use of a beam of ionizing radiation horizontally directed from the source, the location of the patient at a large distance (4.75 m) from the source to achieve a uniform field of radiation equal to the height of a person. In this case, irradiation is performed laterally from two sides, and the non-uniformity of the dose field due to the variable thickness of the patient’s body is compensated by special absorbers. The disadvantages of this method are the need for a procedural room of large non-standard sizes, lateral irradiation of the patient, which gives uneven dose distribution up to 15-20%, the inability to irradiate patients of large stature and small dose rates due to the large distances from the source. The latter is very uncomfortable for the patient due to the length of the procedure and reduces the throughput of the treatment room.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ тотального облучения с использованием стационарно расположенного излучателя с вертикальным пучком излучения и движущимся лечебным столом - тележкой с пациентом для охвата пучком излучения всего тела человека [The Radiotherapy of Malignant Disease, Springer-Ver., 1985, p. 362]. Этот способ заключается в использовании специальной тележки на рельсовом ходу, на которую укладывается пациент. Эта тележка движется с заданной скоростью под вертикальным пучком ионизирующего излучения от неподвижного источника таким образом, что пучком излучения охватывается все тело. Облучение также проводится с двух сторон путем переворачивания тела пациента. Этот способ позволяет обеспечить необходимую равномерность распределения поглощенной дозы в теле пациента и небольшое время процедуры. Однако необходимость использования специального устройства - тележки на рельсовом ходу в процедурном помещении не позволяет использовать последнее для других видов лучевой терапии, например стандартных методов лучевой терапии. Способ позволяет получить распределение поглощенной дозы по телу пациента с неравномерностью +/-5%. Closest to the proposed method is a method of total exposure using a stationary emitter with a vertical beam of radiation and a moving treatment table - a cart with a patient to cover the beam of radiation of the entire human body [The Radiotherapy of Malignant Disease, Springer-Ver., 1985, p. 362]. This method consists in using a special trolley on a rail track on which the patient is placed. This carriage moves at a given speed under a vertical beam of ionizing radiation from a fixed source so that the entire body is covered by a beam of radiation. Irradiation is also carried out on both sides by turning the patient's body. This method allows to provide the necessary uniformity in the distribution of the absorbed dose in the patient’s body and a short procedure time. However, the need to use a special device - a trolley on a rail in the treatment room does not allow the latter to be used for other types of radiation therapy, for example, standard methods of radiation therapy. The method allows to obtain the distribution of the absorbed dose over the patient’s body with an unevenness of +/- 5%.
Таким образом, известные способы тотального облучения отличаются необходимостью использования специального процедурного помещения с источником ионизирующего излучения именно для тотального облучения пациентов, причем значительно больших размеров, чем для обычной лучевой терапии. Это практически не позволяет проводить тотальное облучение в стандартных помещениях для лучевой терапии, сокращая тем самым возможности лучевой терапии, или конструировать процедурные помещения с источником ионизирующего излучения специально только для тотального облучения, что экономически невыгодно. Thus, the known methods of total irradiation are distinguished by the need to use a special treatment room with a source of ionizing radiation specifically for total irradiation of patients, and much larger than for conventional radiation therapy. This practically does not allow total irradiation in standard rooms for radiation therapy, thereby reducing the possibilities of radiation therapy, or designing treatment rooms with a source of ionizing radiation specifically only for total exposure, which is economically disadvantageous.
Технический результат настоящего изобретения состоит в осуществлении пригодного для широкого клинического использования тотального облучения за счет использования ротации источника ионизирующего излучения. The technical result of the present invention is the implementation of suitable for wide clinical use of total exposure through the use of rotation of the source of ionizing radiation.
