Скачать электронную версию статьи (в свободном доступе).

English Abstract

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСТОЯНСТВА ВОДОЭКВИВАЛЕНТНОЙ ТОЛЩИНЫ СТОЛЕШНИЦ В ПРОТОННОЙ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ
С.А. Владимиркин, В.А. Киселев, А.М. Демидова, Ю.Д. Удалов, С.Е. Гриценко, А.А. Ораскина

Столы, используемые для укладки и позиционирования пациентов в протонной терапии, могут влиять на точность распределения дозы от лечебного пучка при лечении. Чтобы ограничить избыточное влияние на пробег протонов, необходимо знать определенную водоэквивалентную толщину (ВЭТ) столешницы и точно отражать ее в расчетах системы дозиметрического планирования (СДП). Представленный в данной статье метод базируется на разнице измеряемой глубины пробега протонного пучка, детектируемого многослойной ионизационной камерой и проходящего через столешницу и без нее. В исследовании использовался прикрепленный к нозлу модификатор пробега протонного пучка (range shifter, RS) известной ВЭТ для оценки столешниц до их ввода в клиническую эксплуатацию. Нозл представляет из себя систему доставки протонного пучка, состоящий из квадрупольных магнитов, ионизационных камер и рентгеновской трубки. Также были проведены КТ-исследования для оценки внутренней однородности тестируемых столешниц.
В рамках этого исследования оценивались несколько вставок деки kVue, Proton one (Qfix Systems, Avondale, PA). Результаты показывают, что вставки в значительной степени взаимозаменяемы для данного типа конструкции и использования RS во время лечения с углами гантри, при которых протонный пучок, проходя через столешницу, не влияет на ВЭТ столешниц, добавляя отклонение примерно 0,1 мм. Также было определено, что воспроизводимость метода определения ВЭТ имеет отклонение не более ±0,03 мм. Метод тестирования столешниц перед внедрением в клинический процесс протонной терапии, описанный в данной работе, также может быть применен и к другим системам иммобилизации пациента.

Ключевые слова: протонная терапия, столешница, водоэквивалентная толщина, переключатель диапазона, пик Брэгга

Реферат

VERIFICATION OF UNIFORMITY OF DOSIMETRIC CHARACTERISTICS OF COUCH TOPS FOR CLINICAL USE IN PROTON RADIATION THERAPY
S.A. Vladimirkin, V.A. Kiselev, A.M. Demidova, Yu.D. Udalov, S.E. Gritsenko, A.A. Oraskina

In proton therapy the couches used for patient positioning and alignment can affect the uncertainty in the dose distribution from the applied proton beam. In order to limit the additional uncertainty of the proton range, it is necessary to know the determined water equivalent thickness (WET) of the couch top and carefully reflect it in the calculations of the dosimetry planning system. The method presented in this article is based on the difference in the measured depth of the proton beam detected by the multilayer ionization chamber with the beam passing through the couch top and without passing through it. A range shifter (proton beam modifier) installed in the nozzle with the known WET for evaluating couch tops before commissioning was used in this research work. A nozzle is a proton beam delivery system consisting of quadrupole magnets, ionization chambers and an X-ray tube. CT scans were also acquired to evaluate the internal homogeneity of the test couch tops.
Several kVue couch inserts Proton one (Qfix Systems, Avondale, PA) were evaluated in this study. The results show that the inserts are largely interchangeable for this type of design and the use of the range shifter during treatment, using gantry angles with the proton beam passing through the couch top, does not affect its WET, adding a deflection of approximately 0.1 mm. It was also determined that the reproducibility of the WET determination method has a deviation less than ±0.03 mm. In conclusion, the described above method of couch top testing before commissioning in proton therapy can also be applied to other patient immobilization systems.

Key words: proton therapy, couch top, water equivalent thickness, range shifter, Bragg peak

DOI: 10.52775/1810-200X-2022-96-4-12-20