EA038210B1 - Устройство интраоперационной лучевой терапии для лечения онкологических больных - Google Patents
Устройство интраоперационной лучевой терапии для лечения онкологических больных Download PDFInfo
- Publication number
- EA038210B1 EA038210B1 EA202091487A EA202091487A EA038210B1 EA 038210 B1 EA038210 B1 EA 038210B1 EA 202091487 A EA202091487 A EA 202091487A EA 202091487 A EA202091487 A EA 202091487A EA 038210 B1 EA038210 B1 EA 038210B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- iort
- particles
- radiation
- photons
- shield
- Prior art date
Links
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 title claims abstract description 34
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 title claims abstract description 17
- 238000011282 treatment Methods 0.000 title abstract description 12
- 238000002722 intraoperative radiotherapy Methods 0.000 title description 13
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 37
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 5
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 claims description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 claims description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 10
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 4
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 4
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 4
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 3
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 3
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 2
- 230000002759 chromosomal effect Effects 0.000 description 2
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 201000004384 Alopecia Diseases 0.000 description 1
- 230000005461 Bremsstrahlung Effects 0.000 description 1
- 101000823782 Homo sapiens Y-box-binding protein 3 Proteins 0.000 description 1
- 208000007660 Residual Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 208000002847 Surgical Wound Diseases 0.000 description 1
- 102100022221 Y-box-binding protein 3 Human genes 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 208000035269 cancer or benign tumor Diseases 0.000 description 1
- 230000032823 cell division Effects 0.000 description 1
- 210000004292 cytoskeleton Anatomy 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003211 malignant effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000001483 mobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009826 neoplastic cell growth Effects 0.000 description 1
- 210000004940 nucleus Anatomy 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 210000000920 organ at risk Anatomy 0.000 description 1
- 230000008288 physiological mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004393 prognosis Methods 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 210000004761 scalp Anatomy 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000004614 tumor growth Effects 0.000 description 1
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
- G21K1/10—Scattering devices; Absorbing devices; Ionising radiation filters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
- A61N2005/1089—Electrons
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N2005/1092—Details
- A61N2005/1094—Shielding, protecting against radiation
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Abstract
Устройство IORT (10) для лучевой терапии онкологических больных, содержащее источник частиц; ускоряющее устройство (11), которое направляет пучок (12) частиц на мишень (14) через аппликатор (15); рассеивающий фильтр (16), который позволяет поддерживать расстояние между источником частиц и мишенью (14) в диапазоне, совместимом с использованием устройств IORT (10) в стандартных операционных помещениях; и оптическую систему для коллимирования пучка (12) частиц, которая расположена между рассеивающим фильтром (16) и аппликатором (15), при этом оптическая коллимирующая система пучка частиц содержит первичный экран (17), сконфигурированный для экранирования излучения, создаваемого рассеивающим фильтром (16); вторичный экран (18), сконфигурированный для экранирования фотонов, генерируемых на первичном экране (17); и коллиматорное устройство (19), которое обеспечивает размещение контрольных камер (20).
Description
Настоящее изобретение относится, в общем, к устройству интраоперационной лучевой терапии (Intra-Operative Radio Therapy, IORT) для лечения онкологических больных.
Наиболее опасные болезни современности, несомненно, включают опухоли из-за высокой смертности от некоторых видов опухолей и сложности их лечения.
Опухоль или, конкретнее, новообразование или рак, если она злокачественная, состоит из класса болезней, характеризующихся неконтролируемым размножением некоторых клеток организма, которые перестают реагировать на физиологические механизмы контроля роста цитоскелета после повреждения их генетической структуры.
Для того чтобы стать опухолевой, клетка должна выйти из строя, то есть в системе, управляющей ее размножением, должна произойти ошибка; на самом деле, все раковые и предраковые клетки имеют очень обширные изменения в их хромосомном составе: количество хромосом, присутствующих в их ядре, изменяется, а сами хромосомы повреждены, многочисленны или отсутствуют.
Хромосомные изменения опухолевых клеток настолько серьезны и обширны, что свидетельствуют о том, что во всех случаях опухолей все раковые клетки являются потомками одной мутировававшей материнской клетки.
