4 курс / Лучевая диагностика / ПРИМЕНЕНИЕ_КИЛОВОЛЬТНОГО_РЕНТГЕНОВСКОГО_ИЗЛУЧЕНИЯ_ДЛЯ_ПЛАНИРОВАНИЯ

Радиационная защита помещения и расстановка оборудования

Радиационная защита должна быть рассчитана до закупки устройств визуализации. Понятно, что защита, имеющаяся в существующих каньонах (бункерах), намного превышает требования, предъявляемые к рентгеновскому излучению. Однако кВ-системы влияют на расстановку оборудования внутри помещения.

Кроме конструкции рельс и потолочных сооружений, учет движения гантри КТ, стоимости, связанной с большим размером помещения и большими вторичными барьерами, затрудняют введение таких систем в уже существующие каньоны. Установка систем, крепящихся на потолке и на полу, требует изменения конструкции пола и перекладки труб, поскольку детекторы и/или рентгеновские трубки будут располагаться под поверхностью пола. Если кВ-системы применяют для контрольной симуляции, то полезно создать защищенный отсек внутри аппаратной.

Защита от столкновений

Защита от столкновений предупреждает травмы персонала и больного. Особое внимание следует уделить тем системам, которые используют моторизованные или прикрепляемые механические устройства. Такие устройства обычно снабжены детекторами столкновения или интерлоками, которые при срабатывании останавливают движение гантри, стола и средств получения изображения.

Калибровка геометрических параметров

Поскольку целью комнатной визуализации является контроль постоянства правильного положения пациента при облучении, процедура приемки должна подтвердить, что двигающиеся компоненты воспроизводятся в пространстве, и, что важнее, что пространство изображения точно соотносится с геометрией облучающего пучка. Большинство, если не все тесты калибровки, описанные в литературе, являются вариантами теста ВинстонаЛутца (Winston-Lutz test), разработанного в 1988 г. [9]. Тест Винстона-Лутца обычно используют в ГК стереотаксического облучения для контроля совпадения механического изоцентра, светового и радиационного полей. Тест проводят, размещая

131

небольшой рентгеноконтрастный шарик в механическом изоцентре, и облучают его выбранными для лечения пучками. Относительное положение между шариком и центром круглого или квадратного пучка используется для оценки степени согласованности между системами позиционирования и облучения. При ЛТКИ тест применяется для пучков, создающих изображения.

Приемка рельсовых систем включает контроль точности движения сканера, дистанционное управление столом и совпадение изоцентров КТ и аппарата. Точность КТ оценивают по изображениям перекрестий, поставленных на фантоме через равные расстояния, что подтверждается измерением на изображении расстояния между перекрестиями. Совпадение изоцентров контролируют, помещая акриловый шарик в изоцентр ускорителя и разворачивая стол на 180º; при этом шарик должен оказаться в изоцентре сканера.

Для напольно-потолочных систем крайне важна точность центрации изображения и системы координат пучка облучения, поскольку любая ошибка будет передана как постоянный систематический сдвиг распределения дозы относительно мишени. Для Accuray применяется пленочная дозиметрия и специальный фантом для определения точного положения PTV. Для системы Novalis ExacTrac для выравнивания геометрических координат используют фантом и оптическое следящее устройство. Точность калибровки достигает 0,5 мм. Для проверки соответствия координат можно применить тест Винстона-Лутца.

При приемке бортовых систем следует проверить воспроизводимость в пространстве моторизированного или ручного управления подвижных компонент. Калибровка геометрии заключается в подтверждении того, что расстояние источник–детектор стабильно и воспроизводимо, и проекция центральной оси пучка в каждом положении гантри соответствует тому же пикселю при всех углах поворота гантри.