Этот результат достигается тем, что при облучении тела пациента, размещенного на лечебном столе источником ионизирующего излучения, пациента укладывают в плоскости ротации источника ионизирующего излучения, вращаемого вокруг изоцентра ротации, размещают на расстоянии
ниже изоцентра ротации, где A - рост пациента, см, α - половина угла ротации источника излучения, предварительно определяют скорость ротации источника ионизирующего излучения по отношению замеренной и требуемой поглощенных доз, при этом замеренную поглощенную дозу устанавливают при ротации источника излучения вокруг фантома, моделирующего размеры пациента, со скоростью 1 град/с, а над пациентом располагают поглотитель ионизирующего излучения переменной толщины D, которую определяют по формуле
где РИО - расстояние между источником ионизирующего излучения и изоцентром ротации, см;
X - расстояние от центра пациента на продольной оси до пересекающей ее плоскости, в которой определяют толщину, см;
μ - линейный коэффициент ослабления материала фильтра.This result is achieved by the fact that when the patient’s body is placed on the treatment table with an ionizing radiation source, the patient is placed in the rotation plane of the ionizing radiation source rotating around the rotation isocenter, placed at a distance
below the rotation isocenter, where A is the patient’s height, cm, α is half the rotation angle of the radiation source, the rotation speed of the ionizing radiation source is preliminarily determined from the measured and required absorbed doses, while the measured absorbed dose is set when the radiation source is rotated around a phantom simulating dimensions the patient, at a speed of 1 deg / s, and above the patient there is an absorber of ionizing radiation of variable thickness D, which is determined by the formula
where RIO is the distance between the source of ionizing radiation and the isocenter of rotation, cm;
X is the distance from the center of the patient on the longitudinal axis to the plane intersecting it, in which the thickness is determined, cm;
μ is the linear attenuation coefficient of the filter material.
Известны способы подвижного ротационного облучения ряда локализаций с выведением целевой точки в изоцентр ротации [The Radiotherapy of Malignant Disease, Springer-Ver., 1985, p. 20]. Однако эти способы решают задачу концентрирования поглощенной дозы лишь в выбранной целевой точке и не могут решить задачу тотального облучения тела пациента. Known methods of mobile rotational irradiation of a number of localizations with the removal of the target point in the isocenter of rotation [The Radiotherapy of Malignant Disease, Springer-Ver., 1985, p. 20]. However, these methods solve the problem of concentrating the absorbed dose only at the selected target point and cannot solve the problem of total exposure of the patient's body.
Предлагаемая в изобретении укладка пациента в плоскости вращаемого источника ионизирующего излучения вокруг изоцентра ротации и размещение его на расстоянии L
ниже изоцентра ротации, где A - рост пациента, см, α - половина угла ротации источника, позволяет проводить тотальное облучение тела пациента любого роста в стандартном кабинете для лучевой терапии с ротационным источником ионизирующего излучения. Расстояние L найдено расчетным путем и зависит от роста пациента и начального и конечного углов ротации.Proposed in the invention laying the patient in the plane of a rotating source of ionizing radiation around the isocenter of rotation and placing it at a distance L
below the rotation isocenter, where A is the patient’s height, cm, α is half the source’s rotation angle, allows total irradiation of the patient’s body of any height in a standard radiation therapy room with a rotational ionizing radiation source. The distance L is found by calculation and depends on the growth of the patient and the initial and final angles of rotation.
Определение скорости ротации источника ионизирующего излучения производят по отношению замеренной и требуемой поглощенных доз, причем замеренная поглощенная доза определяется при ротации источника излучения вокруг фантома, моделирующего размеры пациента, со скоростью 1 град/с. Determination of the rotation speed of the ionizing radiation source is carried out in relation to the measured and required absorbed doses, and the measured absorbed dose is determined by rotating the radiation source around a phantom simulating patient sizes at a speed of 1 deg / s.
Расположение над пациентом поглотителя ионизирующего излучения переменной толщины D, определяемой по формуле
где РИО - расстояние между источником ионизирующего излучения и изоцентром ротации, см; X - расстояние от центра пациента на продольной оси до пересекающей ее плоскости, в которой определяют толщину, см; μ - линейный коэффициент ослабления материала фильтра, делает равномерным распределение ионизирующего излучения в пределах тела пациента и, следовательно, наиболее равномерное распределение поглощенной дозы по телу пациента, что является основной задачей тотального облучения.The location above the patient an absorber of ionizing radiation of variable thickness D, determined by the formula
where RIO is the distance between the source of ionizing radiation and the isocenter of rotation, cm; X is the distance from the center of the patient on the longitudinal axis to the plane intersecting it, in which the thickness is determined, cm; μ is the linear attenuation coefficient of the filter material, makes the distribution of ionizing radiation within the patient’s body uniform and, therefore, the most uniform distribution of the absorbed dose over the patient’s body, which is the main task of total exposure.
