RU2760613C1 - Method for total irradiation of the body of a patient - Google Patents

Method for total irradiation of the body of a patient Download PDF

Info

Publication number
RU2760613C1
RU2760613C1 RU2021106026A RU2021106026A RU2760613C1 RU 2760613 C1 RU2760613 C1 RU 2760613C1 RU 2021106026 A RU2021106026 A RU 2021106026A RU 2021106026 A RU2021106026 A RU 2021106026A RU 2760613 C1 RU2760613 C1 RU 2760613C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
patient
phantom
dose
rotation
irradiation
Prior art date
Application number
RU2021106026A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Тамара Евгеньевна Понежа
Юлия Николаевна Виноградова
Николай Васильевич Ильин
Ирина Александровна Шендерова
Елена Драгановна Карпенко
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение «Российский Научный Центр Радиологии И Хирургических Технологий Имени Академика А.М. Гранова» Министерства Здравоохранения Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение «Российский Научный Центр Радиологии И Хирургических Технологий Имени Академика А.М. Гранова» Министерства Здравоохранения Российской Федерации filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение «Российский Научный Центр Радиологии И Хирургических Технологий Имени Академика А.М. Гранова» Министерства Здравоохранения Российской Федерации
Priority to RU2021106026A priority Critical patent/RU2760613C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2760613C1 publication Critical patent/RU2760613C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-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

FIELD: medicine.SUBSTANCE: method relates to medicine, namely, to radiation therapy, and can be used for total irradiation of the body of the patient. Rotational irradiation of the patient with a predetermined dose of radiation is executed placing the patient on the treatment table in the rotation plane of a linear electron accelerator rotated around the rotation isocentre with the field and angle of rotation set on the accelerator. Prior to rotational irradiation of the patient, the sector of rotation of the irradiator is therein additionally divided into 11 segments, for each of said segment the correction coefficient k(∝) is calculated by the formula:, whereinis the angle of the irradiator,is the distance from the source to the isocentre of the accelerator, equal to 100 cm,is the distance from the isocentre to a half of the anterior-posterior size of the phantom,is half of the anterior-posterior size of the phantom,is the thickness of the organic glass,is the linear beam attenuation coefficient for the material of the phantom,is the linear beam attenuation coefficient for the material of the screen intended for increasing the dose on the surface of the body of the person. The amount of monitor units is determined, accounting for the set dose and correction factor, by the formula:wherein MU(seg) is the amount of monitor units for a set segment, seg° is the segment value in degrees, MU(full arc) is the experimentally obtained value of monitor units for rotary gantry beam from 305° to 55°, wherein in a plastic phantom installed at a gantry angle of 0° at the centre of the light field, the set dose will be on half of the anterior-posterior size thereof, full arc° is the size of a full arc 110°, k(∝) is the averaged correction coefficient for the set segment. The patient is then placed on the treatment table in the plane of rotation of the accelerator so that at a gantry value of 0° the centre of the light field is located at half the height of the patient. An organic glass screen with a thickness of 1 cm is installed over the patient at a distance of 55 cm from the treatment table and irradiation is executed with a set field of 10.6x40 cm and a rotation angle of 110°.EFFECT: method ensures creation of uniform distribution of a set absorbed dose in the body for most patients due to the adjustment of the amount of monitor units within individual segments of the rotational irradiation sector.1 cl, 7 dwg, 10 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к медицине, точнее к радиотерапии, и может найти применение в лучевой терапии онкологических больных.The invention relates to medicine, more precisely to radiotherapy, and can be used in radiation therapy for cancer patients.

Тотальное облучение тела человека (ТОТ) фотонами высоких энергий применяется для лечения онкологических заболеваний, таких как множественная миелома, лейкозы, лимфомы, так же при лечении некоторых солидных опухолей. Главной физико-технической задачей тотального облучения является получение в теле пациента равномерного распределения поглощенной дозы. В сочетании с химиотерапией ТОТ может применяться, как часть режима кондиционирования при трансплантации гемопоэтических стволовых клеток.Total irradiation of the human body (TOT) with high-energy photons is used to treat oncological diseases such as multiple myeloma, leukemia, lymphoma, as well as in the treatment of some solid tumors. The main physical and technical task of total irradiation is to obtain a uniform distribution of the absorbed dose in the patient's body. In combination with chemotherapy, TOT can be used as part of a conditioning regimen for hematopoietic stem cell transplantation.

Существующие в настоящее время способы ТОТ человека ионизирующим излучением основаны на:Currently existing methods of human THT using ionizing radiation are based on:

- использовании неподвижных источников излучения и больших расстояний от источника излучения до пациента (400-500 см), что делает возможным получение полей облучения, соизмеримых с ростом пациента;- the use of stationary radiation sources and large distances from the radiation source to the patient (400-500 cm), which makes it possible to obtain radiation fields commensurate with the patient's height;

- применении специальной, движущейся с заданной скоростью мимо источника, тележки с пациентом;- the use of a special trolley with a patient moving at a given speed past the source;

- облучении пациента путем сложения нескольких полей облучения;- irradiation of the patient by adding several fields of irradiation;

- облучении с применением методов объемно-модулированной лучевой терапии и методом томотерапии, которые позволяют контролировать дозу облучения в органах риска.- irradiation using the methods of volume-modulated radiation therapy and the method of tomotherapy, which make it possible to control the radiation dose in the organs of risk.

На сегодняшний день известны различные способы и методы ТОТ.To date, various methods and methods of TOT are known.

Известен способ ТОТ облучения пациента неподвижным полем с горизонтальным пучком излучения. Пациент располагается на большом расстоянии источник-поверхность пациента (РИП) от 4-5 м, для создания размера поля равного росту человека. С целью создания равномерного дозного распределения применяются выравнивающие компенсаторы. Облучение производится латерально с двух сторон [Ильин Н.В. и др., авт. св. №1769418, A61N 5/10]. Недостатками этого метода являются необходимость наличия процедурного помещения нестандартных размеров, невозможность облучения пациентов большого роста и использование малых доз облучения, за счет больших расстояний от источника излучения, что увеличивает длительность процедуры лечения. The known method of TOT irradiation of a patient with a stationary field with a horizontal beam of radiation. The patient is located at a large distance from the source-patient surface (RIP) from 4-5 m, to create a field size equal to the height of the person. In order to create a uniform dose distribution, leveling compensators are used. Irradiation is performed laterally from both sides [Ilyin N.V. and others, ed. St. No. 1769418, A61N 5/10]. The disadvantages of this method are the need for a procedural room of non-standard dimensions, the impossibility of irradiating large patients and the use of low doses of radiation, due to large distances from the radiation source, which increases the duration of the treatment procedure.

Известен 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. 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. 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 +/-10%.The known method of total irradiation using a stationary emitter with a vertical beam of radiation and a moving treatment table - a trolley with a patient to cover the entire human body with a beam of radiation [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. The cart moves at a given speed under a vertical beam of ionizing radiation from a stationary source in such a way that the entire body is covered by the beam of radiation. Irradiation is also performed on both sides by turning the patient's body over. The method allows to provide the necessary uniformity of the absorbed dose distribution 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 use of the latter 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 +/- 10%.

Известен «Способ тотального облучения тела пациента» [Червяков A.M. и др., Патент РФ №2159135, A61N 5/10]. Способ заключается в ротации источника ионизирующего излучения со скоростью, определяемой 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. Пациент укладывается на расстоянии L = А/2 ctg ниже изоцентра ротации, где А - рост пациента в см, α - половина угла ротации источника. Над пациентом устанавливают поглотитель ионизирующего излучения переменной толщины (D), определяемой по формуле: The known "Method of total irradiation of the patient's body" [Worms A.M. et al., RF Patent No. 2159135, A61N 5/10]. The method consists in rotating the source of ionizing radiation at a rate determined by the ratio of the measured and required absorbed doses, while the measured absorbed dose is set by rotating the radiation source around the phantom simulating the patient's dimensions at a rate of 1 deg / s. The patient is placed at a distance L = A / 2 ctg below the isocenter of rotation, where A is the patient's height in cm, α is half the angle of rotation of the source. Above the patient, an ionizing radiation absorber of variable thickness (D) is installed, determined by the formula:

D=-1/μ ln [РИО+√(L2+X2)/РИО+√(L2+A2/4),D = -1 / μ ln [RIO + √ (L 2 + X 2) / RIO + √ (L 2 + A 2/4),

где РИО - расстояние между источником ионизирующего излучения и изоцентром ротации в см, Х - расстояние от центра пациента на продольной оси до пересекающей ее плоскости, в которой определяют толщину в см, μ - линейный коэффициент ослабления материала фильтра. where RIO is the distance between the source of ionizing radiation and the isocenter of rotation in 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 in cm, μ is the linear attenuation coefficient of the filter material.

Способ позволяет равномерно распределить поглощенную дозу по телу пациента в любом процедурном помещении с ротационным источником излучения, но имеет ряд недостатков, основным из которых является использование поглотителя ионизирующего излучения. Кроме того, изготовление поглотителя переменной толщины для каждого пациента является трудоемким, длительным, затратным процессом. Это удлиняет не только процедуру облучения, но и предлучевую подготовку, связанную с необходимостью как изготовления и установки поглотителя, так и использованием водного фантома, для предварительного определения равномерности распределения поглощенной дозы по телу пациента.The method allows to evenly distribute the absorbed dose over the patient's body in any treatment room with a rotary radiation source, but has a number of disadvantages, the main of which is the use of an ionizing radiation absorber. In addition, the manufacture of an absorber of variable thickness for each patient is a laborious, time-consuming, costly process. This lengthens not only the irradiation procedure, but also the pre-radiation preparation associated with the need for both the manufacture and installation of the absorber and the use of a water phantom for preliminary determination of the uniformity of the absorbed dose distribution over the patient's body.