Этот случайный генетический хаос объясняет чрезвычайную изменчивость с точки зрения появления, эффектов, симптомов и прогноза многих форм рака, которые до сих пор известны.
Несмотря на наличие единого общего механизма возникновения, опухоли могут проявлять очень широкий спектр развитий и симптомов. Тем не менее, постоянным для всех из них является увеличение количества раковых клеток из-за более высокой скорости размножения клеток, что означает, что большее количество опухолевых клеток размножается, и меньшее количество из них погибает, в то время как те, которые выживают, продолжают размножение.
Рост опухоли обычно следует по закону геометрической прогрессии: вначале он очень медленный, но ускоряется с увеличением массы опухоли. Критический размер опухоли составляет приблизительно один кубический сантиметр: как только она достигнет такого размера, опухоль начинает очень быстро расти и вызывать начальные симптомы, и ее можно обнаружить при медицинских осмотрах и анализах.
Тем не менее, часто начальные симптомы игнорируются или недооцениваются.
Высокая скорость размножения раковых клеток обусловливает необходимость лечения этого заболевания как можно скорее и максимально эффективно, то есть необходимо устранение с максимально возможной степенью достоверности всех пораженных клеток, поскольку, как уже сказано, опухоль может развиваться и, следовательно, возвращаться, даже из одной мутировавшей клетки.
Наиболее широко известным лечением рака является хирургия. При этом, если возможно, предпринимаются попытки удалить то, что определяется как пораженная опухолевая масса, то есть множество мутировавших клеток и то, что их окружает. Такой метод лечения не всегда применим или, когда он используется, не всегда достаточен для обеспечения желаемого результата. На самом деле невозможно узнать, повлияла ли опухоль на окружающие или соседние клетки, которые кажутся здоровыми; более того, возможно, что сама операция приведет к распространению опухолевых клеток.
По этим причинам в сочетании или в качестве альтернативы хирургии используются также химиотерапия и лучевая терапия.
Лучевая терапия заключается в использовании ионизирующего излучения для облучения опухолевой ткани и/или ткани, прилегающей к неоплазии.
Химиотерапия использует специфическую чувствительность отдельных опухолей к определенным веществам, и для каждого пациента разрабатывается индивидуальная смесь из нескольких препаратов. Эта смесь почти всегда содержит один или несколько ингибиторов клеточного деления для предотвращения пролиферации клеток. Однако эти препараты вызывают некоторые серьезные и нежелательные побочные эффекты, такие как выпадение волос с головы и тела, затрагивающие пациентов, которые проходят химиотерапию.
Лучевая терапия также имеет нежелательные эффекты. Фактически, подобно химиотерапии, она значительно ослабляет организм и даже здоровые органы пациента подвержены ее непосредственным воздействиям, даже если только частично.
Поэтому в обоих случаях важно иметь возможность свести к минимуму их применение, чтобы избежать слишком сильных побочных эффектов.
В частности, интраоперационная лучевая терапия (IORT) состоит из облучения ложа опухоли или остаточной опухоли во время операции; этот метод позволяет минимизировать дозу, доставляемую в здоровую ткань, и, следовательно, максимизировать дозу, доставляемую в мишень, благодаря возможности вставки специальных экранов в операционную рану или возможности мобилизации здоровой ткани и/или органов, подвергающихся риску.
Технология IORT утвердилась в последние годы благодаря разработке мобильных ускорителей, предназначенных для проведения лечения непосредственно в операционном помещении. Одним из важных аспектов ускорителя для IORT является количество рассеянного излучения, производимого во время лечения в операционной.
Радиационная защита ускорителя для IORT определяет пределы его использования и, следователь- 1 038210 но, вместе с размерами и весом системы является ключевым элементом, обеспечивающим надежность инвестиций.
Фактически, максимальное количество процедур, которое может быть выполнено в заданный интервал времени, ограничено количеством рассеянного излучения, которому подвергаются операторы и окружающие.