Сущность способа заключается в следующем. The essence of the method is as follows.
Для проведения сеанса лучевой терапии пациента укладывают на лечебный стол стандартного ротационного источника ионизирующего излучения, например РОКУС-М, в положении "на спине" таким образом, что продольная ось тела пациента располагается в плоскости ротации источника. Стол вместе с пациентом устанавливают ниже изоцентра источника на расстоянии L, зависящем от роста пациента и рассчитываемым по формуле
где A - рост пациента, см; α - половина угла ротации источника.To conduct a radiation therapy session, the patient is placed on the treatment table with a standard rotational ionizing radiation source, for example, ROCUS-M, in the “on the back” position so that the longitudinal axis of the patient’s body is located in the plane of rotation of the source. The table with the patient is set below the source isocenter at a distance L, depending on the patient’s growth and calculated by the formula
where A is the patient’s height, cm; α - half the angle of rotation of the source.
Начальный и конечный углы ротации источника излучения выбираются как правило +/-60o, тогда, например, при росте пациента в 2 м необходимо установить расстояние от изоцентра до пациента в 57,7 см.The initial and final angles of rotation of the radiation source are selected as a rule +/- 60 o , then, for example, when the patient grows at 2 m, it is necessary to set the distance from the isocenter to the patient at 57.7 cm.
Над пациентом устанавливается поглотитель ионизирующего излучения толщиной D, определяемой по формуле
где РИО - расстояние между источником ионизирующего излучения и изоцентром ротации, см; X - расстояние от центра пациента на продольной оси до пересекающей ее плоскости, в которой определяют толщину, см; μ - линейный коэффициент ослабления материала фильтра.Above the patient, an ionizing radiation absorber of thickness D, determined by the formula
where RIO is the distance between the source of ionizing radiation and the isocenter of rotation, cm; X is the distance from the center of the patient on the longitudinal axis to the plane intersecting it, in which the thickness is determined, cm; μ is the linear attenuation coefficient of the filter material.
Поглотитель изготовлен из полиэтилена (плотность ρ =0,95 г/см) и его толщина, вычисляемая по формуле, приведенной выше, например, для излучения гамма- аппарата РОКУС-М:
μ = 0,06571/см
для X=0 (центр пациента),
при росте пациента A= 2 м и выбранными ранее L=57,7 cм, РИО=75 см получим толщину поглотителя, см
Для определения скорости ротации перед сеансом лучевой терапии на место пациента устанавливается водный фантом размером 2000х300х300 мм3. Вода наливается до уровня, равного передне-заднему размеру пациента, датчик дозиметра устанавливается в центре фантома на половине передне-заднего размера. Затем проводится ротация источника со скоростью ω=1 град/с. Замеряется поглощенная доза за время прохождения источника от начального до конечного угла ротации. Для выбранного ранее пациента ростом 2 м и передне-заднем размером 23 см для используемого источника РОКУС-М поглощенная доза составила 0.044 Гр.The absorber is made of polyethylene (density ρ = 0.95 g / cm) and its thickness, calculated by the formula above, for example, for radiation of the gamma apparatus ROKUS-M:
μ = 0,06571 / cm
for X = 0 (center of patient),
with patient growth A = 2 m and previously selected L = 57.7 cm, RIO = 75 cm, we obtain the thickness of the absorber, cm
To determine the rotation speed before the radiation therapy session, an aqueous phantom with a size of 2000x300x300 mm 3 is installed in the patient's place. Water is poured to a level equal to the anteroposterior size of the patient, the dosimeter sensor is installed in the center of the phantom in half of the anteroposterior size. Then, the source is rotated at a speed of ω = 1 deg / s. The absorbed dose is measured during the passage of the source from the initial to the final angle of rotation. For the previously selected patient with a height of 2 m and an anteroposterior size of 23 cm for the used source ROCUS-M, the absorbed dose was 0.044 Gy.