Известен метод ТОТ с применением объемно-модулированной лучевой терапии с использованием устройства многолепесткового коллиматора. «Total-body irradiation using linac-based volumetric modulated arc therapy: Its clinical accuracy, feasibility and reliability» [Radiother Oncol. 2018 Dec; 129(3):527-533. doi: 10.1016/j.radonc.2018.08.005. Epub 2018 Aug 29]. Данный метод включает в себя полноценную предлучевую подготовку: получение КТ-изображения всего тела пациента, оконтуривание органов риска, органов мишени. Причем из-за того, что движение лечебного стола линейного ускорителя имеет ограничение, то для людей с ростом больше, чем 120 см, делают два КТ-изображения. Лечебный план рассчитывается в специальной дозиметрической системе планирования с применением метода Vmat, который включает в себя лечение с несколькими изоцентрами (обычно три изоцентра) и стыковкой нескольких арок. Области стыковок между фиксированными размерами полей может доходить до двух сантиметров. Дозиметрическая система планирования учитывает область стыковок в процессе обратной оптимизации, применяя специальные алгоритмы расчета методом монте-карло. Такой метод позволяет снизить дозу на органы риска, сохраняя заданную дозу для мишени.The known TOT method with the use of volume-modulated radiation therapy using a multi-leaf collimator device. " Total-body irradiation using linac-based volumetric modulated arc therapy: Its clinical accuracy, feasibility and reliability " [ Radiother Oncol. 2018 Dec; 129 (3): 527-533. doi: 10.1016 / j.radonc.2018.08.005. Epub 2018 Aug 29]. This method includes a full-fledged pre-radiation preparation: obtaining a CT image of the patient's entire body, contouring the organs of risk, target organs. Moreover, due to the fact that the movement of the treatment table of the linear accelerator is limited, two CT images are taken for people with a height of more than 120 cm. The treatment plan is calculated in a special dosimetry planning system using the Vmat method, which includes treatment with several isocenters (usually three isocenters) and joining several arches. The area of joints between the fixed sizes of the fields can be up to two centimeters. The dosimetric planning system takes into account the area of docking in the process of reverse optimization, using special algorithms for calculating the Monte Carlo method. This method makes it possible to reduce the dose to the organs at risk, while maintaining the specified dose for the target.

Существенным недостатком метода объемно-модулированной лучевой терапии является требование специальных компьютерных систем расчета дозы. При этом методика является трудоемкой и требует сложного расчета дозы в большом объеме, а также дополнительной индивидуальной проверки плана для каждого пациента и дозиметрического оборудования на котором будет проводиться проверка плана.A significant disadvantage of the volume-modulated radiation therapy method is the requirement for special computerized dose calculation systems. At the same time, the technique is laborious and requires a complex calculation of the dose in a large volume, as well as an additional individual check of the plan for each patient and the dosimetry equipment on which the plan will be checked.

Известен метод ТОТ, выполняемый на аппарате томотерапии с применением лучевой терапии с модуляцией интенсивности. «Total marrow irradiation with helical tomotherapy along the entire patient’s axis: a planning technique to merge helical dose distributions producing uniform dose in the junction region» [Intl J Radiat Oncol Biol Phys 2010, 78: S821-S822]. Основным недостатком, которого является наличие аппарата томотерапии, который на сегодняшний день в России есть всего в трех центрах. Обычно этот метод применяется у детей и подростков в связи с имеющимися ограничениями по росту пациента. Основное отличие заключается в технологии доставки дозы (методе облучения) аппаратом томотерапии, в котором облучение происходит по спирали, радиационным полем, формируемым специальным бинарным многолепестковым коллиматором. При этом методика также является трудоемкой и требует сложного расчета дозы в большом объеме и дополнительной индивидуальной проверки плана для каждого пациента.The known method TOT, performed on a tomotherapy apparatus with the use of radiation therapy with intensity modulation. “Total marrow irradiation with helical tomotherapy along the entire patient’s axis: a planning technique to merge helical dose distributions producing uniform dose in the junction region” [Intl J Radiat Oncol Biol Phys 2010, 78: S821-S822]. The main disadvantage of which is the presence of a tomotherapy apparatus, which today there are only three centers in Russia. Usually this method is used in children and adolescents due to the existing limitations on the patient's height. The main difference lies in the technology of dose delivery (method of irradiation) by a tomotherapy apparatus, in which the irradiation occurs in a spiral, by a radiation field formed by a special binary multi-leaf collimator. At the same time, the technique is also laborious and requires a complex calculation of the dose in a large volume and additional individual check of the plan for each patient.

Таким образом, общими недостатками вышеуказанных способов являются: необходимость специального помещения нестандартных размеров, оборудование процедурного помещения дополнительными приспособлениями для проведения облучения, применение специальной разработанной для этого метода аппаратуры, применение и изготовление для каждого пациента поглотителей ионизирующего излучения.Thus, the general disadvantages of the above methods are: the need for a special room of non-standard dimensions, the equipment of the procedural room with additional devices for irradiation, the use of special equipment developed for this method, the use and manufacture of ionizing radiation absorbers for each patient.

Наиболее близким к предлагаемому является «Способ тотального облучения тела пациента» [Червяков A.M. и др., Патент РФ №2361634, A61N 5/10], который взят нами в качестве прототипа.Closest to the proposed is the "Method of total irradiation of the patient's body" [Worms A.M. and others, RF Patent No. 2361634, A61N 5/10], which we took as a prototype.

Согласно прототипу, ротационное облучение пациента проводят при размещении его на лечебном столе в плоскости ротации источника ионизирующего облучения, вращаемого вокруг изоцентра ротации. При этом угол ротации α определяли по формуле:According to the prototype, the rotational irradiation of the patient is carried out by placing him on the treatment table in the plane of rotation of the source of ionizing radiation, rotated around the isocenter of rotation. In this case, the angle of rotation α was determined by the formula:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где А - рост пациента, L - расстояние от изоцентра до середины передне-заднего размера пациента, Р0 - половина передне-заднего размера пациента на уровне середины его тела. Затем осуществляли статическое облучение пациента передне-задними полями с использованием клиновидного фильтра, направляя основание его к середине тела пациента, при этом углы наклона консоли от вертикали β со стороны нижних конечностей и со стороны головы облучаемого пациента определяют по формуле: where A is the patient's height, L is the distance from the isocenter to the middle of the anterior-posterior size of the patient, P 0 is half of the anterior-posterior size of the patient at the level of the middle of his body. Then static irradiation of the patient with anterior-posterior fields was carried out using a wedge-shaped filter, directing its base to the middle of the patient's body, while the angles of inclination of the console from the vertical β from the side of the lower extremities and from the side of the head of the irradiated patient are determined by the formula:

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где Р - половина передне-заднего размера пациента на уровне входа статического поля облучения. Отпускаемую дозу D с каждого поля рассчитывают по формуле:where P is half of the anterior-posterior size of the patient at the level of the entrance of the static radiation field. The released dose D from each field is calculated by the formula:

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

где Dr - доза, отпускаемая с ротационного поля, R - расстояние от источника до центра ротации. where Dr is the dose released from the rotational field, R is the distance from the source to the center of rotation.

Принимая во внимание эффективность предложенного способа-прототипа, следует отметить, что он не лишен ряда недостатков.Taking into account the effectiveness of the proposed prototype method, it should be noted that it is not devoid of a number of disadvantages.

Во-первых, серьёзным недостатком прототипа является необходимость стыковки статических полей с клином и ротационным полем в местах, где возникает падение дозы выше 10%, которое зависит от передне-заднего размера (ПЗР) пациента. При стыковке статических полей с ротационным полем могут появиться зоны переоблучения или недооблучения. Таким образом, способ-прототип требует необходимости многократной прямой индивидуальной дозиметрии, перед сеансами ТОТ. С учетом загрузки радиотерапевтических аппаратов пациентами, получающими другие методики облучения, подготовка к лечению одного пациента для ТОТ может занимать от одного до нескольких дней, в зависимости от количества больных на линейном ускорителе электронов. Особенно тяжело ситуация обстоит в клиниках, где установлен всего один линейный ускоритель электронов. Обычно такие клиники отказываются от проведения ТОТ, так как увеличивается время подготовки к облучению пациента, а также ограничивается пропускная способность процедурного помещения. First, a serious drawback of the prototype is the need to dock static fields with a wedge and a rotational field in places where a dose drop above 10% occurs, which depends on the anterior-posterior size (PZR) of the patient. When static fields dock with a rotational field, overexposure or under-irradiation zones may appear. Thus, the prototype method requires the need for multiple direct individual dosimetry before TOT sessions. Taking into account the loading of radiotherapy machines by patients receiving other irradiation methods, preparation for treatment of one patient for TOT can take from one to several days, depending on the number of patients at the linear electron accelerator. The situation is especially difficult in clinics where only one linear electron accelerator is installed. Typically, such clinics refuse to carry out TOT, as the preparation time for the patient's irradiation increases, and the throughput of the treatment room is also limited.

Во-вторых, недостатком прототипа является невыполнение требований ТОТ современным протоколам, в которых минимальная доза в коже пациента должна быть не менее 90% от заданной. В отличие от традиционных методов лучевой терапии, при которых нередко требуется бережное отношение к коже, для ТОТ предпочтительно, чтобы кожа получила полную предписанную дозу радиации. Это связано с заболеваниями, которые лечатся с помощью ТОТ, например, таких как лейкозы, где клетки, которые необходимо облучить, могут циркулировать в объеме крови кожи.Secondly, the disadvantage of the prototype is the failure to meet the requirements of TOT modern protocols, in which the minimum dose in the patient's skin must be at least 90% of the specified one. Unlike traditional methods of radiation therapy, which often require gentle treatment of the skin, it is preferable for TOT that the skin receives the full prescribed dose of radiation. This is due to diseases that are treated with TOT, such as leukemia, where cells to be irradiated can circulate in the blood volume of the skin.

В связи с этим, мы считаем, что такой способ ТОТ является сложно выполнимым и трудоемким, и негативно сказывается на здоровье пациентов.In this regard, we believe that this method of TOT is difficult to implement and laborious, and has a negative impact on the health of patients.

Технический результат настоящего изобретения состоит в осуществлении универсального, пригодного для широкого клинического использования способа тотального облучения, что достигается за счет регулирования количества мониторных единиц внутри отдельных сегментов сектора ротационного облучения.The technical result of the present invention consists in the implementation of a universal method of total irradiation suitable for wide clinical use, which is achieved by regulating the number of monitor units within individual segments of the rotational irradiation sector.

