Назад к списку
30 августа 2017

Проведение ежедневных замеров системы сканирования карандашным пучком в протонной терапии является необходимым для контроля качества, особенно если центр имеет несколько лечебных помещений гентри. С учетом этого команда медицинских физиков и дозиметристов в Тренто, Италия разработали фантом и процедуру контроля качества, которая позволяет получать и анализировать определенные данные за 20 минут для каждого гентри. Система малозатратная: фантом изготавливается своими силами с использованием только одного закупаемого устройства.

До того, как была внедрена новая разработка, команда из медицинского центра Centro di Protonterapia of the Azienda Provinciale per i Servizi Sanitari (APSS) использовала для выполнения ежедневной процедуры контроля качества три покупных устройства и фантом. Сам процесс верификации единственной комнаты гентри занимал 40-45 минут. После того, как в центре протонной терапии появилось второе помещение гентри, ведущий разработчик Никола Биззоччи с коллегами решили создать гораздо более дешевую, простую и быструю систему.

В устройстве используется детекторная матрица ионизационной камеры (MatriXX-PT от IBA Dosimetry) – единственная дорогостоящая деталь. Перед созданием фантома команда разработала и протестировала два прототипа SPREAD, с тем, чтобы наилучшим образом проверять позиционирование пятна, диапазон энергии и абсолютную дозу. Окончательный вариант разработки состоит из блоков полиметилакрилата с базовым объемом 24 x 24 x 29 см и весом приблизительно 5 кг. Идея, лежащая в основе конструкции, состоит в том, чтобы адаптировать характеристики пучка, проведя соответствующий анализ, к низкому разрешению детектора, объясняют авторы.

Фантом содержит две пары клиньев для тестирования пика Брэгга на разных глубинах, при этом получаемое изображение является транспозицией на поперечную плоскость глубинной дозы. Три блока с основаниями 8 х 8 см и высотами 4, 8 и 12 см используются для проверки позиционирования пятна и доставляемой дозы. Толщина этих блоков позволяет распределить одиночное пятно и приспособить профиль Гаусса к детектору с малым разрешением.

Разработчики доставляют два поля на фантом SPREAD. Первое имеет 12 схем моноэнергетических пятен для проверки диапазона действия, положения и контроля пучка. Второе поле предназначено для измерения абсолютной дозы.

Команда подчеркивает, что для правильной работы ионизационная камера должна устанавливаться с точностью до долей миллиметра в одинаковом положении каждый день, для чего применяется металлический стержень в качестве направляющей. С помощью лазера перекрестье измерительного устройства устанавливается на изоцентр, делается рентгеновский снимок, а затем положение конструкции корректируется таким образом, чтобы остаточная ошибка позиционирования была в пределах 0.3 мм. После этого фантом SPREAD помещается в ионизационную камеру, крепится двумя пластиковыми стержнями, встроенными в сам фантом как направляющие.

Специальные дозиметры измеряют диапазон действия, положение и форму пятна, а также абсолютную дозу, и сразу же после этого первое поле доставляется на фантом SPREAD для получения контрольного (идеального) измерения.

Исследователи тестировали точность своего изобретения в течение 30 дней. Они специально проверили, будет ли система демонстрировать ошибки при позиционировании пятна свыше 1 мм, при измерении диапазона действия – свыше 2 мм, а также – погрешности пятна больше 10%.

Данные, полученные за год использования, показали высокую стабильность и надежность в плане постоянства диапазона действия, точности позиционирования и воспроизводимости пятна. Команда исследователей сообщила, что за 35-дневный период стандартное отклонение диапазона действия было меньше 0.1%, распределение ошибок положения пятна всегда было в пределах допустимого значения (±1.0 mm) и усредненное стандартное отклонение не превышало 0.08% среднего значения, с максимальным отклонением 0.42% в единичных случаях.

Медицинский физик Франческо Фраччиолла, участвовавший в разработке фантома SPREAD, сказал веб-изданию medicalphysicsweb, что у них ушло приблизительно шесть месяцев на разработку аппаратной части и программного обеспечения фантома. Коллеги, посетившие APSS, проявили интерес к устройству и его использованию в их собственных центрах протонной терапии.

Источник: http://medicalphysicsweb.org/cws/article/research/69722

Назад к списку