Если половина заданной поглощенной дозы составляет 0.05 Гр, то ω = 0.044/0.05=0.88 град/с. If half of the given absorbed dose is 0.05 Gy, then ω = 0.044 / 0.05 = 0.88 deg / s.
Результаты измерений распределения поглощенной дозы по телу пациента приведены в таблице. The measurement results of the distribution of the absorbed dose over the patient’s body are shown in the table.
Как видно из данных таблицы, фантомные измерения показали, что неравномерность распределения поглощенной дозы не превышает +/- 3%. As can be seen from the table, phantom measurements showed that the uneven distribution of the absorbed dose does not exceed +/- 3%.
После определения требуемой скорости ротации пациент укладывается на ранее определенное расстояние от изоцентра ротации и проводится лучевая терапия. При этом отпускается половина требуемой дозы на срединную линию тела пациента. Затем пациент переворачивается в положение "на животе" и процедура повторяется. After determining the required rotation speed, the patient is placed at a previously determined distance from the rotation isocenter and radiation therapy is performed. In this case, half the required dose is released to the midline of the patient's body. Then the patient turns over to the “on the stomach” position and the procedure is repeated.
Предлагаемый способ по сравнению с известными имеет ряд существенных преимуществ:
1) позволяет проводить тотальное облучение тела пациента в любом стандартном помещении для лучевой терапии с ротационным гамма-аппаратом, в то время как другие известные требуют помещений больших размеров или специального оборудования в виде стола-тележки;
2) позволяет проводить тотальное облучение с равномерностью распределения поглощенной дозы +1/-3%, в то время как известные способы создают равномерность не более +1/-5%.The proposed method in comparison with the known has several significant advantages:
1) allows for total irradiation of the patient’s body in any standard room for radiation therapy with a rotational gamma apparatus, while other known ones require large rooms or special equipment in the form of a trolley table;
2) allows for total irradiation with a uniform distribution of the absorbed dose + 1 / -3%, while known methods create uniformity of not more than + 1 / -5%.
Способ разработан в Центральном научно-исследовательском рентгено-радиологическом институте Минздрава РФ и прошел клиническую апробацию у 8 пациентов с раком легкого и 4-х с опухолями головного мозга. Во всех случаях достигнут положительный результат в виде стабилизации процесса. The method was developed at the Central Research X-ray and Radiological Institute of the Ministry of Health of the Russian Federation and has been clinically tested in 8 patients with lung cancer and 4 with brain tumors. In all cases, a positive result was achieved in the form of stabilization of the process.
Claims (1)
ниже изоцентра ротации,
где А - рост пациента, см;
α - половина угла ротации источника излучения,
предварительно определяют скорость ротации источника ионизирующего излучения по отношению замеренной и требуемой поглощенных доз, при этом замеренную поглощенную дозу устанавливают при ротации источника излучения вокруг фантома, моделирующего размеры пациента, со скоростью 1 град/с, а над пациентом располагают поглотитель ионизирующего излучения переменной толщины D, которую определяют по формуле
где РИО - расстояние между источником ионизирующего излучения и изоцентром ротации, см;
Х - расстояние от центра пациента на продольной оси до пересекающей ее плоскости, в которой определяют толщину, см;
μ - линейный коэффициент ослабления материала фильтра.The method of total irradiation of the patient’s body, placed on the treatment table, with an ionizing radiation source, characterized in that the patient is placed in the rotation plane of the ionizing radiation source rotating around the rotation isocenter, placed at a distance
below the isocenter of rotation,
where A is the patient’s height, cm;
α is half the angle of rotation of the radiation source,
preliminary determine the rotation speed of the ionizing radiation source in relation to the measured and required absorbed doses, while the measured absorbed dose is set when the radiation source is rotated around the phantom simulating the patient’s dimensions at a speed of 1 deg / s, and an ionizing radiation absorber of variable thickness D is placed over the patient which is determined by the formula
where RIO is the distance between the source of ionizing radiation and the isocenter of rotation, cm;
X is the distance from the center of the patient on the longitudinal axis to the plane intersecting it, in which the thickness is determined, cm;