Периодическое определение карты отклонений (flex map) ускорителя, которые устанавливают движение центральной оси пучка относительно матрицы изображения в зависимости от угла поворота гантри, подтверждает точность КТ-реконструкций. Эти карты измеряют по изображениям шарика, помещенного предварительно в изоцентр ЛУЭ при ротации гантри на 360º. Это подобно тесту Винстона-Лутца, как показано на рис. 6.9. По

132

движению шарика на проекциях, в зависимости от угла поворота гантри, создают карту отклонений, которая показывает соотношение геометрии кВ и МВ пучков.

Рис. 6.9. Метод проведения ГК для системы, установленной на гантри.

1.Положение шарика при МВ-верификации. Гантри 0º, коллиматор 0 и 90º.

2.Повторная МВ-верификация шарика. Гантри 90, 180 и 270º.

3.Соотношение шарика и изоцентра аппарата.

4.Измерение положения шарика в кВ координатах и в градусах

5.Анализ флекс-карты и сохранение ее для будущего использования.

6.Применение флекс-карты во время обычного контроля

Гарантия качества и тестирование

Процедуры ГК создаются для того, чтобы удостовериться, что оборудование и программное обеспечение системы визуализации функционируют правильно и воспроизводимо, и работают так, как было принято при первичной приемке и при тестировании перед

133

началом клинического использования. Процедуры ГК включают периодические измерения определенных параметров с применением оборудования и фантомов, которые оценивают приемлемость оборудования по определенным критериям и уровням допуска. В докладе TG-142 [10] даны рекомендации для параметров систем КИ, а также по частоте их проведения и критериям приемлемости.

Каждая клиника должна определить свой перечень и частоту проведения тестов. Ежедневные тесты включают проверку средств безопасности, тестирование точности позиционирования и повторного позиционирования, и основные тесты для проверки совпадения координат изображения и облучения. Ежемесячные проверки включают просмотр всех тестов, касающихся совпадения координат, качества изображения, включая шум, разрешение и контраст, соответствие единиц Хаунсфилда и коэффициент шкалы. Ежегодная проверка должна включать полный перечень точности механических перемещений, дозы на изображение, энергию кВ пучка, силу тока в трубке и др.

Принципиальной целью приемки оборудования для разрешения его клинического использования является экспериментальное определение параметров для получения оптимального качества изображения, точности локализации различных анатомических областей и идентификации потенциальных ограничений системы визуализации. Также важно, чтобы пользователь оценил получаемую пациентом дозу, поскольку объем изображения будет намного больше, чем объем облучаемой мишени.

Применение ЛТКИ требует создания «протокола получения изображения». На выбор метода визуализации разных анатомических областей могут влиять такие факторы, как выбор репера (контрастные маркеры, кости и мягкие ткани), необходимость учета дыхательного движения и необходимое пространство для фиксирующего устройства. Также необходимо заранее оценить и документировать дозу, которую получает пациент при ЛТКИ, что подчеркнуто в докладе AAPM TG-75 [11]. Методология определения дозы на конКТ будет описана в главе 8. Здесь отметим, что доза в костях из-за фото-электрического эффекта может превышать 25 сГр, что в три раза выше дозы в мягких тканях.

134

Таблица 6.1

Рекомендации по проведению ГК для конКТ

(таблица из монографии The Modern Technology of Radiation Oncology,

Van Dyk J. еd.)

Частота	Процедура	Допуск
проведения
	Стабильность детекторов и работы
	системы
	Калибровка перед каждым сканом
	Геометрия
	Юстировка лазеров и совпадение	<1 mm
	осей МВ, кВ и лазеров
	Точность смещения	±2 mm
Ежедневно	Безопасность
	Детекторы столкновения:
или при	прерывание облучения	+
каждом	Сигнальные лампочки	+
использовании	Подготовка и прогрев	+
	Работа генератора
	Работа детектора	+
	Сигнал детектора	В норме
	Работа коллиматора	+
	Клинические аспекты
	Сохранность базы данных
	Достаточность пространства для
	хранения
	Безопасность
Раз в неделю	Блокировки штатива	+
	рентгеновской установки и
	дверей:
	прерывание или предупреждение
	облучения
	Работа системы КИ
	Стабильность	Замена/об-
Раз в месяц или	Дефектные карты	новление
	Качество изображения
после ремонта	Шкалы и расстояния	±0,5 мм
	Равномерность	Базовая
	Пространственное разрешение