Этот результат достигается тем, что в известном способе тотального облучения тела пациента, включающем ротационное облучение пациента заданной дозой облучения при размещении его на лечебном столе в плоскости ротации линейного ускорителя электронов, вращаемого вокруг изоцентра ротации с заданным на ускорителе полем и углом ротации, согласно изобретению, дополнительно перед ротационным облучением пациента выполняют разделение сектора вращения облучателя на сегменты, для каждого из них рассчитывают взвешивающий фактор wF(a) по формуле:This result is achieved by the fact that in the known method of total irradiation of the patient's body, including rotational irradiation of the patient with a given dose of radiation when it is placed on the treatment table in the plane of rotation of the linear electron accelerator rotating around the isocenter of rotation with the field and angle of rotation set on the accelerator, according to the invention, in addition, before the patient's rotational irradiation, the sector of rotation of the irradiator is divided into segments, for each of them the weighting factor wF (a) is calculated by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где

Figure 00000005
- угол облучателя,
Figure 00000006
- расстояние от источника до изоцентра ускорителя (точки вращения облучателя) равное 100 см,
Figure 00000007
- расстояние от изоцентра до половины ПЗР фантома,
Figure 00000008
- половина ПЗР фантома,
Figure 00000009
- толщина органического стекла,
Figure 00000010
- линейный коэффициент ослабления пучка для материала фантома,
Figure 00000011
- линейный коэффициент ослабления пучка для материала экрана, предназначенного для увеличения дозы на поверхности тела человека. Иколичество мониторных единиц с учетом заданной дозы и взвешивающего фактора по формуле:where
Figure 00000005
- the angle of the feed,
Figure 00000006
- the distance from the source to the isocenter of the accelerator (the point of rotation of the feed) equal to 100 cm,
Figure 00000007
- the distance from the isocenter to half of the phantom FOV,
Figure 00000008
- half of the PZR phantom,
Figure 00000009
- thickness of organic glass,
Figure 00000010
- linear coefficient of beam attenuation for the phantom material,
Figure 00000011
is the linear attenuation coefficient of the beam for the screen material designed to increase the dose on the surface of the human body. And the number of monitor units, taking into account the given dose and the weighing factor according to the formula:

Figure 00000012
Figure 00000012

где MU(seg) - количество мониторных единиц на заданный сегмент, seg° - значение сегмента в градусах, MU (full arc) - экспериментально полученное значение мониторных единиц для ротационного пучка гантри от 305° до 55°, при котором в пластиковом фантоме, установленном под углом гантри, равным 0°, по центру светового поля, на половине его ПЗР будет заданная доза, full arc - размер полной дуги 110°, wf(∝) - усредненный относительный взвешивающий фактор для заданного сегмента, после чего пациента размещают на лечебном столе в плоскости ротации ускорителя, так чтобы при значении гантри равном 0° центр светового поля находился на половине роста пациента, над пациентом сверху на расстоянии 55 см от лечебного стола устанавливают экран из органического стекла толщиной 1 см и проводят облучение с заданным полем 10.6×40 см и углом ротации 110°.where MU (seg) is the number of monitor units per a given segment, seg ° is the segment value in degrees, MU (full arc) is the experimentally obtained value of monitor units for a rotational gantry beam from 305 ° to 55 °, at which the plastic phantom installed at a gantry angle equal to 0 °, in the center of the light field, half of its FOV will be the specified dose, full arc - the size of the full arc 110 °, wf (∝) - the average relative weighting factor for a given segment, after which the patient is placed on the treatment table in the plane of rotation of the accelerator, so that when the gantry value is equal to 0 °, the center of the light field is at half the height of the patient, a screen made of organic glass with a thickness of 1 cm is installed above the patient at a distance of 55 cm from the treatment table and irradiation is carried out with a given field of 10.6 × 40 cm and a rotation angle of 110 °.

Разделение сектора вращения облучателя на сегменты перед ротационным облучением пациента позволяет исключить из схемы ТОТ статические поля с клиньями, при этом сохранить равномерное распределение заданной дозы в пациенте. Разделение сектора вращения облучателя было выполнено на 11 сегментов (350°-10°; 10°-20°; 20°-30°; 30°-40°; 40°-50°; 50°-55° и 305°-310°; 310°-320°; 320°-330°; 340°-350°) по 5 сегментов в каждую сторону, от центрального сегмента (350°-10°), что позволяет регулировать подводимую дозу, в отдельных сегментах. Dividing the sector of rotation of the irradiator into segments before rotating irradiation of the patient makes it possible to exclude static fields with wedges from the TOT scheme, while maintaining a uniform distribution of a given dose in the patient. The division of the feed rotation sector was performed into 11 segments (350 ° -10 °; 10 ° -20 °; 20 ° -30 °; 30 ° -40 °; 40 ° -50 °; 50 ° -55 ° and 305 ° -310 °; 310 ° -320 °; 320 ° -330 °; 340 ° -350 °) 5 segments in each direction, from the central segment (350 ° -10 °), which allows you to adjust the delivered dose, in individual segments.

Определение взвешивающего фактора wF(a) по формуле:Determination of the weighting factor wF (a) by the formula:

Figure 00000013
,
Figure 00000013
,

где

Figure 00000005
- угол облучателя;
Figure 00000006
- расстояние от источника до изоцентра ускорителя (точки вращения облучателя) равное 100 см;
Figure 00000007
- расстояние от изоцентра до половины ПЗР фантома;
Figure 00000008
- половина ПЗР фантома;
Figure 00000009
- толщина органического стекла;
Figure 00000010
- линейный коэффициент ослабления пучка для материала фантома;
Figure 00000011
- линейный коэффициент ослабления пучка для материала экрана, предназначенного для увеличения дозы на поверхности тела человека позволяет рассчитать отношение заданной поглощенной дозы, полученной под углом гантри равным 0° к поглощенной дозе, полученной под другим углом гантри на половине ПЗР пациента. Получение экспериментальных значений поглощенной дозы является очень трудоемким процессом, так как зависит от многих параметров: угла облучателя, толщины пациента, расстояния источник изоцентр и расстояния от изоцентра вращения до половины ПЗР пациента (фантома), толщины рассеивающего экрана и расстояния положения этого экрана от пациента. В дальнейшем значение усредненного относительного взвешивающего фактора для каждого сегмента, необходимо для расчета мониторных единиц с каждого отдельного сегмента с учетом заданной дозы облучения. where
Figure 00000005
- feed angle;
Figure 00000006
- the distance from the source to the isocenter of the accelerator (the point of rotation of the feed) is equal to 100 cm;
Figure 00000007
- distance from the isocenter to half of the phantom PZR;
Figure 00000008
- half of the PZR phantom;
Figure 00000009
- thickness of organic glass;
Figure 00000010
- linear coefficient of beam attenuation for the phantom material;
Figure 00000011
- the linear attenuation coefficient of the beam for the screen material designed to increase the dose on the surface of the human body makes it possible to calculate the ratio of the given absorbed dose received at a gantry angle equal to 0 ° to the absorbed dose received at a different gantry angle on half of the patient's FZR. Obtaining experimental values of the absorbed dose is a very laborious process, since it depends on many parameters: the angle of the irradiator, the thickness of the patient, the distance from the source isocenter and the distance from the isocenter of rotation to the half of the patient's FFD (phantom), the thickness of the scattering screen and the distance of the position of this screen from the patient. In the future, the value of the averaged relative weighting factor for each segment is necessary to calculate the monitor units from each separate segment, taking into account the specified radiation dose.

Для облучения пациентов со среднестатистическими физическими данными достаточно рассчитать относительный взвешивающий фактор для ПЗР 20 см и 14 см. ПЗР 20 см моделирует толщину пациента в направлении от центра к голове, а ПЗР 14 см моделирует толщину пациента от центра к ногам. Для наиболее уязвимых областей таких как щиколотки, шея возможно дополнительное использование тканеэквивалентных болюсов.To irradiate patients with average statistical physical data, it is sufficient to calculate the relative weighting factor for 20 cm and 14 cm PZR. 20 cm PZR models the patient's thickness in the direction from the center to the head, and 14 cm PZR simulates the patient's thickness from the center to the legs. For the most vulnerable areas, such as the ankles, neck, additional use of tissue-equivalent boluses is possible.

Определение количество мониторных единиц с учетом заданной дозы и взвешивающего фактора по формуле:Determination of the number of monitor units, taking into account a given dose and a weighing factor, using the formula:

Figure 00000012
Figure 00000012

где MU(seg) - количество мониторных единиц на заданный сегмент; seg° - значение сегмента в градусах; MU(full arc) - экспериментально полученное значение мониторных единиц для ротационного пучка гантри от 305° до 55°, при котором в пластиковом фантоме, установленном под углом гантри равным 0° по центру светового поля, на половине его ПЗР будет заданная доза; full arc° - размер полной дуги 110°; wf(∝) - усредненный относительный взвешивающий фактор для заданного сегмента, позволяет получить значение мониторных единиц для линейного ускорителя электронов, которое будет соответствовать заданному значению отпускаемой поглощенной дозы. Так же значение мониторных единиц является важным параметром, который необходим для создания в системе управления ускорителем лечебного плана. Лечебный план включает в себя набор радиационных полей облучения, каждое из которых соответствует сегменту с определенным сектором вращения, размером радиационного поля и количеством отпускаемых мониторных единиц.where MU (seg) is the number of monitor units for a given segment; seg ° - segment value in degrees; MU (full arc) is the experimentally obtained value of monitor units for a rotational gantry beam from 305 ° to 55 °, at which a given dose will be in a plastic phantom installed at a gantry angle equal to 0 ° in the center of the light field; full arc ° - the size of the full arc 110 °; wf (∝) - averaged relative weighting factor for a given segment, allows to obtain the value of monitor units for an electron linear accelerator, which will correspond to a given value of the released absorbed dose. Also, the value of monitor units is an important parameter that is necessary for creating a treatment plan in the accelerator control system. The treatment plan includes a set of radiation fields of exposure, each of which corresponds to a segment with a specific sector of rotation, the size of the radiation field and the number of monitor units released.

Размещение пациента на лечебном столе в плоскости ротации ускорителя осуществляется по световому полю при значении угла гантри равному 0°, так чтобы центр светового поля ускорителя был на уровне середины длины тела пациента (фиг 1). Угол ротации 110° (305°-55°) градусов позволяет проводить равномерное облучение пациентов с ростом до 2 м. Начальный (305°) и конечный (55°) углы гантри выбраны таким образом, чтобы световое поле, при установке облучателя в заданный угол, было вне пациента, при этом край поля должен совпадать с началом тела пациента.The patient is placed on the treatment table in the plane of rotation of the accelerator along the light field with a gantry angle of 0 °, so that the center of the light field of the accelerator is at the level of the middle of the patient's body length (Fig. 1). The rotation angle of 110 ° (305 ° -55 °) degrees allows for uniform irradiation of patients with a height of up to 2 m. , was outside the patient, while the edge of the field should coincide with the beginning of the patient's body.