μ is the linear attenuation coefficient of the filter material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99125825A RU2159135C1 (en) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | Method for total irradiation of patient's body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99125825A RU2159135C1 (en) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | Method for total irradiation of patient's body |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2159135C1 true RU2159135C1 (en) | 2000-11-20 |
Family
ID=20227852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99125825A RU2159135C1 (en) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | Method for total irradiation of patient's body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2159135C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2760613C1 (en) * | 2021-03-10 | 2021-11-29 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение «Российский Научный Центр Радиологии И Хирургических Технологий Имени Академика А.М. Гранова» Министерства Здравоохранения Российской Федерации | Method for total irradiation of the body of a patient |
| RU2791658C1 (en) * | 2021-10-04 | 2023-03-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева» Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method of total irradiation of the bone marrow and lymphatic system |
-
1999
- 1999-12-15 RU RU99125825A patent/RU2159135C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2760613C1 (en) * | 2021-03-10 | 2021-11-29 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение «Российский Научный Центр Радиологии И Хирургических Технологий Имени Академика А.М. Гранова» Министерства Здравоохранения Российской Федерации | Method for total irradiation of the body of a patient |
| RU2791658C1 (en) * | 2021-10-04 | 2023-03-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева» Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method of total irradiation of the bone marrow and lymphatic system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Verellen et al. | Initial experience with intensity-modulated conformal radiation therapy for treatment of the head and neck region | |
| Wong et al. | High-resolution, small animal radiation research platform with x-ray tomographic guidance capabilities | |
| Hui et al. | Feasibility study of helical tomotherapy for total body or total marrow irradiation a | |
| JP6615445B2 (en) | System for delivering conformal radiation therapy while simultaneously imaging soft tissue | |
| Tillner et al. | Pre-clinical research in small animals using radiotherapy technology–a bidirectional translational approach | |
| Zhou et al. | Development of a micro-computed tomography–based image-guided conformal radiotherapy system for small animals | |
| Mancosu et al. | Interplay effects between dose distribution quality and positioning accuracy in total marrow irradiation with volumetric modulated arc therapy | |
| CN107626048A (en) | A kind of toy integration radiotherapy system of fusion CT and PET bimodal images guiding | |
| Pla et al. | Total body irradiation with a sweeping beam | |
| Braestrup et al. | Physical aspects of rotating telecobalt equipment | |
| Stelczer et al. | Measurement of dose exposure of image guidance in external beam accelerated partial breast irradiation: evaluation of different techniques and linear accelerators | |
| CN208591469U (en) | A kind of toy integration radiotherapy system of fusion CT and PET bimodal image guidance | |
| Lam et al. | Uniformity and standardization of single and opposing cobalt 60 sources for total body irradiation | |
| Iwamoto et al. | The CT scanner as a therapy machine | |
| AU2016201333B2 (en) | System for delivering conformal radiation therapy while simultaneously imaging soft tissue | |
| RU2159135C1 (en) | Method for total irradiation of patient's body | |
| Nelligan et al. | ACPSEM ROSG TBI working group recommendations for quality assurance in total body irradiation | |
| GARDNER et al. | Tumor localization, dosimetry, simulation and treatment procedures in radiotherapy: the isocentric technique | |
| Jeng et al. | Mathematical estimation and in vivo dose measurement for cone-beam computed tomography on prostate cancer patients | |
| Hussein et al. | Total body irradiation with a sweeping 60Cobalt beam | |
| Comas et al. | First impressions of therapy with cesium 137 | |
| RU2361634C1 (en) | Way of total body irradiation of patient | |
| Verhaegen et al. | Developing technologies for small animal radiotherapy | |
| Ali et al. | Quantitative evaluation by measurement and modeling of the variations in dose distributions deposited in mobile targets | |
| SERARSLAN et al. | Normal Tissue Objective Tool in Radiotherapy Planning for Endometrial Cancer: A Dosimetric Study. |