vol. 6 6/2017 Inżynier i Fizyk Medyczny
362
radioterapia
\
radiotherapy
artykuł naukowy
\
scientific paper
Rys. 1
a) Zestaw kolimatorów. Liczby oznaczają średnicę pola promieniowania w milimetrach mierzoną w izocentrum aparatu; b) Kolimator zamontowany do głowicy
akceleratora
Źródło: materiały własne.
autorzy [3] również zwracają uwagę na trudności w planowaniu
i realizacji leczenia za pomocą kolimatorów stożkowych zmian
o nieregularnych kształtach. W takim przypadku polecane przez
autorów są metody z wykorzystaniem MLC (
Multi Leaf Collima-
tor
), co znacznie upraszcza proces planowania. Potwierdza to
praca [4], w której kolimator o średnicy 4 mm użyty został do ste-
reotaksji nerwu trójdzielnego z użyciem jednego izocentrum.
Używanie tak małych pól wiąże się z wyzwaniami pomiaro-
wymi, związanymi z dozymetrią nierównowagową [5, 6, 7]. Pu-
blikacje dotyczące dozymetrii małych wiązek opartych na koli-
matorach [8], a także wykorzystania symulacji Monte Carlo do
weryfikacji obliczeń rozkładów dawek [9] są przykładem prac
prowadzonych nad tym zagadnieniem.
Cel
Celem pracy jest prezentacja rozwiązań zastosowanych w sys-
temie planowania leczenia oraz w realizacji radiochirurgii z uży-
ciem akceleratora Edge i kolimatorów stożkowych.
Własności wiązek promieniowania
Najnowszym akceleratorem, zainstalowanymw CentrumOnkolo-
gii – Instytucie w Gliwicach, jest aparat Edge z kolimatorem HD
(
High Definition
). Aparat umożliwia uzyskanie wiązki fotonów po-
wstałych w wyniku oddziaływania elektronów przyspieszonych
w polu o różnicy potencjałów 6 MV. Wiązka fotonów na wyjściu
z głowicy aparatu może być zarówno płaska, jak i bezfiltrowa.
Edge jest akceleratorem dedykowanym do stereotaksji, zarówno
z wykorzystaniem zamontowanego kolimatora wielolistkowego,
jak i zestawu kolimatorów pozwalających na uzyskanie małych
stożkowych wiązek. W przypadku kolimatorów stożkowych wy-
korzystywana jest wiązka bezfiltrowa ze względu na jej natężenie.
Na zestaw składa się siedem kolimatorów o następujących
średnicach kołowego pola napromieniania zdefiniowanych w izo-
centrum: 4,0, 5,0, 7,5, 10,0, 12,5, 15,0 oraz 17,5 mm. Całość jest
zaprezentowana na rysunku 1a. Na rysunku 1b widoczny jest spo-
sób montażu kolimatora do głowicy akceleratora. Dla każdego
kolimatora pole utworzone przez szczęki kolimatora jest równe 5
x 5 cm
2
w celu ograniczenia przecieku fotonówpoza kolimatorem.
Właściwości algorytmu obliczeniowego
Zgodnie z dokumentacją producenta [10], system planowania
leczenia (
Cone Dose Calculation
, CDC) posiada zaimplementowa-
ny algorytm wykorzystujący do obliczeń rozkładu dawki współ-
czynniki TMR (
Tissue-Maximum Ratio
) oraz profile wiązek (
Off-A-
xis Ratio
, OAR). Siatka obliczeniowa składa się z dwu macierzy
punktów. Pierwsza z nich (rzadka) służy do obliczeń rozkładu
dawki w całej objętości konturu zewnętrznego i ma rozdziel-
czość 5,0 mm. Druga (gęsta) otacza izocentrum, a jej granice
oddalone są od niego o podwojoną średnicę użytego kolimatora
plus dodatkowy 5,0 mmmargines. Jej domyślna rozdzielczość to
1,0 mm. Rozdzielczość siatki gęstej może być zmieniana.
System planowania umożliwia zastosowanie techniki łuko-
wej i wykonania obliczeń rozkładu dawki na bazie planowania
wprost, bez wykorzystania algorytmu odwrotnego planowania
z optymalizacją rozkładu dawki.
Algorytm CDC korzysta z pewnych uproszczeń.
(i). Cały łuk jest przybliżony pewną liczbą wiązek statycznych,
przy wybranym kroku zmiany kąta. W celu sprawdzenia wpływu
kroku na rozkład izodoz zostały sporządzone plany dla różnych usta-
wień (Rys. 2). W środku geometrycznym fantomu ArcCHECK (Sun
Nuclear Corporation, Melbourne, FL, USA) zostało umieszczone izo-
centrumwiązki stożkowej dla kolimatora 17,5mm. Przeliczono czte-
ry plany dla różnychustawieńgęstej siatki obliczeniowej i kroku kąta
przy zadanej dawce 10 Gy z jednego pełnego łuku. Wartość odcięcia
prezentowanych izodoz została ustawiona na 10% dawki zadanej.
Część „a” to siatka rzadka z krokiem 1 stopień, „b” – siatka
rzadka z krokiem 10 stopni, „c” – siatka gęsta z krokiem 1 sto-
pień, „d” – siatka gęsta z krokiem 10 stopni. Dla kroku 1 stop-
nia wpływ siatki jest znikomy (części „a” oraz „c”). Dla 10 stopni
różnice są już znacznie bardziej widoczne. Niezależnie od użytej
siatki czas obliczeń rozkładu dawki w trzech wymiarach wynosił
2 minuty +/- 10%. Dla każdego z tych planów wyliczona liczba
jednostek monitorowych była dokładnie taka sama.