Поле облучения, равное 10.6×40 см2 в изоцентре вращения линейного ускорителя, выбирается в зависимости от значения РИП до кушетки, на которой расположен пациент, чтобы обеспечить на половине заданного ПЗР пациента равного 20 см, 80 см в направлении право-лево и 20 см в направлении голова-ноги пациента. Такое поле облучения позволяет равномерно облучить человека с ростом до 2 м.The irradiation field, equal to 10.6 × 40 cm 2 at the isocenter of rotation of the linear accelerator, is selected depending on the value of the RIP to the couch on which the patient is located, in order to provide the patient with a half of the prescribed RLR equal to 20 cm, 80 cm in the right-left direction and 20 cm in the direction of the patient's head-leg. Such an irradiation field makes it possible to uniformly irradiate a person with a height of up to 2 m.

Установка органического стекла толщиной 1 см на расстоянии 55 см над лечебной кушеткой сверху необходима для увеличения минимальной дозы в коже пациента не менее 95% от заданной. Экран из органического стекла по необходимости (в зависимости от подводимой дозы) так же может использоваться для установки дополнительных блоков, экранирующих органы риска.Installation of organic glass with a thickness of 1 cm at a distance of 55 cm above the treatment couch from above is necessary to increase the minimum dose in the patient's skin by at least 95% of the specified one. A plexiglass screen, if necessary (depending on the delivered dose), can also be used to install additional blocks that shield risk organs.

Таким образом, предварительное однократное выполнение вышеперечисленных шагов позволяет создать равномерное распределение заданной поглощенной дозы в теле для большинства пациентов среднестатистических физических данных. При этом значительно сокращается время предлучевой подготовки, требующей расчета угла ротации индивидуально для каждого пациента, а также индивидуального дополнительного расчета углов положения гантри для статических радиационных полей облучения в области стыковки.Thus, the preliminary one-time execution of the above steps allows you to create an even distribution of a given absorbed dose in the body for most patients with average physical data. This significantly reduces the time of pre-radiation preparation, which requires the calculation of the rotation angle individually for each patient, as well as an individual additional calculation of the angles of the gantry position for static radiation fields of irradiation in the docking area.

Сущность способа поясняется примерами.The essence of the method is illustrated by examples.

Для проверки данного способа перед клинической апробацией на пациентах, все расчеты и измерения были применены к дозиметрическим фантомам, которые позволяют моделировать процессы поглощения и рассеяния излучения в пациенте.To test this method before clinical testing on patients, all calculations and measurements were applied to dosimetric phantoms, which make it possible to simulate the processes of absorption and scattering of radiation in a patient.

Пример №1.Example # 1.

В первом примере был взят твердотельный пластинчатый фантом SP34 плотностью 1.045 г/см3 фирмы IBA Dosimetry. Фантом состоит из 29 пластин толщиной 1 см, 1 пластины толщиной 1 мм, 2-х пластин толщиной 2 мм, и 1 пластины толщиной 5 мм. Изготовлен из белого полистирола типа RW3. Размеры пластин 30×30×30 см. Фантом относится к типу водоэквивалентного геометрического фантома, который хорошо воспроизводит дозиметрические свойства воды, которая рекомендована в качестве стандартной среды для калибровочных измерений.In the first example, a SP34 solid-state plate phantom with a density of 1.045 g / cm3 from IBA Dosimetry was taken. The phantom consists of 29 plates 1 cm thick, 1 plate 1 mm thick, 2 plates 2 mm thick, and 1 plate 5 mm thick. Made of white polystyrene type RW3. The dimensions of the plates are 30 × 30 × 30 cm. The phantom is a water-equivalent geometric phantom that reproduces well the dosimetric properties of water, which is recommended as a standard medium for calibration measurements.

С помощью формулы для каждого угла гантри от 305° до 55° был определен свой весовой коэффициент для толщины фантома ПЗР 20 см и 14 см.Using the formula for each gantry angle from 305 ° to 55 °, its own weighting factor was determined for the thickness of the PZR phantom 20 cm and 14 cm.

Пример расчета взвешивающего фактора wf(α) для угла гантри равного 1° и ПЗР фантома равного 20 см.An example of calculating the weighting factor wf (α) for a gantry angle of 1 ° and a phantom PZR of 20 cm.

Перевод градусов в радианы:Converting degrees to radians:

Figure 00000014
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
- угол облучателя равный 0.017 рад;
Figure 00000005
- feed angle equal to 0.017 rad;

Figure 00000006
- расстояние от источника до изоцентра ускорителя (точки вращения облучателя) равное 100 см;
Figure 00000006
- the distance from the source to the isocenter of the accelerator (the point of rotation of the feed) is equal to 100 cm;

Figure 00000007
- расстояние от изоцентра ускорителя до половины ПЗР фантома равно 99 см;
Figure 00000007
- the distance from the isocenter of the accelerator to half of the phantom PZR is 99 cm;

Figure 00000008
- половина ПЗР фантома, равно 10 см;
Figure 00000008
- half of the PZR phantom, equal to 10 cm;

Figure 00000009
- толщина органического стекла, равно 1 см;
Figure 00000009
- the thickness of organic glass is 1 cm;

Figure 00000010
- линейный коэффициент ослабления пучка для материала фантома равен 0.0707;
Figure 00000010
- the linear coefficient of beam attenuation for the phantom material is 0.0707;

Figure 00000011
- линейный коэффициент ослабления пучка для материала экрана равен 0.0797;
Figure 00000011
- the linear attenuation coefficient of the beam for the screen material is 0.0797;

Figure 00000016
Figure 00000016

Figure 00000017
Figure 00000017

Figure 00000018
Figure 00000018

Figure 00000019
Figure 00000019

Пример расчета взвешивающего фактора wf для угла гантри равного 55° и ПЗР фантома равного 20 см.An example of calculating the weighting factor wf for a gantry angle of 55 ° and a phantom FOV equal to 20 cm.

Перевод градусов в радианы Converting degrees to radians

Figure 00000014
Figure 00000014

Figure 00000020
Figure 00000020

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
- угол облучателя равный 55°
Figure 00000005
- feed angle equal to 55 °

Figure 00000006
- расстояние от источника до изоцентра ускорителя (точки вращения облучателя) равное 100 см;
Figure 00000006
- the distance from the source to the isocenter of the accelerator (the point of rotation of the feed) is equal to 100 cm;

Figure 00000007
- расстояние от изоцентра ускорителя до половины ПЗР фантома равно 99 см;
Figure 00000007
- the distance from the isocenter of the accelerator to half of the phantom PZR is 99 cm;

Figure 00000008
- половина ПЗР фантома, равно 10 см.
Figure 00000008
- half of the PZR of the phantom, equal to 10 cm.

Figure 00000009
- толщина органического стекла, равно 1 см.
Figure 00000009
- the thickness of organic glass is 1 cm.

Figure 00000010
- линейный коэффициент ослабления пучка для материала фантома равен 0.0707;
Figure 00000010
- the linear coefficient of beam attenuation for the phantom material is 0.0707;

Figure 00000011
- линейный коэффициент ослабления пучка для материала экрана равен 0.0797;
Figure 00000011
- the linear attenuation coefficient of the beam for the screen material is 0.0797;

Figure 00000021
Figure 00000021

Figure 00000022
Figure 00000022

Figure 00000023
Figure 00000023

Figure 00000024
Figure 00000024

Таблица 1. Расчеты для ПЗР 20 см.Table 1. Calculations for PZR 20 cm.

ГрадусDegree РадианыRadians w(f)w (f) 00 00 1one

ГрадусDegree РадианыRadians w(f)w (f) ГрадусDegree РадианыRadians w(f)w (f) ГрадусDegree РадианыRadians w(f)w (f) ГрадусDegree РадианыRadians w(f)w (f) ГрадусDegree РадианыRadians w(f)w (f) 1one 0.0170.017 1.0001.000 11eleven 0.1920.192 1.0341.034 2121 0.3670.367 1.1341.134 3131 0.5410.541 1.3371.337 4141 0.7160.716 1.7441.744 22 0.0350.035 1.0011.001 1212 0.2090.209 1.0401.040 2222 0.3840.384 1.1481.148 3232 0.5590.559 1.3671.367 4242 0.7330.733 1.8021.802 33 0.0520.052 1.0021.002 13thirteen 0.2270.227 1.0481.048 2323 0.4010.401 1.1641.164 3333 0.5760.576 1.3971.397 4343 0.7500.750 1.8661.866 44 0.0700.070 1.0041.004 1414 0.2440.244 1.0561.056 2424 0.4190.419 1.1811.181 3434 0.5930.593 1.4291.429 4444 0.7680.768 1.9381.938 55 0.0870.087 1.0071.007 1515 0.2620.262 1.0651.065 2525 0.4360.436 1.1991.199 3535 0.6110.611 1.4661.466 4545 0.7850.785 2.0132.013 66 0.1050.105 1.0101.010 16sixteen 0.2790.279 1.0741.074 2626 0.4540.454 1.2191.219 3636 0.6280.628 1.5031.503 4646 0.8030.803 2.0992.099 77 0.1220.122 1.0131.013 1717 0.2970.297 1.0841.084 2727 0.4710.471 1.2391.239 3737 0.6460.646 1.5451.545 4747 0.8200.820 2.1892.189 8eight 0.1400.140 1.0181.018 18eighteen 0.3140.314 1.0951.095 2828 0.4890.489 1.2621.262 3838 0.6630.663 1.5881.588 4848 0.8380.838 2.2922.292 99 0.1570.157 1.0221.022 19nineteen 0.3320.332 1.1071.107 2929 0.5060.506 1.2851.285 3939 0.6810.681 1.6371.637 4949 0.8550.855 2.4002.400 1010 0.1750.175 1.0281.028 20twenty 0.3490.349 1.1201.120 30thirty 0.5240.524 1.3111.311 4040 0.6980.698 1.6871.687 5050 0.8730.873 2.5252.525

ГрадусDegree РадианыRadians w(f)w (f) 5151 0.8900.890 2.6562.656 5252 0.9080.908 2.8112.811 5353 0.9250.925 2.9732.973 5454 0.9420.942 3.1543.154 5555 0.9600.960 3.3703.370

Таблица 2. Расчеты для ПЗР 14 см.Table 2. Calculations for PZR 14 cm.

