Контроль додаткового дозового навантаження на пацієнта під час терапії системою КіберНіж
Однією з найсучасніших та ефективних систем опромінення в клінічній радіотерапії на сьогоднішній день є система КіберНіж, яка дає змогу проводити локальне опромінення пухлин із збереженням сусідніх органів та тканин. Окрім призначеної спеціалістом дози опромінення пухлини, відповідно до типу орга...
Збережено в:
| Дата: | 2014 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України
2014
|
| Назва видання: | Ядерна та радіаційна безпека |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97519 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Контроль додаткового дозового навантаження на пацієнта під час терапії системою КіберНіж / Л.І. Асламова, Є.В. Куліч, С.М. Лучковський, Н.В. Меленевська, Л.П. Лук’янчук // Ядерна та радіаційна безпека. — 2014. — № 2. — С. 29-31. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-97519 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-975192025-02-23T18:16:08Z Контроль додаткового дозового навантаження на пацієнта під час терапії системою КіберНіж Контроль дополнительной дозовой нагрузки на пациента при прохождении терапии системой КиберНож Monitoring of Additional Exposure Doses to the Patient during CyberKnife Therapy Асламова, Л.І. Куліч, Є.В. Лучковський, С.М. Меленевська, Н.В. Лук’янчук, Л.П. Однією з найсучасніших та ефективних систем опромінення в клінічній радіотерапії на сьогоднішній день є система КіберНіж, яка дає змогу проводити локальне опромінення пухлин із збереженням сусідніх органів та тканин. Окрім призначеної спеціалістом дози опромінення пухлини, відповідно до типу органів або тканин, пацієнт отримує значне додаткове дозове навантаження під час розміщення пацієнта на столі та реєстрації руху опромінюваної мішені за допомого спеціальної системи відстеження, що робить внесок у сукупну дозу опромінення, яку отримує пацієнт. У статті наведено результати вимірювання величин поглинених доз опромінення під час процедури відстеження руху мішені на різних відстанях вглиб від поверхні тіла пацієнта. Одной из современных и эффективных систем облучения в клинической радиотерапии на сегодняшний день является система КиберНож, которая позволяет проводить локальное облучение опухолей с сохранением соседних органов и тканей. Кроме предписываемой специалистом дозы облучения опухоли в соответствии с типом органов или тканей, пациент получает значительную дополнительную дозовую нагрузку во время процедуры размещения пациента на столе и регистрации движения облучаемой мишени с помощью специальной системы отслеживания, что делает вклад в суммарное дозовое облучение пациента. В статье представлены результаты измерения величин доз облучения, получаемых пациентом во время процесса отслеживания движения мишени, на разных расстояниях вглубь от поверхности тела пациента. CyberKnife is a state-of-the-art, effective exposure system for clinic radiotherapy. It allows the exposure dose to be delivered exactly to tumor, with low exposure risk for adjacent organs and tissues. The total exposure dose during the therapeutic procedure with CyberKnife includes separate doses, delivered at specified treatment stages. Apart from the specified tumor exposure dose prescribed by the clinician in accordance with organ or tissue type, the patient receives a significant additional dose during the positioning and target tracking procedure with X-ray tracking system. In this study, we measured the adsorbed dose during the target tracking procedure at different depths of the human body. 2014 Article Контроль додаткового дозового навантаження на пацієнта під час терапії системою КіберНіж / Л.І. Асламова, Є.В. Куліч, С.М. Лучковський, Н.В. Меленевська, Л.П. Лук’янчук // Ядерна та радіаційна безпека. — 2014. — № 2. — С. 29-31. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. 2073-6231 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97519 539.1 uk Ядерна та радіаційна безпека application/pdf Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| description |
Однією з найсучасніших та ефективних систем опромінення в клінічній
радіотерапії на сьогоднішній день є система КіберНіж, яка дає змогу проводити