Международные руководящие принципы, принятые на национальном уровне, взяты из документа Structural Shielding Design and Evaluation for Megavoltage X- and Gamma Rays for Radiotherapy Facilities, NCRP REPORT 151, 2007 (Проектирование и оценка структурного экранирования для мегавольтных рентгеновских и гамма-лучей для оборудования для лучевой терапии, ДОКЛАД 151 Национального совета по радиационной защите и измерениям США (National Council on Radiation Protection and Masurements, NCRP, 2007 г.)), устанавливающего максимальную дозу рассеянного излучения, равную 1 мЗв/год, воздействию которой население может подвергаться; этот предел также указан как 20 мкЗв/неделя.
Следовательно, параметром, который определяет эффективность ускорителя с точки зрения радиационной защиты, является отношение рассеянного излучения, измеренного на заранее заданном расстоянии, к величине дозы, доставляемой к мишени; чем ниже этот параметр, измеряемый в мкЗв/Гр, тем выше величина доставляемой дозы и, следовательно, тем больше число процедур, которые могут быть выполнены.
Однако в случае ускорителя, предназначенного для интраоперационной лучевой терапии, который работает в стандартной операционном помещении, необходимо учитывать рассеянное излучение во всем окружающем пространстве (делится на области, обозначенные как 1, 2 и 3 на фиг. 1, которые соответственно представляют собой верхнюю плоскость, плоскость установки и нижнюю плоскость) и, следовательно, должно быть установлено максимальное значение рассеянного излучения (обычно обозначаемое как горячая точка); значение этой горячей точки определяет максимальную величину дозы, доставляемой за установленный интервал времени.
Например, если горячая точка обеспечивает значение 0,2 мкЗв/Гр в нижней плоскости 3, а максимальное значение радиации за неделю установлено на уровне 20 мкЗв/неделя , то максимальная величина доставляемой дозы определяется как 20 мкЗв/неделя, деленное на 0,2 мкЗв/Гр, то есть 100 Гр/неделя.
Еженедельная рабочая нагрузка определяется минимальным значением рабочих нагрузок в разных точках.
Принимая все это во внимание, традиционные стратегии проектирования и методы конструирования в настоящее время не позволяют производить специальный ускоритель весом менее 600 кг, который имеет минимальные значения рассеянного излучения, подходящие для установления условий, которые позволяют проводить более 5 процедур в неделю в вышеупомянутом стандартном операционном помещении.
Следовательно, главная цель данного изобретения состоит в том, чтобы преодолеть вышеупомянутые недостатки предшествующего уровня техники и, в частности, предложить устройство лучевой терапии для лечения онкологических больных, которое позволяет уменьшить рассеянное излучение во всех областях стандартного операционного помещения.
Другой целью данного изобретения является создание устройства для лучевой терапии для лечения онкологических больных, которое позволяет минимизировать рассеянное излучение как в плоскости пациента, так и в плоскостях ниже и выше, сохраняя размеры и вес, абсолютно совместимые с размерами устройства традиционного типа, работающего в стандартном операционном помещении.
Эти и другие цели достигаются с помощью устройства для лучевой терапии онкологических больных согласно п. 1 прилагаемой формулы изобретения.
Другие технические характеристики устройства для лучевой терапии согласно изобретению изложены в других зависимых пунктах формулы изобретения.
Данное изобретение предлагает, начиная с выявления проблемы, высоко инновационное решение, которое позволяет минимизировать рассеянное излучение во всем пространстве, окружающем устройство в стандартном операционном помещении, сохраняя при этом размеры и вес устройства сравнимыми с размером и весом машины традиционного типа.
Другие структурные и функциональные особенности данного изобретения и связанные с ним преимущества по сравнению с предшествующим уровнем техники будут более очевидны из последующего описания, приводимого со ссылкой на пример и предпочтительную неограничивающую форму осуществления устройства для лучевой терапии онкологических больных согласно данному изобретению, проиллюстрированную на прилагаемых чертежах, на которых:
фиг. 1 представляет собой схематический вид стандартного операционного помещения, разделенного на область установки устройства для лучевой терапии согласно данному изобретению, а также область выше нее и область ниже ее;
фиг. 2 представляет собой схематический вид сбоку устройства для лучевой терапии онкологических больных согласно изобретению;
фиг. 3 показывает геометрия экрана, используемого в устройстве для лучевой терапии согласно
- 2 038210 данному изобретению;
фиг. 4 представляет собой схематический вид различных компонентов излучения утечки из устройства для лучевой терапии;
фиг. 5 представляет собой частичное поперечное сечение устройства для лучевой терапии согласно изобретению, иллюстрирующее экранирующие системы.
