Скачать электронную версию статьи (в свободном доступе).
Цель: Анализ потенциальных столкновений с телом пациента элементов терапевтического комплекса на базе линейных
ускорителей электронов (ЛУЭ) с помощью системы виртуальной визуализации лучевой терапии (ВВЛТ).
Материал и методы: Исследование проводилось в системе виртуальной визуализации лучевой
терапии, при котором оценивались допустимые положения элементов комплекса ЛУЭ (положение головной части ЛУЭ при
определенном угле гантри и терапевтического стола) не приводящие к столкновению с пациентом. Система является
программным обеспечением симуляции радиотерапевтических процедур. Для анализа было выбрано 7 моделей терапевтических ЛУЭ
(производителей Varian, Elekta и Siemens) и 4 модели пациентов при различных локализациях (опухоль предстательной железы,
опухоль легких, опухоль молочной железы, опухоль головы и шеи) с соответствующим набором иммобилизирующих устройств.
Результаты: Результаты представлены в виде графиков критического значения угла поворота
гантри при различных поперечных и вертикальных смещениях терапевтического стола для каждой локализации.
В случае рака лёгких установлено, что при поперечном смещении стола на
10 см от начального положения (положение, при котором модель пациента центрировалась относительно изоцентра ЛУЭ)
разница в углах поворота гантри, при которых происходит столкновение, составляет 15°. Столкновения на ЛУЭ Elekta
происходят при значениях угла гантри равным 90°, на Varian CX и iX – при 96°, на Varian TrueBeam – при 105°.
При увеличении высоты стола
на 10 см разница увеличивается до 20° с сохранением статистики проходимости между ускорителями. В целом, увеличение
поперечного смещения или подъема стола приводит к сокращению
допустимого диапазона вращения гантри до столкновения для всех моделей ускорителей.
Заключение: На основе экспериментального моделирования с помощью системы ВВЛТ получеы значения критического угла
поворота гантри при поперечных и вертикальных смещениях терапевтического стола. Полученные результаты могут быть
использованы для разработки алгоритмов предотвращения столкновений, улучшая тем самым безопасность процедур лучевой терапии,
позволяя более точно прогнозировать и избегать возможных препятствий в ходе лечения.
Ключевые слова: лучевая терапия, терапевтический линейный ускоритель электронов, виртуальная визуализация лучевой терапии, устройства иммобилизации, поворот гантри, критический угол
Purpose: Analysis of potential collisions of elements of the therapeutic complex with the patient on the
basis of linear electron accelerator (LEA) using the system of virtual visualization of radiation therapy (VVLT).
Material and methods: The research was conducted in the system of virtual visualization of radiation
therapy, in which the acceptable positions of the elements of the LEA complex (position of the head part
of the LEA at a certain gantry angle and of the therapy table) that do not lead to patient collision were
evaluated. The system is a simulation software for radiotherapy procedures. Seven models of therapeutic LEAs
(manufacturers Varian, Elekta and Siemens) and 4 patient models of different localizations
(prostate tumor, lung tumor, breast tumor, head and neck tumor) with an appropriate set of immobilizing devices
were selected for the analysis.
Results: The results are presented in the form of graphs of the critical value of the gantry rotation angle
at different transverse and vertical displacements of the therapy table for each localization. In the case
of lung cancer, it was found that a transverse displacement of the table by 10 cm from the initial position
(the position at which the patient model was centered relative to the isocenter of the LEA) resulted
in a 15° difference in the gantry rotation angles at which collisions occur. Collisions occur at 90° on
Elekta LEA, on Varian CX and iX at 96°, and on Varian TrueBeam at 105°. When the table height is
increased by 10 cm, the difference increases to 20° with the same statistics for the transversal bias between
linear accelerators. In general, increasing the lateral offset or table elevation results in a reduced
range of gantry rotation before collision for all LEA models.
Conclusion: Based on experimental simulation using the VVLT system, the values of the critical gantry
rotation angle at transverse and vertical displacements of the therapy table were obtained. The obtained results
can be used to develop collision prevention algorithms, thus improving the safety of radiation therapy procedures,
allowing more accurate prediction and avoidance of possible obstacles during treatment.
Key words: radiation therapy, therapeutic linear electron accelerator, virtual visualization of radiation therapy, immobilization devices, gantry rotation, critical angle
DOI: 10.52775/1810-200X-2024-103-3-36-45