135

	при высоком контрасте	>7 пл/мм
	Точность КТ-чисел	Базовая
	Артефакты	Отсутствуют
Раз в месяц или	Геометрия
	Калибровка геометрии (карты	Замена/об-
после ремонта	отклонений (flexmap)	новление
	Смещение стола: точность
	определения и коррекция
	движений	±1 мм
	Проверка результатов ежедневного
	тестирования	Полностью
	Система рентгеновского генератора
	Точность значений кВп и форма
	волны	Базовая
	Линейность шкалы мАс	Базовая
	Качество излучения (значение
	СПО)	Базовая
	Точность значений мА и мАс	Базовая
	Геометрия
Ежегодно или	Детектора в двух направлениях	Базовая
	Шкалы стола и точность	± 1 мм
после ремонта	движения
	Передача данных	+
	Связь с системой планирования
	Краткосрочное и долгосрочное	+
	хранение
	Дозиметрия	Базовая
	Доза на оси и на коже
	Клинические аспекты
	Сохранность и поддержание	Базовая
	базы	Обновляются
	данных	полностью
	Документирование параметров	Обновляются
	изображения	полностью
	Обзор результатов ежедневного
	и
	ежемесячного тестирования

+ – Функционирует

Частота проверок основана на понимании работы элементов оборудования и на рекомендациях для такого оборудования, как

136

рентгеновский симулятор, портальные и другие системы КИ [10, 12] и определяется анализом стабильности системы во время начального периода эксплуатации аппарата. В табл. 6.1 приведены элементы ГК для системы Synergy.

Величины допусков, допустимые отклонения от базовых значений и частоту проведения тестов можно определить только после анализа данных тестирования в течение длительного времени. Поэтому различия в методах ГК могут существовать как между учреждениями, так и между системами. Однако в идеале следует принять единый и достаточный набор методов измерений, фантомов и критериев.

6.6. Клинические аспекты ЛТКИ

Выбор технологии ЛТКИ

Выбор метода КИ может быть сложным. Целью проведения кВЛТКИ является или уменьшение отступов для создания PTV, или подтверждение того, что предписанные отступы правильны. Перед тем, как получить КИ, важно проверить цель облучения, необходимую дозу, и необходимость применения определенных отступов. В табл. 6.2 приведены некоторые, но не все факторы, которые следует рассмотреть в этом процессе.

Прекрасным примером является применение маркеров при лечении простаты. Клинической задачей в этом случае является увеличение точности положения радиационного поля относительно железы. Золотые маркеры, внедренные в простату, отражают положение железы, что видно на портальных изображениях. Перед началом облучения, делают пару портальных МВили кВ-КИ и сравнивают их с референсной реконструкцией. Затем положение корректируют движением стола. Процедуру можно выполнить за 15 минут.

Внедрение новой техники для ЛТКИ требует значительных усилий. Когда клинические задачи поставлены и ясно, что необходимая технология имеется, собирают группу специалистов, в которую входят врачи, физики, а также специалисты по компьютерной технике. Подготовка к работе занимает 2–3 месяца. Процесс внедрения можно считать завершенным, когда процедура документирована, ее применение количественно оценено, утверждена программа ГК, и весь персонал прошел обучение.