Со ссылкой на прилагаемые фигуры, излучение, генерируемое устройством IORT 10 для лучевой терапии и рассеиваемое в областях 1, 2 и 3 стандартного операционного помещения, может согласно известным публикациям (таким как документ Structural Shielding Design and Evaluation for Megavoltage Xand Gamma Rays for Radiotherapy Facilities, NCRP REPORT 151, 2007) происходить из пяти различных источников:
1) рассеяние первичного пучка, даже если этот компонент отсутствует в случае устройств IORT для лучевой терапии, поскольку пучок коллимируется непосредственно и целиком на подлежащей лечению мишени, которая полностью поглощает его;
2) излучение утечки (Leakage Radiation, LR), то есть излучение рассеяния от ускорителя 11 устройства 10 для лучевой терапии;
3) рассеянное излучение от пациента 14 (Patient 14 Scatter Radiation PSR);
4) рассеянное излучение от стен (Wall Scatter Radiation, WSR), которое, в общем, в любой точке может быть выражено как сумма излучения утечки (LR) и рассеянного излучения от пациента (PSR), так что WSR представляет собой линейную комбинацию LR и PSR с коэффициентами, которые должны определяться точка за точкой (WSR = axLR + bxPSR);
5) вторичное излучение, которое является совершенно незначительным компонентом.
Одним из основных компонентов является рассеянное излучение 14 от пациента (PSR), то есть фотоны, генерируемые на мишени (пациенте 14) пучком 12 электронов, выходящим из ускорителя 11 устройства IORT 10, в результате процесса испускания тормозного излучения; это излучение имеет кардиоидное распределение, чрезвычайно интенсивное вдоль направления электронного пучка 12, и требует особого экранирования, так как оно не может быть ограничено каким-либо образом кроме экранирования. Это экранирование, само по себе известное, которое является идеальным компромиссом между эффективностью и весом, имеет структуру пирамиды, такую как обозначенная позицией 13 на прилагаемых фиг. 1, 2 и 3.
Следовательно, как уже описано, очевидно, что для уменьшения общего рассеянного излучения в различных областях 1, 2, 3 стандартного операционного помещения необходимо минимизировать излучение утечки (LR) из ускорителя 11 устройства IORT 10 для лучевой терапии.
В случае ускорителя 11 устройства IORT 10 для лучевой терапии излучение утечки LR является суммой четырех независимых компонентов (как подробно показано на прилагаемой фиг. 4):
так называемого обратного излучения LRB, вызванного рассеянием электронов на ускоряющей структуре 11 при инвертировании переменного электрического поля;
излучения утечки LRL из ускоряющей структуры 11, вызванного рассеянием между электронным пучком 12 и самой ускоряющей структурой (это происходит, если радиальная динамика электронного пучка не регулируется надлежащим образом);
излучения утечки LRSC, вызванного воздействием электронного пучка 12 на рассеивающий фильтр 16 ускорителя 11 (однако наличие рассеивающего фильтра 16 обусловлено необходимостью сохранения расстояния между источником и поверхностью мишени (Source-to-Surface Distance, SSD) в пределах диапазона, совместимого с использованием в стандартном операционном помещении (то есть, как правило, в пределах 70 см) и для обеспечения максимальной энергии 12 МэВ, чтобы обеспечить адекватную обработку мишени в технологии IORT (с максимальным изменением дозы в пределах 10% на мишени толщиной около 3,5 см);
излучения утечки LRA, вызванного рассеянием между электронным пучком 12 и аппликатором 15.