локальне опромінення пухлин із збереженням сусідніх органів та тканин. Окрім
призначеної спеціалістом дози опромінення пухлини, відповідно до типу органів
або тканин, пацієнт отримує значне додаткове дозове навантаження під час
розміщення пацієнта на столі та реєстрації руху опромінюваної мішені за
допомого спеціальної системи відстеження, що робить внесок у сукупну дозу
опромінення, яку отримує пацієнт. У статті наведено результати вимірювання
величин поглинених доз опромінення під час процедури відстеження руху мішені на
різних відстанях вглиб від поверхні тіла пацієнта. |
| format |
Article |
| author |
Асламова, Л.І. Куліч, Є.В. Лучковський, С.М. Меленевська, Н.В. Лук’янчук, Л.П. |
| spellingShingle |
Асламова, Л.І. Куліч, Є.В. Лучковський, С.М. Меленевська, Н.В. Лук’янчук, Л.П. Контроль додаткового дозового навантаження на пацієнта під час терапії системою КіберНіж Ядерна та радіаційна безпека |
| author_facet |
Асламова, Л.І. Куліч, Є.В. Лучковський, С.М. Меленевська, Н.В. Лук’янчук, Л.П. |
| author_sort |
Асламова, Л.І. |
| title |
Контроль додаткового дозового навантаження на пацієнта під час терапії системою КіберНіж |
| title_short |
Контроль додаткового дозового навантаження на пацієнта під час терапії системою КіберНіж |
| title_full |
Контроль додаткового дозового навантаження на пацієнта під час терапії системою КіберНіж |
| title_fullStr |
Контроль додаткового дозового навантаження на пацієнта під час терапії системою КіберНіж |
| title_full_unstemmed |
Контроль додаткового дозового навантаження на пацієнта під час терапії системою КіберНіж |
| title_sort |
контроль додаткового дозового навантаження на пацієнта під час терапії системою кіберніж |
| publisher |
Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України |
| publishDate |
2014 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97519 |
| citation_txt |
Контроль додаткового дозового навантаження на пацієнта під час терапії системою КіберНіж / Л.І. Асламова, Є.В. Куліч, С.М. Лучковський, Н.В. Меленевська, Л.П. Лук’янчук // Ядерна та радіаційна безпека. — 2014. — № 2. — С. 29-31. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. |
| series |
Ядерна та радіаційна безпека |
| work_keys_str_mv |
AT aslamovalí kontrolʹdodatkovogodozovogonavantažennânapacíêntapídčasterapíísistemoûkíberníž AT kulíčêv kontrolʹdodatkovogodozovogonavantažennânapacíêntapídčasterapíísistemoûkíberníž AT lučkovsʹkijsm kontrolʹdodatkovogodozovogonavantažennânapacíêntapídčasterapíísistemoûkíberníž AT melenevsʹkanv kontrolʹdodatkovogodozovogonavantažennânapacíêntapídčasterapíísistemoûkíberníž AT lukânčuklp kontrolʹdodatkovogodozovogonavantažennânapacíêntapídčasterapíísistemoûkíberníž AT aslamovalí kontrolʹdopolnitelʹnojdozovojnagruzkinapacientapriprohoždeniiterapiisistemojkibernož AT kulíčêv kontrolʹdopolnitelʹnojdozovojnagruzkinapacientapriprohoždeniiterapiisistemojkibernož AT lučkovsʹkijsm kontrolʹdopolnitelʹnojdozovojnagruzkinapacientapriprohoždeniiterapiisistemojkibernož AT melenevsʹkanv kontrolʹdopolnitelʹnojdozovojnagruzkinapacientapriprohoždeniiterapiisistemojkibernož AT lukânčuklp kontrolʹdopolnitelʹnojdozovojnagruzkinapacientapriprohoždeniiterapiisistemojkibernož AT aslamovalí monitoringofadditionalexposuredosestothepatientduringcyberknifetherapy AT kulíčêv monitoringofadditionalexposuredosestothepatientduringcyberknifetherapy AT lučkovsʹkijsm monitoringofadditionalexposuredosestothepatientduringcyberknifetherapy AT melenevsʹkanv monitoringofadditionalexposuredosestothepatientduringcyberknifetherapy AT lukânčuklp monitoringofadditionalexposuredosestothepatientduringcyberknifetherapy |
| first_indexed |
2025-11-24T09:01:32Z |
| last_indexed |
2025-11-24T09:01:32Z |
| _version_ |
1849661736828796928 |
| fulltext |
ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 2(62).2014 29
УДК 539.1
Л. І. Асламова1, Є. В. Куліч1,
С. М. Лучковський2, Н. В. Меленевська1,
Л. П. Лук’янчук1
1 Навчально-науковий центр з радіаційної безпеки
Київського національного університету
імені Тараса Шевченка, м. Київ, Україна
2МЦ «Кіберклініка Спіженка», с. Капітанівка
Києво-Святошинського району Київської обл.