137

	Таблица 6.2
	Разные аспекты процесса ЛТКИ
	Фактор
Категория
	Рассматриваемые структуры (мишень, маркеры,
Клини-
ческие	нормальные ткани)
аспекты	Strength of окружающих суррогатов (кости, кожа)
	Рассмотрение имплантированных маркеров в
	качестве заменителя мишени или нормальных
	тканей
	Частота получения изображений (до, во время,
	после облучения)
	Увеличение дозы или сохранение нормальных
	тканей
Техни-	Желаемый уровень геометрической точности
ческие	Погрешности, которые следует контролировать
аспекты	для определения отступов
	Метод внесения коррекции (степени свободы)
	Число фракций, для которых требуются КИ
	Методы учета движения органов
	Величина градиентов дозы
Ресурсы	Доступность лечения на облучающей системе
	(облучений/час)
	Применение для всех или для некоторых фракций
	(буст)
	Применение для всех или некоторых пациентов
Организа-	Создание структуры для передачи
ционные	ответственности за проведение эксперимента,
аспекты	анализа, принятия решения и внесения поправок
	Определение лица, ответственного за развитие
	программы
	Определение лица, ответственного за приемку и
	состояние оборудования
	Определение лица, ответственного за проведение
	ГК на системе и за проведение периодической
	проверки
	138

Получение изображения

Необходимо определить частоту проведения КИ: в реальном времени, 1 или 2 раза за время курса лечения, или еженедельно. Количество КИ будет зависеть от количества внесенных корректив. Например, внесение поправки на дыхательное движение требует не только большой скорости получения снимков (>5 кадров/с), но и быстрого механизма для корректировки положения больного и положения пучка.

При назначении КИ следует учесть накопление дозы. Оптимальным считается применение только достаточного числа КИ для получения необходимой точности. Например, если проводится однократное облучение, то можно провести КИ до или после внесения поправки в позиционирование перед реальным облучением, а также во время и после облучения, чтобы убедиться в точности позиции и документировать сеанс облучения. Однако такая процедура непрактична при фракционированном облучении.

Средства анализа КИ

Удобные и надежные автоматические или полуавтоматические устройства анализа КИ крайне важны для процесса ЛТКИ. Однако эти устройства следует тестировать на надежность и точность. Для тестирования можно использовать специальный фантом, который должен имитировать задачи КИ как можно более близко, включая параметры, относящиеся к больному (масса, толщина и др.).

Стратегия применения методов on-line и off-line

ЛТКИ с применением рентгенографии включает несколько этапов, включающих получение контрольных изображений, сравнения их с референсной реконструкцией и внесения поправки в укладку пациента. Последовательность операций может меняться для разных систем визуализации и методов введения коррекции. Напомним, что КИ дают информацию для принятия решения о продолжении лечения или изменении процесса облучения с внесением поправки. Это решение называют стратегией.

Существует две основные стратегии: внесение поправки on-line, т.е. перед первым сеансом облучения и off-line, т.е. после окончания нескольких сеансов облучения. При этом рентгеновское изображение получают любым методом.

139

Схема проведения стратегии внесения поправки on-line состоит из следующих этапов:

1.После укладки пациента на столе терапевтического аппарата перед первым сеансом облучения получают первый контрольный снимок КИ-1.

2.Вносят исправления в укладку в соответствии с полученным КИ-1.

3.Для подтверждения правильности смещения, сделанного для КИ-I, получают второй контрольный снимок КИ-2.

4.Проводят сеанс облучения больного.

5.Получают третий контрольный снимок КИ-3, который подтверждает, что больной находился в одинаковом положении во время облучения.

6.Если обнаружено, что пациент повернулся во время облучения, то КИ-3 помогает вносить окончательную поправку offline.

Стратегия внесения поправки off-line состоит в следующем: контрольные изображения получают до или сразу после лечения, чтобы «захватить» положение больного во время лечения, в течение нескольких фракций облучения. На основании сравнения серии снимков с референсным планировочным изображением делается вывод о необходимости внесения поправки в положение больного или в расчет распределения доз.

Стратегии оff-line и on-line предъявляют разные требования к последовательности и координации действий персонала. Процедура off-line более сложная, требует большей частоты производства изображений, средств подгонки и правил принятия решения, но дает повышенную точность по сравнению с обычной практикой. Способ off-line уменьшает систематические внутрифракционные ошибки, в то время как способ on-line уменьшает и между- и внутри фракционные, систематические и случайные ошибки. При выборе клинической стратегии следует учитывать важность систематических и случайных ошибок при определении отступов от CTV к PTV.

140