Ограничение излучений LRB, LRL и LRA может эффективно достигаться различными способами и с использованием известных методов, но до сих пор не было доступной системы, способной управлять излучением LRSC, создаваемым рассеивающим фильтром 16.
Данное изобретение решает эту проблему, предоставляя техническое решение, способное минимизировать эту величину.
Как уже указывалось, излучение рассеяния LRSC, создаваемое рассеивающим фильтром 16, является неизбежным фактором и должно быть надлежащим образом экранировано.
Решение состоит в том, чтобы разработать оптическую систему для коллимации электронного пучка 12, которая максимизирует пропускание электронов и в то же время способна экранировать фотоны, генерируемые рассеивающим фильтром 16; все это с учетом того факта, что максимальная энергия фотонов, образующихся в направлении пучка 12, равна энергии электронов, тогда как максимальная энергия фотонов, образующихся в плоскости, перпендикулярной направлению пучка 12, равна приблизительно одной четверти (например, в случае электронного пучка 12 с энергией, равной 12 МэВ, толщина слоя защитного материала, обеспечивающего десятикратное ослабление интенсивности рентгеновских лучей (Tenth Value Layer, TVL) по оси составляет 5 см, тогда как в перпендикулярной к ней плоскости состав- 3 038210 ляет 1,3 см).
Коллимирующая система, изготовленная в соответствии с настоящим изобретением, подробно показана на фиг. 5 и имеет:
рассеивающий фильтр 16, который предпочтительно выполнен из металлического материала с низким атомным номером (Z) и толщиной от 0,5 до 0,8 мм;
первичный экран 17, сконфигурированный для защиты от излучения, создаваемого рассеивающим фильтром 16;
вторичный экран 18, сконфигурированный для экранирования фотонов, созданных на первичном экране 17, полностью выполненный из материала, подходящего для экранирования фотонов, (такого как свинец и вольфрам), и сконфигурированный для перехвата всего лепестка, создаваемого на первичном экране, таким образом, чтобы соответственно ограничить создаваемые фотоны как на плоскости пациента, так и на нижней плоскости;
коллиматорное устройство 19, изготовленное из материала с низким атомным номером (Z) и обладающего высокой стойкостью к повреждениям от ионизирующих излучений (такой как Текапик (Tecapeek)), которое обеспечивает размещение контрольных камер 20.
В частности, первичный экран 17 имеет внутренний цилиндр 21, выполненный из материала с низким атомным номером (Z) и такой толщины, чтобы уменьшить энергию электронов, падающих на внешний цилиндр, по меньшей мере в 3 раза; в качестве примера, рассматривая 12 МэВ в качестве максимальной энергии электронов и политетрафторэтилен (PTFE) в качестве материала внутреннего цилиндра 21, максимальная энергия, падающая на стенки цилиндра 21, составляет приблизительно 7 МэВ, в то время как толщина политетрафторэтилена определяется, в первом приближении (CSDA), с использованием уравнения Хардера, ETH/E0=1-TH/Rp (где Rp - практический диапазон и ТН - толщина цилиндра 21, выполненного из политетрафторэтилена), что дает решение ТН>1,44 см.
Кроме того, первичный экран 17 имеет также внешний цилиндр 22, изготовленный из материала, подходящего для экранирования фотонов (такого как свинец или вольфрам), и имеющий общую толщину, равную по меньшей мере 2 TVL для пучка при угле 90°, то есть в рассматриваемом примере не менее 2,6 см при использовании свинца или 2 см при использовании вольфрама.
В частности, вторичный экран 18 имеет ряд проходных отверстий с такими диаметрами, чтобы обеспечить как оптимальный поток электронного пучка 12, так и адекватное экранирование фотонов, создаваемых рассеивающим фильтром 16 и концевой частью первичного экрана 17.
Кроме того, толщина вторичного экрана 18 равна по меньшей мере 1 TVL для пучка при угле 90°, то есть в рассмотренном примере, 1,3 см при использовании свинца или 1 см при использовании вольфрама.
Из описания очевидны характеристики устройства для лучевой терапии онкологических больных, которое является целью этого изобретения, а также его преимущества.