Контроль додаткового
дозового навантаження
на пацієнта під час терапії
системою КіберНіж
Однією з найсучасніших та ефективних систем опромінення в клі-
нічній радіотерапії на сьогоднішній день є система КіберНіж, яка дає
змогу проводити локальне опромінення пухлин із збереженням сусідніх
органів та тканин. Окрім призначеної спеціалістом дози опромінення
пухлини, відповідно до типу органів або тканин, пацієнт отримує значне
додаткове дозове навантаження під час розміщення пацієнта на столі
та реєстрації руху опромінюваної мішені за допомого спеціальної сис-
теми відслідковування, що робить внесок у сукупну дозу опромінення,
яку отримує пацієнт. У статті наведено результати вимірювання вели-
чин поглинених доз опромінення під час процедури відслідковування
руху мішені на різних відстанях вглиб від поверхні тіла пацієнта.
К л ю ч о в і с л о в а: КіберНіж, дозове навантаження, система від-
стеження руху мішені.
Л. И. Асламова, Е. В. Кулич, С. Н. Лучковский, Н. В. Меленевская,
Л. Ф. Лукьянчук
Контроль дополнительной дозовой нагрузки на паци-
ента при прохождении терапии системой КиберНож
Одной из современных и эффективных систем облучения в кли-
нической радиотерапии на сегодняшний день является система
КиберНож, которая позволяет проводить локальное облучение опу-
холей с сохранением соседних органов и тканей. Кроме предписыва-
емой специалистом дозы облучения опухоли в соответствии с типом
органов или тканей, пациент получает значительную дополнительную
дозовую нагрузку во время процедуры размещения пациента на столе
и регистрации движения облучаемой мишени с помощью специальной
системы отслеживания, что делает вклад в суммарное дозовое облуче-
ние пациента. В статье представлены результаты измерения величин
доз облучения, получаемых пациентом во время процесса отслежива-
ния движения мишени, на разных расстояниях вглубь от поверхности
тела пациента.
К л ю ч е в ы е с л о в а: КиберНож, дозовая нагрузка, система от-
слеживания движения мишени.
© Л. І. Асламова, Є. В. Куліч, С. М. Лучковський, Н. В. Меленевська,
Л. П. Лук’янчук, 2014
А
ктуальним питанням сучасної терапевтичної
радіології є зменшення дозового навантаження
на пацієнта під час проходження терапії за допо-
могою новітніх потужних терапевтичних апаратів.
Одним з таких апаратів є радіотерапевтична сис-
тема КіберНіж. Система містить 6 МеВ лінійний прискорю-
вач з маніпулятором, що має 6 ступенів вільності. Лінійний
прискорювач містить 12 коліматорів рентгенівськіх пучків,
що дозволяють змінювати їх діаметр у діапазоні 5—60 мм,
відстань між джерелом та мішенню становить 80 см. Кі-
берНіж є складною комплексною системою, що викорис-
товує стереоскопічне рентгенівське зображення не тільки
для встановлення параметрів терапевтичного опромінення,
але й для відслідковування положення та руху мішені опро-
мінення в реальному часі. Відслідковування руху мішені
(при мимовільних рухах тіла або диханні) створює додат-
кове дозове навантаження на пацієнта, що в свою чергу
може призводити до виникнення детермінованих біологіч-
них ефектів.
Проходячи процедуру, пацієнт розташовується на дис-
танційно-керованому столі, що має 5 ступенів вільно-
сті і підключений до системи відслідковування міше-
ні. Система відслідковування мішені складається з двох
стандартних кіловольтажних рентгенівських трубок
та двох плоско-панельних аморфно-силіконових детекто-
рів. Камери системи відслідковування та формування зо-
браження встановлені під прямим кутом на стелі проце-
дурної кімнати, а плоско-панельні детектори вмонтовані
в підлогу (рис. 1). Отримані зображення від обох камер
опрацьовуються програмним забезпеченням, принцип
якого базується на алгоритмі реєстрації зображення та об-
численні зсуву й повороту мішені під час терапевтичної
процедури [1].
Оскільки терапевтичні процедури, що проводяться
за допомогою системи КіберНіж, основані на принципі
візуального контролю, система використовує три способи
відслідковування мішені, які використовуються в клініч-
ній практиці для внутрішньо- та зовнішньочерепного ві-
зуального моніторингу.
«Нормуючий» спосіб відслідковування застосовується
для зовнішньочерепних маніпуляцій, з використанням
рентген-контрастних маркерів, імплантованих в м’які тка-
нини, що оточують мішень [2]. «Внутрішньочерепний» спо-
сіб полягає в реєстрації фіксованого положення тіла з від-
повідним маркуванням на черепних кістках пацієнта [3].