ГрадусDegree РадианыRadians w(f)w (f) 00 00 1.0001.000

ГрадусDegree РадианыRadians w(f)w (f) ГрадусDegree РадианыRadians w(f)w (f) ГрадусDegree РадианыRadians w(f)w (f) ГрадусDegree РадианыRadians w(f)w (f) ГрадусDegree РадианыRadians w(f)w (f) 1one 0.0170.017 1.0001.000 11eleven 0.1920.192 1.0301.030 2121 0.3670.367 1.1181.118 3131 0.5410.541 1.2931.293 4141 0.7160.716 1.6351.635 22 0.0350.035 1.0011.001 1212 0.2090.209 1.0361.036 2222 0.3840.384 1.1311.131 3232 0.5590.559 1.3191.319 4242 0.7330.733 1.6821.682 33 0.0520.052 1.0021.002 13thirteen 0.2270.227 1.0421.042 2323 0.4010.401 1.1441.144 3333 0.5760.576 1.3441.344 4343 0.7500.750 1.7341.734 44 0.0700.070 1.0041.004 1414 0.2440.244 1.0491.049 2424 0.4190.419 1.1591.159 3434 0.5930.593 1.3721.372 4444 0.7680.768 1.7931.793 55 0.0870.087 1.0061.006 1515 0.2620.262 1.0571.057 2525 0.4360.436 1.1751.175 3535 0.6110.611 1.4031.403 4545 0.7850.785 1.8531.853 66 0.1050.105 1.0091.009 16sixteen 0.2790.279 1.0651.065 2626 0.4540.454 1.1921.192 3636 0.6280.628 1.4341.434 4646 0.8030.803 1.9231.923 77 0.1220.122 1.0121.012 1717 0.2970.297 1.0751.075 2727 0.4710.471 1.2091.209 3737 0.6460.646 1.4691.469 4747 0.8200.820 1.9941.994 8eight 0.1400.140 1.0161.016 18eighteen 0.3140.314 1.0841.084 2828 0.4890.489 1.2291.229 3838 0.6630.663 1.5051.505 4848 0.8380.838 2.0762.076 99 0.1570.157 1.0201.020 19nineteen 0.3320.332 1.0951.095 2929 0.5060.506 1.2491.249 3939 0.6810.681 1.5461.546 4949 0.8550.855 2.1612.161 1010 0.1750.175 1.0251.025 20twenty 0.3490.349 1.1061.106 30thirty 0.5240.524 1.2711.271 4040 0.6980.698 1.5871.587 5050 0.8730.873 2.2592.259

ГрадусDegree РадианыRadians w(f)w (f) 5151 0.8900.890 2.3612.361 5252 0.9080.908 2.4792.479 5353 0.9250.925 2.6032.603 5454 0.9420.942 2.7402.740 5555 0.9600.960 2.9012.901

Далее полученные весовые коэффициенты были усреднены для следующих сегментов: 350°-10°; 10°-20°; 20°-30°; 30°-40°; 40°-50°; 50°-55° и в противоположенном направлении 305°-310°; 310°-320°; 320°-330°; 340°-350°.Further, the obtained weighting factors were averaged for the following segments: 350 ° -10 °; 10 ° -20 °; 20 ° -30 °; 30 ° -40 °; 40 ° -50 °; 50 ° -55 ° and in the opposite direction 305 ° -310 °; 310 ° -320 °; 320 ° -330 °; 340 ° -350 °.

Для укладки пациента в направлении указнном на Фиг.1, ПЗР для расчета взвешивающего фактора берется 20 см для сегметов 350°-10°; 10°-20°; 20°-30°; 30°-40°; 40°-50°; 50°-55° и 14 см для сегментов 305°-310°; 310°-320°; 320°-330°; 340°-350°.For positioning the patient in the direction indicated in Fig. 1, FZR for calculating the weighing factor is taken 20 cm for segments 350 ° -10 °; 10 ° -20 °; 20 ° -30 °; 30 ° -40 °; 40 ° -50 °; 50 ° -55 ° and 14 cm for segments 305 ° -310 °; 310 ° -320 °; 320 ° -330 °; 340 ° -350 °.

Таблица 3. Усредненные значения взвешивающего фактора были посчитаны для следующих углов гантри w(f) ПЗР=20 см.Table 3. The averaged values of the weighting factor were calculated for the following gantry angles w (f) PZR = 20 cm.

СегментыSegments Углы усредненияAveraging angles Относительный взвешивающий факторRelative weighting factor 350°-10°350 ° -10 ° 349°-9°349 ° -9 ° 1.0081.008 10°-20°10 ° -20 ° 10°-19°10 ° -19 ° 1.0631.063 20°-30°20 ° -30 ° 20°-29°20 ° -29 ° 1.1951.195 30°-40°30 ° -40 ° 30°-39°30 ° -39 ° 1.4581.458 40°-50°40 ° -50 ° 40°-49°40 ° -49 ° 2.0032.003 50°-54°50 ° -54 ° 50°-54°50 ° -54 ° 2.8242.824

Таблица 4. Усредненные значения взвешивающего фактора были посчитаны для следующих углов гантри w(f) ПЗР=14 см.Table 4. The averaged values of the weighting factor were calculated for the following gantry angles w (f) PZR = 14 cm.

СегментыSegments Углы усредненияAveraging angles Относительный взвешивающий факторRelative weighting factor 350°-10°350 ° -10 ° 349°-9°349 ° -9 ° 1.0071.007 340°-350°340 ° -350 ° 10°-19°10 ° -19 ° 1.0561.056 330°-340°330 ° -340 ° 20°-29°20 ° -29 ° 1.1711.171 320°-330°320 ° -330 ° 30°-39°30 ° -39 ° 1.3961.396 310°-320°310 ° -320 ° 40°-49°40 ° -49 ° 1.8441.844 305°-310°305 ° -310 ° 50°-54°50 ° -54 ° 2.4882.488

Далее экспериментально было полученно

Figure 00000025
Figure 00000025
значение мониторных единиц для ротационного пучка гантри от 305° до 55°, при котором в пластиковом фантоме для ПЗР=20 см и ПЗР=14 см, установленном под углом гантри равным 0° по центру светового поля, на половине его ПЗР будет заданная доза. Для этого на фантом было отпущено 500М.Е. при этом полученная поглощенная доза составила для ПЗР=20см 12.717 сГр, а для ПЗР=14см 13.056 сГр. По пропорции были получены М.Е. для дозы 100сГр: 3931.745 и 3829.657 для ПЗР 20см и 14 см.Further, experimentally it was obtained
Figure 00000025
Figure 00000025
the value of the monitor units for the rotational gantry beam is from 305 ° to 55 °, at which in the plastic phantom for FZR = 20 cm and FZR = 14 cm, set at a gantry angle equal to 0 ° in the center of the light field, half of its FZR will have a given dose. For this purpose, 500 M.E. was released to the phantom. the absorbed dose obtained was 12.717 cGy for RZR = 20 cm, and 13.056 cGy for RZR = 14 cm. The proportions were obtained by M.E. for a dose of 100cGy: 3931.745 and 3829.657 for PZR 20cm and 14cm.

Figure 00000026
Figure 00000026

Figure 00000027
Figure 00000027

Количество мониторных единиц (МЕ) для каждого сегмента рассчитывался по формуле:The number of monitor units (IU) for each segment was calculated using the formula:

Figure 00000028
Figure 00000028

Figure 00000029
Figure 00000029
- количество мониторных единиц на заданный сегмент;
Figure 00000029
Figure 00000029
- the number of monitor units for a given segment;

Figure 00000030
Figure 00000030
- значение сегмента в градусах;
Figure 00000030
Figure 00000030
- segment value in degrees;

Figure 00000025
Figure 00000025
- экспериментально полученное значение мониторных единиц для ротационного пучка гантри от 305° до 55°, при котором в пластиковом фантоме, установленном под углом гантри равным 0° по центру светового поля, на половине его ПЗР будет заданная доза;
Figure 00000025
Figure 00000025
- the experimentally obtained value of the monitor units for a rotational gantry beam from 305 ° to 55 °, at which in a plastic phantom installed at a gantry angle equal to 0 ° in the center of the light field, half of its FZR will have a given dose;

Figure 00000031
Figure 00000031
- размер полной дуги 110°;
Figure 00000031
Figure 00000031
- the size of the full arc 110 °;

Figure 00000032
Figure 00000032
- усредненный относительный взвешивающий фактор для заданного сегмента;
Figure 00000032
Figure 00000032
- averaged relative weighting factor for a given segment;

Пример расчета

Figure 00000029
Figure 00000029
для сегмента 350°-10°Calculation example
Figure 00000029
Figure 00000029
for segment 350 ° -10 °

Figure 00000033
Figure 00000033

Пример расчета

Figure 00000029
Figure 00000029
для сегмента 40°-50° (ПЗР=20см)Calculation example
Figure 00000029
Figure 00000029
for segment 40 ° -50 ° (FOV = 20cm)

Figure 00000034
Figure 00000034

Пример расчета

Figure 00000029
Figure 00000029
для сегмента 310°-320° (ПЗР=14см)Calculation example
Figure 00000029
Figure 00000029
for segment 310 ° -320 ° (FOV = 14cm)

Figure 00000035
Figure 00000035

Таблица 5. Мониторные единицы для заданных сегментов.Table 5. Monitor units for specified segments.

СегментыSegments М.Е.M.E. 350°-10°350 ° -10 ° 721721 10°-20°10 ° -20 ° 380380 20°-30°20 ° -30 ° 427427 30°-40°30 ° -40 ° 521521 40°-50°40 ° -50 ° 716716 50°-54°50 ° -54 ° 505505 340°-350°340 ° -350 ° 368368 330°-340°330 ° -340 ° 408408 320°-330°320 ° -330 ° 486486 310°-320°310 ° -320 ° 642642 305°-310°305 ° -310 ° 433433

Для центрального сегмента 350°-10° значение мониторных единиц рассчитывается для ПЗР 20 см.For the central segment 350 ° -10 °, the value of the monitor units is calculated for a FOV of 20 cm.

Значение мониторных единиц округляется до целого значения, так как на линейном ускорителе электронов невозможно отпустить дробное количество мониторных единиц.The value of monitor units is rounded to the nearest whole value, since it is impossible to release a fractional number of monitor units on an electron linear accelerator.