Наконец, очевидно, что рассматриваемое устройство может быть модифицировано и адаптировано несколькими способами, не отступая при этом от концепции изобретения, заявленной в прилагаемой формуле изобретения, и при практической реализации изобретения материалы, формы и размеры показанных деталей могут быть любого типа в соответствии с требованиями и могут быть заменены другими технически эквивалентными элементами.
Claims (8)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Устройство интраоперационной лучевой терапии (IORT) (10) для лучевой терапии онкологических больных, содержащее источник частиц; ускоряющее устройство (11), которое направляет пучок (12) частиц на мишень (14) через аппликатор (15); рассеивающий фильтр (16), который позволяет поддерживать расстояние между упомянутым источником частиц и упомянутой мишенью (14) в диапазоне, отвечающем требованиям использования упомянутого устройства IORT (10) в стандартных операционных помещениях, и который позволяет обеспечить максимальную энергию 12 МэВ, чтобы обеспечить подходящую терапию мишени (14); и оптическую систему для коллимации упомянутого пучка (12) частиц, которая расположена между рассеивающим фильтром (16) и аппликатором (15), отличающееся тем, что упомянутая оптическая система для коллимации пучка (12) частиц содержит первичный экран (17), выполненный с возможностью экранирования излучения, генерируемого рассеивающим фильтром (16); вторичный экран (18), выполненный с возможностью экранирования фотонов, генерируемых упомянутым первичным экраном (17); и коллиматорное устройство (19), которое обеспечивает размещение контрольных камер (20).
- 2. Устройство (10) по п.1, отличающееся тем, что рассеивающий фильтр (16) выполнен из металлического материала с низким атомным номером (Z).
- 3. Устройство (10) по меньшей мере по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что рассеивающий фильтр (16) имеет толщину в диапазоне от 0,5 до 0,8 мм.
- 4. Устройство (10) по меньшей мере по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что вторичный экран (18) полностью выполнен из материала, подходящего для экранирования фотонов, та-- 4 038210 кого как свинец и вольфрам, и выполнен с возможностью уменьшения создаваемых фотонов как в плоскости (14) мишени, так и в нижней плоскости.
- 5. Устройство (10) по меньшей мере по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что коллиматорное устройство (19) выполнено из материала с низким атомным номером (Z) и обладающего высокой стойкостью к повреждениям от ионизирующих излучений, такого как Текапик.
- 6. Устройство (10) по меньшей мере по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что первичный экран (17) имеет внешний цилиндр (22), выполненный из материала, подходящего для экранирования фотонов, такого как свинец или вольфрам, и имеет общую толщину, равную по меньшей мере двум слоям десятикратного ослабления для пучка при угле 90°; и внутренний цилиндр (21), изготовленный из материала с низким атомным номером (Z) и имеющий такую толщину, чтобы уменьшить энергию частиц, падающих на упомянутый внешний цилиндр (22), по меньшей мере в 3 раза.
- 7. Устройство IORT (10) по меньшей мере по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что вторичный экран (18) имеет ряд проходных отверстий с такими диаметрами, чтобы обеспечить достаточный поток упомянутого пучка (12) частиц и экранирование фотонов, создаваемых рассеивающим фильтром (16) и концевой частью первичного экрана (17).