Рис. 1. Система відслідковування руху мішені:
1 — джерело випромінювання;
2 — калібрувальний пристрій;
3 — платформа; 4 — цифрові приймачі
1
2
34
30 ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 2(62).2014
Л. І. Асламова, Є. В. Куліч, С. М. Лучковський, Н. В. Меленевська, Л. П. Лук’янчук
«Хребцевий» спосіб дає змогу відстежувати зміщення пух-
лин, локалізованих у спинному мозку, реєструючи тіло
в русі з маркерами на хребцях [4].
Отже, загальна доза опромінення, яку отримує пацієнт,
включає дозу від використання комп’ютерної томографії
(КТ) з метою планування терапевтичної процедури для ді-
лянки-мішені; дозу від сканування прямої позиції пацієн-
та безпосередньо перед радіотерапією з урахуванням того,
що кількість так званих сканів може становити близько 30,
а також безпосередньо саму дозу терапевтичного опро-
мінення, встановлену лікарем на підставі отриманих діа-
гностичних даних.
Метою даного дослідження є створення інформацій-
ної бази щодо оцінки додаткового дозового навантажен-
ня на пацієнта під час ідентифікації локалізації мішені
опромінення та її відслідковування, щоб врахувати його
в сумарній дозі, призначеній для терапевтичної процедури.
Хід модельних вимірювань. Вимірювання проводилися
в клініці за допомогою терапевтичної системи КіберНіж
(модель CyberKnife G4 ) з використанням еквівалентно-
го антропометричного набірного фантома тіла людини
PTW RW3 Slab Phantom з полістерену (polysteren C8H8 з до-
мішкою 2 % двоокису титану TiO2, який є водним еквіва-
лентом, густина ρф = 1,045 г/см3). Для визначення товщи-
ни фантома (h), що відповідає 1 см тіла пацієнта (водний
еквівалент, густина ρв = 1 г/см3), проводять перерахунок
h = ρв/ρф∙1 см = 1/1,045∙1 см ≈ 0,96 см. Дозу опромінен-
ня фантома вимірювали дозиметром PTW Unidose (елек-
трометр) з іонізаційною камерою Фармера «Farmer 30013»
(рис. 2).
Під час експерименту камера Фармера розташовува-
лася на однаковій відстані від стола; товщина фантома
збільшувалася накладанням пластин зверху. У ході дослі-
дження використовувалося стандартне програмне забезпе-
чення CyberKnife. Кулонівський заряд, який утворював-
ся в камері Фармера під дією гамма-пучка, вимірювався
за допомогою електрометра і перераховувся у відповідне
значення поглинутої дози при глибокофокусному випро-
мінюванні за формулою
Dw = kQ∙Nw∙M,
де kQ — поправковий коефіцієнт якості перетворення пучка;
Nw — калібрувальний коефіцієнт дозиметра за поглинутою
дозою у воді; М — значення кулонівського заряду в камері
Фармера.
Результати та висновки. Щоб визначити дозове наванта-
ження на пацієнта під час відслідковування мішені опро-
мінення, вимірювалися відносні величини поглинутих
доз на різних глибинах від поверхні фантома. Отримані
результати узгоджуються з наведеними в [5, 6]. Виміри
проводилися при постійному струмі (I) на трубці 100 мА
та за максимальної постійної напруги 120 кВ. Час експо-
зиції для кожної серії експериментів становив 75, 100, 200,
300 мс. Довготривалі експозиції забезпечували отримання
якісніших знімків, але при цьому зі збільшенням погли-
нутої дози (D) майже в 3,5 рази (рис. 3).
За умов сталої експозиції у 100 мс та збільшення
сили струму на трубці в діапазоні 100…300 мА виявлено,
що на глибині від поверхні фантома 100 мм дозове наван-
таження збільшується в 2 рази.
У наступній серії експериментів (рис. 4) встановлюва-
лася залежність дози опромінення від сили струму на труб-
ці при товщинах фантома 0 мм та 50 мм. Встановлено,
що на глибині 50 мм від поверхні фантома відносна вели-
чина поглинутої дози зростає вдвічі.
У ході експериментів спостерігалася стабільна динаміка
зростання дози із зміною струму на трубці та часу екс-
позиції. Вимірювання дозового навантаження проводило-
ся з розрахунку на одне сканування положення мішені.