Полученные расчетные данные были проверены экспериментально, для разной толщины (разного ПЗР) фантома, а также его положения относительно центральной точки (значение гантри равное 0°). Фантом смещался вдоль поля излучения и измерения проводились ионизационной камерой фармеровского типа фирмы IBA Dosimetry FC65-G, каждые 10 см. Ионизационная камера при этом была установлена в центре фантома на половине его ПЗР. Толщина (ПЗР) фантома составила: 7, 14, 20, 26 см. Расчетные мониторные единицы со всех сегментов отпускались для каждого отдельного положения и толщины фантома через каждые 10 см от центра (точки, соответствующей центратору ускорителя при гантри равному 0°) к периферии. Сверху на расстоянии 55 см от лечебного стола был установлен экран из органического стекла толщиной 1 см. Облучение проводилось с заданным полем 10.6×40 см и углом ротации 110°.The calculated data obtained were verified experimentally for different thicknesses (different PZR) of the phantom, as well as its position relative to the central point (gantry value equal to 0 °). The phantom moved along the radiation field and measurements were carried out with an ionization chamber of the Farmer type from IBA Dosimetry FC65-G, every 10 cm. The ionization chamber was installed in the center of the phantom at half of its FZR. The thickness (PZR) of the phantom was: 7, 14, 20, 26 cm. The calculated monitor units from all segments were released for each individual position and thickness of the phantom every 10 cm from the center (point corresponding to the accelerator centralizer with a gantry equal to 0 °) to the periphery ... At the top, at a distance of 55 cm from the treatment table, a 1 cm thick organic glass screen was installed. The irradiation was carried out with a given field of 10.6 × 40 cm and a rotation angle of 110 °.

Таблица 6. Полученные значения поглощенной дозы в Гр, для расчета МЕ на фантом толщиной (ПЗР) 20 см.Table 6. Obtained values of the absorbed dose in Gy for calculating IU per phantom with a thickness of 20 cm.

Положение фантома от центральной точки, смPhantom position from the central point, cm Толщина фантома, смPhantom thickness, cm 2626 20twenty 1414 77 00 0.960.96 1one 1.031.03 1.051.05 1010 0.960.96 1.011.01 1.041.04 1.051.05 20twenty 0.950.95 0.990.99 1.031.03 1.051.05 30thirty 0.960.96 1.001.00 1.031.03 1.061.06 4040 0.950.95 0.990.99 1.031.03 1.061.06 5050 0.960.96 1.001.00 1.051.05 1.081.08 6060 0.940.94 1.001.00 1.051.05 1.081.08 7070 0.940.94 1.001.00 1.051.05 1.081.08 8080 0.940.94 1.011.01 1.061.06 1.111.11 9090 0.920.92 0.990.99 1.071.07 1.131.13 100one hundred 0.900.90 0.970.97 1.061.06 1.141.14

Таблица 7. Процент отклонения поглощенной дозы для различных толщин и положения фантома от значения поглощенной дозы в центральной точке для толщины фантома 20 см.Table 7. Percentage of deviation of the absorbed dose for different thicknesses and positions of the phantom from the value of the absorbed dose at the central point for a phantom thickness of 20 cm.

Положение фантома от центральной точки, смPhantom position from the central point, cm Толщина фантома, смPhantom thickness, cm 2626 20twenty 1414 77 00 3.923.92 0.040.04 -2.51-2.51 -5.05-5.05 1010 3.83.8 -1.01-1.01 -3.64-3.64 -5.48-5.48 20twenty 4.924.92 0.850.85 -2.70-2.70 -4.63-4.63 30thirty 4.204.20 0.470.47 -3.03-3.03 -5.76-5.76 4040 5.365.36 1.131.13 -3.46-3.46 -5.57-5.57 5050 4.154.15 -0.08-0.08 -4.89-4.89 -7.52-7.52 6060 5.845.84 0.230.23 -5.03-5.03 -8.13-8.13 7070 5.915.91 0.230.23 -4.60-4.60 -8.42-8.42 8080 6.156.15 -0.53-0.53 -6.46-6.46 -11.07-11.07 9090 8.038.03 0.850.85 -6.89-6.89 -13.15-13.15 100one hundred 10.3510.35 2.562.56 -5.55-5.55 -13.68-13.68

Таблица 8. Полученные значения поглощенной дозы в Гр, для расчета МЕ на фантом толщиной (ПЗР) 14 см.Table 8. Obtained values of the absorbed dose in Gy for calculating IU per phantom with a thickness of 14 cm.

Положение фантома от центральной точки, смPhantom position from the central point, cm Толщина фантома, смPhantom thickness, cm 2626 20twenty 1414 77 00 0.970.97 1.001.00 1.031.03 1.051.05 1010 0.970.97 1.001.00 1.041.04 1.051.05 20twenty 0.930.93 0.960.96 1one 1.031.03 30thirty 0.930.93 0.950.95 0.990.99 1.031.03 4040 0.910.91 0.940.94 0.990.99 1.011.01 5050 0.910.91 0.950.95 1.001.00 1.031.03 6060 0.880.88 0.930.93 0.980.98 1.021.02 7070 0.870.87 0.920.92 0.970.97 1.021.02 8080 0.850.85 0.920.92 0.980.98 1.031.03 9090 0.830.83 0.900.90 0.970.97 1.041.04 100one hundred 0.810.81 0.880.88 0.950.95 1.031.03

Таблица 9. Процент отклонения поглощенной дозы для различных толщин и положения фантома от значения поглощенной дозы в центральной точке для толщины фантома 14 см.Table 9. Percentage deviation of the absorbed dose for various thicknesses and phantom position from the value of the absorbed dose at the central point for a phantom thickness of 14 cm.

Положение фантома от центральной точки, смPhantom position from the central point, cm Толщина фантома, смPhantom thickness, cm 2626 20twenty 1414 77 00 3.413.41 0.040.04 -2.51-2.51 -5.05-5.05 1010 3.413.41 0.080.08 -3.64-3.64 -5.29-5.29 20twenty 6.646.64 3.993.99 0.230.23 -2.73-2.73 30thirty 7.247.24 4.844.84 0.750.75 -2.92-2.92 4040 9.249.24 5.585.58 1.371.37 -1.02-1.02 5050 9.139.13 55 0.320.32 -3.11-3.11 6060 12.1512.15 7.137.13 2.092.09 -2.35-2.35 7070 12.6012.60 7.887.88 3.473.47 -1.88-1.88 8080 14.5414.54 8.288.28 2.232.23 -3.07-3.07 9090 16.8516.85 10.3910.39 3.473.47 -3.64-3.64 100one hundred 18.7818.78 12.0812.08 4.954.95 -2.83-2.83

При этом знак «-» говорит о превышении полученной поглощенной дозы от заданной поглощенной дозы, а знак «+» наоборот о занижении.In this case, the “-” sign indicates an excess of the received absorbed dose from the given absorbed dose, and the “+” sign, on the contrary, indicates an underestimation.

Значения поглощенной дозы были измерены для всего диапазона предполагаемой длины и нескольких разных значений толщины (ПЗР) фантома для того, чтобы знать ограничения данного способа. Полученные данные соответствуют теоретическим расчетам, доза в измеренных точках не превышает заданный диапазон ± 5%. Большие отклонения в значениях поглощенной дозы в основном связаны с несоответствием значения толщины (ПЗР) фантома в заданной точке с ПЗР пациента. Например, ПЗР для щиколотки ноги не может быть равен значению 26 см. The values of the absorbed dose were measured for the entire range of the assumed length and several different values of the thickness (DP) of the phantom in order to know the limitations of this method. The data obtained correspond to theoretical calculations, the dose at the measured points does not exceed the specified range of ± 5%. Large deviations in the values of the absorbed dose are mainly associated with the discrepancy between the thickness (PFR) of the phantom at a given point with the FFD of the patient. For example, the FOV for the ankle of the leg cannot be equal to 26 cm.

Так же была проведена проверка распределения дозы с глубиной, при смещении фантома на 88 см от центра. Для этого значение поглощенной дозы было измерено на глубине фантома 2 см и 16 см для ПЗР 18 см и на глубине 1.5 и 18.5 см для ПЗР 20 см, максимальное отклонение дозы в этих точках составило 10%.The dose distribution with depth was also checked when the phantom was displaced by 88 cm from the center. For this purpose, the value of the absorbed dose was measured at a phantom depth of 2 cm and 16 cm for a PZR of 18 cm and at a depth of 1.5 and 18.5 cm for a PZR of 20 cm, the maximum dose deviation at these points was 10%.

Пример №2.Example No. 2.

Для подтверждения данных и получения более расширенной информации по дозному распределению, такие же мониторные единицы были отпущены на специальный дозиметрический антропоморфный фантом ATOM Adult male Phantom Model c установленными в него радиохромными пленками Gafchromic EBT 3. Данный фантом моделирует торс взрослого мужчины ростом 173 см и весом 73 кг. и состоит из трех частей: головы с шейным отделом позвоночника, торса (грудной клетки) и таза. Без имитаторов рук и ног. To confirm the data and obtain more extensive information on the dose distribution, the same monitor units were sent to a special dosimetric anthropomorphic phantom ATOM Adult male Phantom Model with radiochromic films Gafchromic EBT 3 installed in it. This phantom simulates the torso of an adult male 173 cm tall and weighing 73 kg. and consists of three parts: the head with the cervical spine, the torso (chest) and the pelvis. No hand and foot simulators.

Фантом выполнен из ткане-эквивалентного материала (ТЭМ), право на который принадлежит компании CIRS. Линейные коэффициенты ослабления имитируемых тканей совпадают с коэффициентами для воды и костной ткани в пределах 1%, а для лёгких в пределах 3% для диапазона энергии излучения от 50 кэВ до 25 МэВ. Имеются имитаторы ткани лёгких в стандартной конфигурации плотностью 0,2 г/см3. Имитируемые в фантоме ткани - это усреднённые мягкая и костная ткани, хрящи, спинной мозг, позвоночные диски, лёгкие, мозг, пазухи, полости трахеи и бронхов. Расчётные значения линейных коэффициентов ослабления (см-1), физическая и электронная плотность ткане-эквивалентных материалов, применяемых в дозиметрических фантомах (для взрослого) приведены в таблице 3.3. 6 руководства к фантому. The phantom is made of tissue-equivalent material (TEM), the rights to which are held by CIRS. The linear attenuation coefficients of the simulated tissues coincide with the coefficients for water and bone tissue within 1%, and for lungs within 3% for the radiation energy range from 50 keV to 25 MeV. Lung tissue simulators are available in a standard configuration with a density of 0.2 g / cm 3 . The tissues simulated in the phantom are the averaged soft and bone tissues, cartilage, spinal cord, vertebral discs, lungs, brain, sinuses, tracheal and bronchial cavities. The calculated values of linear attenuation coefficients (cm-1), physical and electronic density of tissue-equivalent materials used in dosimetric phantoms (for an adult) are shown in Table 3.3. 6 guides to the phantom.

