Способ тотального облучения тела пациента

 

Изобретение относится к медицине, точнее к радиологии, и может найти применение в лучевой терапии онкологических больных. 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 размера пациента, со скоростью 1 град/с. Пациент укладывается на расстоянии L = A/2 ctgα ниже изоцентра ротации, где A - рост пациента, см; α - половина угла ротации источника. Над пациентом устанавливают поглотитель ионизирующего излучения переменной толщины где РИО - расстояние между источником ионизирующего излучения и изоцентром ротации, см; x - расстояние от центра пациента на продольной оси до пересекающей ее плоскости, в которой определяют толщину, см; μ - линейный коэффициент ослабления материала фильтра. Предлагаемое изобретение позволяет равномерно распределить поглощенную дозу по телу пациента в любом процедурном помещении с ротационным источником излучения. 1 табл.

Изобретение относится к медицине, точнее к радиологии, и может найти применение в лучевой терапии онкологических больных.

Тотальное облучение при лучевой терапии является часто используемым методом лечения при распространенных злокачественных процессах большого количества локализаций. Главной физико-технической задачей тотального облучения является получение в теле пациента равномерного распределения поглощенной дозы.

Существующие в настоящее время способы тотального облучения тела человека ионизирующим излучением основаны на использовании неподвижных источников излучения и больших расстояний от источника излучения до пациента (4 - 5 м), что делает возможным получение полей облучения, соизмеримых с ростом пациента. или специальной движущейся с заданной скоростью мимо источника тележки с пациентом.

Известен способ тотального облучения с использованием стационарно расположенного излучателя с горизонтальным пучком излучения с использованием больших расстояний (4-5 м) и выравнивающих компенсаторов для создания равномерного дозного распределения по телу человека [Ильин Н.В. и др., авт. св. N 1769418 A 61 N 5/10 "Способ формирования дозного распределения вдоль тела человека при тотальном облучении", A 61 6/00].

Способ связан с использованием горизонтально направленного из источника пучка ионизирующего излучения, расположением пациента на большом расстоянии (4,75 м) от источника для достижения размера равномерного поля облучения, равного росту человека. При этом облучение производится латерально с двух сторон, а неравномерность дозного поля за счет переменной толщины тела пациента компенсируется специальными поглотителями. Недостатками данного способа являются необходимость наличия процедурного помещения больших нестандартных размеров, латеральное облучение пациента, дающее неравномерность распределения дозы до 15-20%, невозможность облучать пациентов большого роста и малые мощности дозы за счет больших расстояний от источника. Последнее весьма некомфортно для пациента из-за длительности процедуры и снижает пропускную способность процедурного кабинета.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ тотального облучения с использованием стационарно расположенного излучателя с вертикальным пучком излучения и движущимся лечебным столом - тележкой с пациентом для охвата пучком излучения всего тела человека [The Radiotherapy of Malignant Disease, Springer-Ver., 1985, p. 362]. Этот способ заключается в использовании специальной тележки на рельсовом ходу, на которую укладывается пациент. Эта тележка движется с заданной скоростью под вертикальным пучком ионизирующего излучения от неподвижного источника таким образом, что пучком излучения охватывается все тело. Облучение также проводится с двух сторон путем переворачивания тела пациента. Этот способ позволяет обеспечить необходимую равномерность распределения поглощенной дозы в теле пациента и небольшое время процедуры. Однако необходимость использования специального устройства - тележки на рельсовом ходу в процедурном помещении не позволяет использовать последнее для других видов лучевой терапии, например стандартных методов лучевой терапии. Способ позволяет получить распределение поглощенной дозы по телу пациента с неравномерностью +/-5%.

Таким образом, известные способы тотального облучения отличаются необходимостью использования специального процедурного помещения с источником ионизирующего излучения именно для тотального облучения пациентов, причем значительно больших размеров, чем для обычной лучевой терапии. Это практически не позволяет проводить тотальное облучение в стандартных помещениях для лучевой терапии, сокращая тем самым возможности лучевой терапии, или конструировать процедурные помещения с источником ионизирующего излучения специально только для тотального облучения, что экономически невыгодно.

Технический результат настоящего изобретения состоит в осуществлении пригодного для широкого клинического использования тотального облучения за счет использования ротации источника ионизирующего излучения.

Этот результат достигается тем, что при облучении тела пациента, размещенного на лечебном столе источником ионизирующего излучения, пациента укладывают в плоскости ротации источника ионизирующего излучения, вращаемого вокруг изоцентра ротации, размещают на расстоянии ниже изоцентра ротации, где A - рост пациента, см, α - половина угла ротации источника излучения, предварительно определяют скорость ротации источника ионизирующего излучения по отношению замеренной и требуемой поглощенных доз, при этом замеренную поглощенную дозу устанавливают при ротации источника излучения вокруг фантома, моделирующего размеры пациента, со скоростью 1 град/с, а над пациентом располагают поглотитель ионизирующего излучения переменной толщины D, которую определяют по формуле , где РИО - расстояние между источником ионизирующего излучения и изоцентром ротации, см; X - расстояние от центра пациента на продольной оси до пересекающей ее плоскости, в которой определяют толщину, см; μ - линейный коэффициент ослабления материала фильтра.

Известны способы подвижного ротационного облучения ряда локализаций с выведением целевой точки в изоцентр ротации [The Radiotherapy of Malignant Disease, Springer-Ver., 1985, p. 20]. Однако эти способы решают задачу концентрирования поглощенной дозы лишь в выбранной целевой точке и не могут решить задачу тотального облучения тела пациента.