Враховуючи згадану вище необхідну кількість подібних
сканів для проведення одного акту терапевтичного опро-
мінення, який є фракційною частиною повної призна-
ченої лікарем дози, навантаження на пацієнта є значним.
Таким чином, з отриманого розподілу доз за глибиною
можна зробити висновок, що основна доза від сканування
1
2
3
4
5
5
Рис. 2. Схема експерименту:
1 — камера Фармера; 2 — набірний фантом;
3 — стіл, на який кладуть пацієнта під час лікування;
4 — КіберНіж; 5 — джерела випромінювання системи відстеження
руху тіла пацієнта, закріплені на стелі навпроти один одного
Рис. 3. Залежність поглинутої дози від товщини
фантома d при силі струму (I) на трубці 100 мА
ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 2(62).2014 31
Контроль додаткового дозового навантаження на пацієнта під час терапії системою КіберНіж
припадає саме на поверхню тіла пацієнта. При цьому де-
терміновані ефекти на здорові тканини є значними.
Отже, результати досліджень дають змогу вирішити пи-
тання про врахування додаткового опромінення у сумар-
ній терапевтичній дозі та обрати коректні характеристики
системи позиціонування, щоб оптимізувати додаткове до-
зове навантаження на пацієнта.
Список використаної літератури
1. Fu, D. A fast, accurate and automatic 2D–3D image registration
for image-guided cranial radiosurgery / D. Fu, G. Kuduvalli // Medical
Physics. — 2008. — V. 35. — P. 2180—2194.
2. Murphy, M. J. Fiducial-based targeting accuracy for external-
beam radiotherapy / M. J. Murphy // Medical Physics. — 2002. —
V. 29. — P. 334—344.
3. Fu, D. Automated skull tracking for the CyberKnife image-
guided radiosurgery system / D. Fu, G. Kuduvalli, V. Mitrovic,
W. Main, L. Thomson // SPIE Medical Imaging: Image Processing
(2005, San Diego, CA, USA). — 2005. — P. 366—377.
4. Ho, A. K. A study of the accuracy of spinal radiosurgery using
skeletal structure tracking / A. K. Ho, D. Fu, C. Cotrutz et.al. //
Neurosurgery (Operative Neurosurgery). — 2007. — V. 60. — P. 147—156.
5. Canbolat, A. Investigation of Surface Dose from Imaging
Units of (Belonging) CyberknifeRobotic Radiosurgery / A. Canbolat,
F. Zorlu, A. Dogan et al. // Journal of Radiosurgery & SBRT. —
2013. — Supplement 2.1. — Vol. 2. — P. 8.
6. Murphy, M. The management of imaging dose during image-
guided radiotherapy: Report of the AAPM Task Group 75 / M. Murphy,
J. Balter, S. Balter et.al. // Medical Physics. — 2007. — V. 34. —
P. 4041—4062.
References
1. Fu, D. A fast, accurate and automatic 2D–3D image registration
for image-guided cranial radiosurgery / D. Fu, G. Kuduvalli // Medical
Physics. — 2008. — V. 35. — P. 2180—2194.
2. Murphy, M. J. Fiducial-based targeting accuracy for external-
beam radiotherapy / M. J. Murphy // Medical Physics. — 2002. —
V. 29. — P. 334—344.
3. Fu, D. Automated skull tracking for the CyberKnife image-
guided radiosurgery system / D. Fu, G. Kuduvalli, V. Mitrovic,
W. Main, L. Thomson // SPIE Medical Imaging: Image Processing
(2005, San Diego, CA, USA). — 2005. — P. 366—377.
4. Ho, A. K. A study of the accuracy of spinal radiosurgery using
skeletal structure tracking / A. K. Ho, D. Fu, C. Cotrutz et.al. //
Neurosurgery (Operative Neurosurgery). — 2007. — V. 60. — P. 147—
156.
5. Canbolat, A. Investigation of Surface Dose from Imaging Units
of (Belonging) CyberknifeRobotic Radiosurgery / A. Canbolat, F.
Zorlu, A. Dogan et al. // Journal of Radiosurgery & SBRT. — 2013. —
Supplement 2.1. — Vol. 2. — P. 8.
6. Murphy, M. The management of imaging dose during image-
guided radiotherapy: Report of the AAPM Task Group 75 / M. Murphy,
J. Balter, S. Balter et.al. // Medical Physics. — 2007. — V. 34. —
P. 4041—4062.
Отримано 14.02.2014.
Рис. 4. Залежність поглинутої дози від сили струму на трубці та товщини фантома d
|