Анатомия скелета в фантоме включает в себя гомогенные композиции костной ткани, в которых применены усреднённые отношения кортикальной и трабекулярной составляющих и возраст-специфичные минеральные плотности. The anatomy of the skeleton in a phantom includes homogeneous bone compositions, in which averaged ratios of cortical and trabecular components and age-specific mineral densities are applied.

Всего в фантом было установлено 12 пленок различной длины и шириной 6 см (Фиг. 2). Пленки устанавливались вертикально вдоль центральной линии фантома. Доза отпускалась 1Гр в положении фантома на спине, затем фантом переворачивался на живот, и доза 1Гр отпускалась повторно.In total, 12 films of various lengths and 6 cm in width were installed in the phantom (Fig. 2). The films were installed vertically along the center line of the phantom. A dose of 1 Gy was dispensed in the position of the phantom on the back, then the phantom was turned over on the stomach, and the dose of 1 Gy was dispensed again.

Пленка №3, установленная в изоцентре между 33 и 32 пластиной фантома является референсной пленкой (Фиг. 3). Относительно нее сравнивались все остальные пленки.Film # 3 installed at the isocenter between 33 and 32 of the phantom plate is the reference film (Fig. 3). All other films were compared in relation to it.

Таблица 10 Расположение и размер пленок в фантоме.Table 10 Location and size of films in the phantom.

№ пленкиFilm no. Анатомическая областьAnatomical area ПЗР фантома, смPZR phantom, cm Размер (длина) пленки, смFilm size (length), cm Расстояние от изоцентраDistance from isocenter 1one Область верхней трети бедраUpper third of the thigh area 13.3 13.3 -12.5 см центра-12.5 cm center 22 Нижняя ветвь седалищных костейThe lower branch of the ischial bones 16.316.3 -7.5 см от центра-7.5 cm from center 33 Крестец (крыша вертлужной впадины)Sacrum (roof of the acetabulum) 21.321.3 Центр пациентаPatient Center 44 Крылья подвздошных костей максимальный разворот, второй крестцовый позвонок S2 сегментIlium wings maximum turn, second sacral vertebra S2 segment 23.423.4 23.423.4 5 см от центра5 cm from center 55 Межпозвоночный диск уровня L3-L4Intervertebral disc level L3-L4 21.721.7 2222 15 см от центра15 cm from center 66 Межпозвоночный диск уровня Th12- L1?Intervertebral disc level Th12-L1? 21.321.3 22.422.4 25 см от центра25 cm from center 77 Межпозвоночный диск
Уровня Th9-Th10
Intervertebral disc
Th9-Th10 level
22.422.4 23.223.2 35 см от центра35 cm from center
8eight Кортикальная пластинка
Th5-6
Cortical plate
Th5-6
2121 21.621.6 45 см от центра45 cm from center
99 Шейный позвонок 5-6Cervical vertebra 5-6 13.213.2 13.2
без учета болюса
13.2
excluding bolus
57.5 см от центра57.5 cm from center
1010 Верхне-нижний челюстной сустав, середина гайморовых пазух, мозжечокUpper-lower jaw joint, middle of the maxillary sinuses, cerebellum 20.720.7 21.1 21.1 67.5 см от центра67.5 cm from center 11eleven Решетчатый лабиринт, область скулLattice maze, cheekbones 20.720.7 20.820.8 70 см от центра70 cm from center 1212 Верхний край орбит The upper edge of the orbits 20.520.5 20.620.6 72.5 см от центра72.5 cm from center

При анализе облученных пленок было установлено, что референсная пленка №3 равномерно облучена в дозе 2Гр, за исключением максимума возникающего на уровне позвоночного диска, (Фиг. 4, Фиг. 5). Максимальная точка 2.25 Гр.When analyzing the irradiated films, it was found that the reference film No. 3 was uniformly irradiated at a dose of 2 Gy, with the exception of the maximum arising at the level of the vertebral disc (Fig. 4, Fig. 5). The maximum point is 2.25 Gr.

Для пленок №№2, 4, 5, 6, 7, 8, 9 гамма индекс составил от 95.5%-98.6%, наилучший результат получился для пленки №6, на уровне Th12 позвонка ( Фиг 6).For films No. 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, the gamma index ranged from 95.5% -98.6%, the best result was obtained for film No. 6, at the level of the Th12 vertebra (Fig. 6).

Для пленок №№1, 10, 11, 12 гамма индекс был равен: 48.9%; 63.7%; 65.1%; 77.7% для критерия (5%, 5 мм), при этом для пленок 11, 12 и критерия (7%, 3мм) гамма индекс составил 73.7% и 90.2%)For films No. 1, 10, 11, 12, the gamma index was: 48.9%; 63.7%; 65.1%; 77.7% for the criterion (5%, 5 mm), while for films 11, 12 and criterion (7%, 3mm) the gamma index was 73.7% and 90.2%)

На пленке №1 фиксируется превышение дозы на 10%, что объясняется малым размером ПЗР равным 13.5 см и не большим расстоянием (12.5 см) от центральной части, где расчет выполнен на ПЗР 20 см. Исходя из опыта для наших пациетов в этой области ПЗР обычно составляет от 15-20 см. Остальные пленки показывают достаточно приемлемый результат.On film No. 1, a dose excess of 10% is recorded, which is explained by the small size of the FZR equal to 13.5 cm and a small distance (12.5 cm) from the central part, where the calculation was performed on the FZR of 20 cm. Based on experience, for our patients in this FZR area, usually ranges from 15-20 cm. The rest of the films show a fairly acceptable result.

На неравномерное распределение дозы у пленок №10 и №11, могут оказывать влияние воздушные полости пазух носа и наличие плотной костной ткани вокруг этих полостей (Фиг. 7).The uneven distribution of the dose in films No. 10 and No. 11 can be influenced by the air cavities of the sinuses and the presence of dense bone tissue around these cavities (Fig. 7).

Анализ облученных радиохромных пленок показал, что на половине ПЗР пациента доза составила требуемых 2 Гр. При этом пленки №2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 облучены равномерно в дозе 2Гр по глубине, за исключением локальных максимумов, в которых доза не превышает 10%. На пленке №1 наблюдается равномерное превышение дозы 10-15% связанное с малым размером ПЗР. У пленок под номерами 10, 11, 12 превышения по дозе составили 15-25%, которые находятся в области носовых пазух, костях и частично в прилегающих мягких тканях. Так же важно отметить превышение дозы в тканях легких на 25%, которая связана с малой плотностью тканей легкого. Поглощенная доза на половине ПЗР фантома находится в пределах ±5%.Analysis of the irradiated radiochromic films showed that the dose was the required 2 Gy in half of the patient's PZR. In this case, films No. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 were irradiated uniformly at a dose of 2 Gy in depth, with the exception of local maxima, in which the dose does not exceed 10%. On film No. 1, there is a uniform excess of the dose of 10-15% associated with the small size of the PZR. For films numbered 10, 11, 12, the excess in dose was 15-25%, which are in the area of the nasal sinuses, bones and partially in the adjacent soft tissues. It is also important to note the excess of the dose in the lung tissues by 25%, which is associated with the low density of the lung tissues. The absorbed dose at half of the phantom's FWH is within ± 5%.

Для лучшего понимания приводим иллюстрации: For a better understanding, here are some illustrations:

Фиг. 1 - схема тотального облучения тела пациента на линейном ускорителе электронов. FIG. 1 is a diagram of total irradiation of a patient's body on a linear electron accelerator.

Фиг. 2 - антропоморфный фантом ATOM с радиохромными пленками и тканеэквивалентным болюсом на области шеи.FIG. 2 - an anthropomorphic ATOM phantom with radiochromic films and a tissue-equivalent bolus on the neck.

Фиг. 3 - нумерация пластин антропоморфного фантома ATOM. FIG. 3 - numbering of the plates of the anthropomorphic ATOM phantom.

Фиг. 4 - вид антропоморфного фантома ATOM в разрезе, с установленной референсной радиохромной пленкой №3.FIG. 4 is a sectional view of the anthropomorphic ATOM phantom, with the installed reference radiochromic film No. 3.

Фиг. 5 - анализ дозового распределения облученной пленки №3 в программной среде OmniPro IMRT IBA Dosimetry.FIG. 5 - analysis of the dose distribution of irradiated film No. 3 in the OmniPro IMRT IBA Dosimetry software environment.

Фиг. 6 - сравнение полученных дозных распределений пленок №3 и №6 в программной среде OmniPro IMRT IBA Dosimetry.FIG. 6 - comparison of the obtained dose distributions of films No. 3 and No. 6 in the OmniPro IMRT IBA Dosimetry software environment.

Фиг. 7 - аксиальный срез в фантоме ATOM на котором была установлена пленка №10.FIG. 7 - axial slice in the ATOM phantom on which the film # 10 was installed.

Предлагаемый способ по сравнению с известными обладает следующими преимуществами:The proposed method in comparison with the known has the following advantages:

1. Не требует наличия специального помещения нестандартных размеров или дополнительного оборудования в виде стола-тележки на рельсовом ходу. Может применяться в любом помещении, в котором установлен медицинский линейный ускоритель электронов.1. Does not require a special room of non-standard dimensions or additional equipment in the form of a trolley table on a rail. It can be used in any room where a medical linear electron accelerator is installed.

2. Не зависит от производителя и может быть реализован на любом современном линейном ускорителе электронов с опцией ротационной терапии и наличием сглаживающего фильтра.2. Does not depend on the manufacturer and can be implemented on any modern linear electron accelerator with the option of rotational therapy and the presence of a smoothing filter.

3. Не требует специальных коммерческих компьютерных систем расчета дозы, а также дополнительной индивидуальной проверки плана для каждого пациента. 3. Does not require special commercial computerized dose calculation systems, as well as additional individual check of the plan for each patient.

4. Значительно сокращает время предлучевой подготовки.4. Significantly reduces the time of pre-radiation preparation.

5. Проведенные измерения показали, что данный способ обеспечивает равномерное распределение поглощенной дозы в твердотельном фантоме моделирующим размеры человека с ПЗР до 30 см и ростом до 2 м, с точностью ±5% на половине ПЗР.5. The measurements have shown that this method provides a uniform distribution of the absorbed dose in a solid-state phantom that simulates the size of a person with a PZR up to 30 cm and a height of up to 2 m, with an accuracy of ± 5% at half of the PZR.