Предлагаемая в изобретении укладка пациента в плоскости вращаемого источника ионизирующего излучения вокруг изоцентра ротации и размещение его на расстоянии L
ниже изоцентра ротации, где A - рост пациента, см, α - половина угла ротации источника, позволяет проводить тотальное облучение тела пациента любого роста в стандартном кабинете для лучевой терапии с ротационным источником ионизирующего излучения. Расстояние L найдено расчетным путем и зависит от роста пациента и начального и конечного углов ротации.

Определение скорости ротации источника ионизирующего излучения производят по отношению замеренной и требуемой поглощенных доз, причем замеренная поглощенная доза определяется при ротации источника излучения вокруг фантома, моделирующего размеры пациента, со скоростью 1 град/с.

Расположение над пациентом поглотителя ионизирующего излучения переменной толщины D, определяемой по формуле

где РИО - расстояние между источником ионизирующего излучения и изоцентром ротации, см; X - расстояние от центра пациента на продольной оси до пересекающей ее плоскости, в которой определяют толщину, см; μ - линейный коэффициент ослабления материала фильтра, делает равномерным распределение ионизирующего излучения в пределах тела пациента и, следовательно, наиболее равномерное распределение поглощенной дозы по телу пациента, что является основной задачей тотального облучения.

Сущность способа заключается в следующем.

Для проведения сеанса лучевой терапии пациента укладывают на лечебный стол стандартного ротационного источника ионизирующего излучения, например РОКУС-М, в положении "на спине" таким образом, что продольная ось тела пациента располагается в плоскости ротации источника. Стол вместе с пациентом устанавливают ниже изоцентра источника на расстоянии L, зависящем от роста пациента и рассчитываемым по формуле
,
где A - рост пациента, см; α - половина угла ротации источника.

Начальный и конечный углы ротации источника излучения выбираются как правило +/-60^o, тогда, например, при росте пациента в 2 м необходимо установить расстояние от изоцентра до пациента в 57,7 см.

Над пациентом устанавливается поглотитель ионизирующего излучения толщиной D, определяемой по формуле

где РИО - расстояние между источником ионизирующего излучения и изоцентром ротации, см; X - расстояние от центра пациента на продольной оси до пересекающей ее плоскости, в которой определяют толщину, см; μ - линейный коэффициент ослабления материала фильтра.

Поглотитель изготовлен из полиэтилена (плотность ρ =0,95 г/см) и его толщина, вычисляемая по формуле, приведенной выше, например, для излучения гамма- аппарата РОКУС-М:
μ = 0,06571/см
для X=0 (центр пациента),
при росте пациента A= 2 м и выбранными ранее L=57,7 cм, РИО=75 см получим толщину поглотителя, см

Для определения скорости ротации перед сеансом лучевой терапии на место пациента устанавливается водный фантом размером 2000х300х300 мм³. Вода наливается до уровня, равного передне-заднему размеру пациента, датчик дозиметра устанавливается в центре фантома на половине передне-заднего размера. Затем проводится ротация источника со скоростью ω=1 град/с. Замеряется поглощенная доза за время прохождения источника от начального до конечного угла ротации. Для выбранного ранее пациента ростом 2 м и передне-заднем размером 23 см для используемого источника РОКУС-М поглощенная доза составила 0.044 Гр.

Если половина заданной поглощенной дозы составляет 0.05 Гр, то ω = 0.044/0.05=0.88 град/с.

Результаты измерений распределения поглощенной дозы по телу пациента приведены в таблице.

Как видно из данных таблицы, фантомные измерения показали, что неравномерность распределения поглощенной дозы не превышает +/- 3%.

После определения требуемой скорости ротации пациент укладывается на ранее определенное расстояние от изоцентра ротации и проводится лучевая терапия. При этом отпускается половина требуемой дозы на срединную линию тела пациента. Затем пациент переворачивается в положение "на животе" и процедура повторяется.

Предлагаемый способ по сравнению с известными имеет ряд существенных преимуществ:
1) позволяет проводить тотальное облучение тела пациента в любом стандартном помещении для лучевой терапии с ротационным гамма-аппаратом, в то время как другие известные требуют помещений больших размеров или специального оборудования в виде стола-тележки;
2) позволяет проводить тотальное облучение с равномерностью распределения поглощенной дозы +1/-3%, в то время как известные способы создают равномерность не более +1/-5%.

Способ разработан в Центральном научно-исследовательском рентгено-радиологическом институте Минздрава РФ и прошел клиническую апробацию у 8 пациентов с раком легкого и 4-х с опухолями головного мозга. Во всех случаях достигнут положительный результат в виде стабилизации процесса.

Формула изобретения

Способ тотального облучения тела пациента, размещенного на лечебном столе, источником ионизирующего излучения, отличающийся тем, что пациента укладывают в плоскости ротации источника ионизирующего излучения, вращаемого вокруг изоцентра ротации, размещают на расстоянии

ниже изоцентра ротации,
где А - рост пациента, см;
α - половина угла ротации источника излучения,
предварительно определяют скорость ротации источника ионизирующего излучения по отношению замеренной и требуемой поглощенных доз, при этом замеренную поглощенную дозу устанавливают при ротации источника излучения вокруг фантома, моделирующего размеры пациента, со скоростью 1 град/с, а над пациентом располагают поглотитель ионизирующего излучения переменной толщины D, которую определяют по формуле

где РИО - расстояние между источником ионизирующего излучения и изоцентром ротации, см;
Х - расстояние от центра пациента на продольной оси до пересекающей ее плоскости, в которой определяют толщину, см;
μ - линейный коэффициент ослабления материала фильтра.

РИСУНКИ

Рисунок 1