6. Способ сокращает время подготовки пациентов к лечению и является универсальным для 95% пациентов.6. The method reduces the time required to prepare patients for treatment and is universal for 95% of patients.

Способ разработан в отделе лучевых и комбинированных методов лечения «РНЦРХТ им. Ак. А.М. Гранова» МЗ РФ и может быть рекомендован для проведения тотального облучения тела пациентов.The method was developed in the department of radiation and combined methods of treatment "RNTSRKhT them. Ak. A.M. Granov "of the Ministry of Health of the Russian Federation and can be recommended for total body irradiation of patients.

Claims (5)

Способ тотального облучения тела пациента, включающий ротационное облучение пациента заданной дозой облучения при размещении его на лечебном столе в плоскости ротации линейного ускорителя электронов, вращаемого вокруг изоцентра ротации с заданным на ускорителе полем и углом ротации, отличающийся тем, что дополнительно перед ротационным облучением пациента выполняют разделение сектора вращения облучателя на 11 сегментов, для каждого из них рассчитывают поправочный коэффициент k(∝) по формуле:A method of total irradiation of a patient's body, including rotational irradiation of a patient with a given dose of radiation when it is placed on a treatment table in the plane of rotation of a linear electron accelerator rotating around the isocenter of rotation with a field and an angle of rotation set on the accelerator, characterized in that, in addition, before the rotational irradiation of the patient, separation is performed the sector of rotation of the irradiator into 11 segments, for each of them the correction factor k (∝) is calculated according to the formula:
Figure 00000036
,
Figure 00000036
,
где
Figure 00000037
- угол облучателя,
Figure 00000038
- расстояние от источника до изоцентра ускорителя, равное 100 см,
Figure 00000039
- расстояние от изоцентра до половины передне-заднего размера фантома,
Figure 00000040
- половина передне-заднего размера фантома,
Figure 00000041
- толщина органического стекла,
Figure 00000042
- линейный коэффициент ослабления пучка для материала фантома,
Figure 00000043
- линейный коэффициент ослабления пучка для материала экрана, предназначенного для увеличения дозы на поверхности тела человека, и количество мониторных единиц с учетом заданной дозы и поправочного коэффициента по формуле:
where
Figure 00000037
- the angle of the feed,
Figure 00000038
- distance from the source to the accelerator isocenter equal to 100 cm,
Figure 00000039
- the distance from the isocenter to half of the anterior-posterior size of the phantom,
Figure 00000040
- half of the anterior-posterior size of the phantom,
Figure 00000041
- thickness of organic glass,
Figure 00000042
- linear coefficient of beam attenuation for the phantom material,
Figure 00000043
is the linear attenuation factor of the beam for the screen material designed to increase the dose on the surface of the human body, and the number of monitor units, taking into account the given dose and the correction factor according to the formula:
Figure 00000044
Figure 00000044
где MU(seg) – количество мониторных единиц на заданный сегмент, seg° - значение сегмента в градусах, MU(full arc) – экспериментально полученное значение мониторных единиц для ротационного пучка гантри от 305° до 55°, при котором в пластиковом фантоме, установленном под углом гантри, равным 0°, по центру светового поля, на половине его передне-заднего размера будет заданная доза, full arc° - размер полной дуги 110°, k(∝) - усредненный поправочный коэффициент для заданного сегмента; после чего пациента размещают на лечебном столе в плоскости ротации ускорителя, так чтобы при значении гантри, равном 0°, центр светового поля находился на половине роста пациента, над пациентом сверху на расстоянии 55 см от лечебного стола устанавливают экран из органического стекла толщиной 1 см и проводят облучение с заданным полем 10,6×40 см и углом ротации 110°.where MU (seg) is the number of monitor units per a given segment, seg ° is the segment value in degrees, MU (full arc) is the experimentally obtained value of monitor units for a rotational gantry beam from 305 ° to 55 °, at which the plastic phantom installed at a gantry angle equal to 0 °, in the center of the light field, half of its anteroposterior size will be the specified dose, full arc ° - the size of the full arc 110 °, k (∝) - the average correction factor for the specified segment; after which the patient is placed on the treatment table in the accelerator rotation plane, so that at a gantry value of 0 °, the center of the light field is at half the patient's height, a 1 cm thick organic glass screen is placed above the patient at a distance of 55 cm from the treatment table, and irradiation is carried out with a predetermined field of 10.6 × 40 cm and a rotation angle of 110 °.
RU2021106026A 2021-03-10 2021-03-10 Method for total irradiation of the body of a patient RU2760613C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021106026A RU2760613C1 (en) 2021-03-10 2021-03-10 Method for total irradiation of the body of a patient

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021106026A RU2760613C1 (en) 2021-03-10 2021-03-10 Method for total irradiation of the body of a patient

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2760613C1 true RU2760613C1 (en) 2021-11-29

Family

ID=79173970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021106026A RU2760613C1 (en) 2021-03-10 2021-03-10 Method for total irradiation of the body of a patient

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2760613C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2159135C1 (en) * 1999-12-15 2000-11-20 Центральный научно-исследовательский рентгенорадиологический институт МЗ РФ Method for total irradiation of patient's body
RU2185215C1 (en) * 2001-05-22 2002-07-20 Центральный научно-исследовательский рентгено-радиологический институт Method for treating diseases by means of total skin irradiation
US6730924B1 (en) * 1999-02-12 2004-05-04 Deutsches Krebsforschungszentrum Stiftung Des Oeffentlichen Rechts Collimator for limiting a bundle of high-energy rays
RU2361634C1 (en) * 2008-04-08 2009-07-20 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РАДИОЛОГИИ И ХИРУРГИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНТСТВА ПО ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНОЙ МЕДИЦИНСКОЙ ПОМОЩИ" /ФГУ "РНЦРХТ Росмедтехнологий"/ Way of total body irradiation of patient
RU2440162C1 (en) * 2010-05-12 2012-01-20 Федеральное Государственное Учреждение "Российский Научный Центр Радиологии И Хирургических Технологий" Федерального Агентства По Высокотехнологичной Медицинской Помощи (Фгу "Рнцрхт Росмедтехнологий") Method of total irradiation of patient's body surface

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6730924B1 (en) * 1999-02-12 2004-05-04 Deutsches Krebsforschungszentrum Stiftung Des Oeffentlichen Rechts Collimator for limiting a bundle of high-energy rays
RU2159135C1 (en) * 1999-12-15 2000-11-20 Центральный научно-исследовательский рентгенорадиологический институт МЗ РФ Method for total irradiation of patient's body
RU2185215C1 (en) * 2001-05-22 2002-07-20 Центральный научно-исследовательский рентгено-радиологический институт Method for treating diseases by means of total skin irradiation
RU2361634C1 (en) * 2008-04-08 2009-07-20 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РАДИОЛОГИИ И ХИРУРГИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНТСТВА ПО ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНОЙ МЕДИЦИНСКОЙ ПОМОЩИ" /ФГУ "РНЦРХТ Росмедтехнологий"/ Way of total body irradiation of patient
RU2440162C1 (en) * 2010-05-12 2012-01-20 Федеральное Государственное Учреждение "Российский Научный Центр Радиологии И Хирургических Технологий" Федерального Агентства По Высокотехнологичной Медицинской Помощи (Фгу "Рнцрхт Росмедтехнологий") Method of total irradiation of patient's body surface

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SPRINGER A. et al. Total body irradiation with volumetric modulated arc therapy: Dosimetric data and first clinical experience. Radiation Oncology. 2016, volume 11, number 46. *
ЛЕБЕДЕНКО И. М. и др. Проведение тотального облучения пациента перед трансплантацией костного мозга. Радиационная онкология и ядерная медицина. 2012, номер 2, стр. 30-36. *
ЛЕБЕДЕНКО И. М. и др. Проведение тотального облучения пациента перед трансплантацией костного мозга. Радиационная онкология и ядерная медицина. 2012, номер 2, стр. 30-36. SPRINGER A. et al. Total body irradiation with volumetric modulated arc therapy: Dosimetric data and first clinical experience. Radiation Oncology. 2016, volume 11, number 46. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ekberg et al. What margins should be added to the clinical target volume in radiotherapy treatment planning for lung cancer?
Gilbeau et al. Comparison of setup accuracy of three different thermoplastic masks for the treatment of brain and head and neck tumors
Li et al. Development of an online adaptive solution to account for inter-and intra-fractional variations
Jin et al. Technical and clinical experience with spine radiosurgery: a new technology for management of localized spine metastases
Fog et al. A step and shoot intensity modulated technique for total body irradiation
Nevinny-Stickel et al. Reproducibility of patient positioning for fractionated extracranial stereotactic radiotherapy using a double-vacuum technique
Gong et al. Conventionally-fractionated image-guided intensity modulated radiotherapy (IG-IMRT): a safe and effective treatment for cancer spinal metastasis
Beyzadeoglu et al. Clinical radiation oncology
RU2760613C1 (en) Method for total irradiation of the body of a patient
Youssoufi et al. Evaluation of PTV margins in IMRT for head and neck cancer and prostate cancer
Zarghani et al. Comparison of different TBI techniques in terms of dose homogeneity–review study
Nabavi et al. Stereotactic radiosurgery/radiotherapy: A historical review
Papp et al. CBCT verification of SRT for patients with brain metastases
Akasaka et al. A treatment planning study comparison between supine and prone position for different lung tumour locations using CyberKnife TPS
Acquah et al. Breast Dosimetry: A Phantom study between tangential wedge fields and multiple open field-in-field 3D conformal forward planning
Mayles Total body irradiation
Peterson et al. A smart setup for craniospinal irradiation
Fafi et al. Clinical experience of in vivo dosimetry 3D (dosimetry check) by portal imaging for treatment of breast cancer
Goyal et al. Improvement in dose homogeneity with electronic tissue compensation over IMRT and conventional RT in whole brain radiotherapy
Wongke et al. Optimising image-guidance frequency for patients treated with volumetric-modulated arc therapy for pelvic cancer
Morimoto Residual Set-up Error for Canine Brain Radiation Therapy
Sikdar et al. MV CBCT based assessment of setup uncertainties and planning target volume margin in head and neck cancer
Carrasco de Fez et al. IMRT/VMAT-SABR
Ahmadi et al. Evaluation of Interfractional Setup Uncertainties and Calculation of Adequate CTV-PTV Margin for Head and Neck Radiotherapy using Electronic Portal Imaging Device
Allaveisi et al. Dose prescription point in forward intensity-modulated radiotherapy of breast and head/neck cancers