- 8. Устройство IORT (10) по меньшей мере по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что толщина вторичного экрана (18) равна по меньшей мере одному слою десятикратного ослабления для пучка при угле 90°.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT201800001312A IT201800001312A1 (it) | 2018-01-18 | 2018-01-18 | Dispositivo iort per il trattamento radioterapico di malati oncologici |
| PCT/IT2019/050003 WO2019142217A1 (en) | 2018-01-18 | 2019-01-14 | Iort device for radiotherapy treatment of cancer patients |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA202091487A1 EA202091487A1 (ru) | 2020-09-08 |
| EA038210B1 true EA038210B1 (ru) | 2021-07-23 |
Family
ID=62002251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA202091487A EA038210B1 (ru) | 2018-01-18 | 2019-01-14 | Устройство интраоперационной лучевой терапии для лечения онкологических больных |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11185713B2 (ru) |
| EP (1) | EP3740281B1 (ru) |
| AU (1) | AU2019208563A1 (ru) |
| BR (1) | BR112020014382A2 (ru) |
| CA (1) | CA3087658A1 (ru) |
| DK (1) | DK3740281T3 (ru) |
| EA (1) | EA038210B1 (ru) |
| ES (1) | ES2902914T3 (ru) |
| IL (1) | IL276068B2 (ru) |
| IT (1) | IT201800001312A1 (ru) |
| MX (1) | MX2020007585A (ru) |
| PL (1) | PL3740281T3 (ru) |
| WO (1) | WO2019142217A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT202100021740A1 (it) * | 2021-08-11 | 2023-02-11 | S I T Sordina Iort Tech S P A | Dispositivo per il trattamento radioterapico |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110017920A1 (en) * | 2009-07-22 | 2011-01-27 | Intraop Medical Corporation | Method and system for electron beam applications |
| WO2014125516A1 (en) * | 2013-02-13 | 2014-08-21 | Sordina S.P.A. | Shielding device for radiation emitted by an electron accelerator |
| WO2014195986A1 (en) * | 2013-06-07 | 2014-12-11 | S.I.T. - Sordina Iort Technologies S.P.A. | Radiotherapy treatment device for cancer patients |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4359642A (en) * | 1980-07-14 | 1982-11-16 | Siemens Medical Laboratories, Inc. | Collimator assembly for an electron accelerator |
| JP5733725B2 (ja) * | 2008-10-08 | 2015-06-10 | ヘルムホルツ・ツェントルム・ミュンヒェン・ドイチェス・フォルシュンクスツェントルム・フューア・ゲズントハイト・ウント・ウムベルト（ゲーエムベーハー）Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ Ｚｅｎｔｒｕｍ ＭｕｅｎｃｈｅｎＤｅｕｔｓｃｈｅｓ Ｆｏｒｓｃｈｕｎｇｓｚｅｎｔｒｕｍ ｆｕｅｒ Ｇｅｓｕｎｄｈｅｉｔ ｕｎｄ Ｕｍｗｅｌｔ （ＧｍｂＨ） | 治療装置 |
| WO2012087129A1 (en) * | 2010-12-22 | 2012-06-28 | Nucletron Operations B.V. | A mobile x-ray unit |
| US10485993B2 (en) * | 2016-03-01 | 2019-11-26 | Intraop Medical Corporation | Low energy electron beam radiation system that generates electron beams with precisely controlled and adjustable penetration depth useful for therapeutic applications |
| US10525285B1 (en) * | 2018-08-06 | 2020-01-07 | Integrated Sensors, Llc | Ionizing-radiation beam monitoring system |
-
2018
- 2018-01-18 IT IT201800001312A patent/IT201800001312A1/it unknown
-
2019
- 2019-01-14 WO PCT/IT2019/050003 patent/WO2019142217A1/en unknown
- 2019-01-14 CA CA3087658A patent/CA3087658A1/en active Pending
- 2019-01-14 PL PL19702489T patent/PL3740281T3/pl unknown
- 2019-01-14 ES ES19702489T patent/ES2902914T3/es active Active
- 2019-01-14 EA EA202091487A patent/EA038210B1/ru unknown
- 2019-01-14 US US16/959,388 patent/US11185713B2/en active Active
- 2019-01-14 IL IL276068A patent/IL276068B2/en unknown
- 2019-01-14 BR BR112020014382-0A patent/BR112020014382A2/pt unknown
- 2019-01-14 EP EP19702489.6A patent/EP3740281B1/en active Active
- 2019-01-14 MX MX2020007585A patent/MX2020007585A/es unknown
- 2019-01-14 AU AU2019208563A patent/AU2019208563A1/en active Pending
- 2019-01-14 DK DK19702489.6T patent/DK3740281T3/da active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110017920A1 (en) * | 2009-07-22 | 2011-01-27 | Intraop Medical Corporation | Method and system for electron beam applications |
| WO2014125516A1 (en) * | 2013-02-13 | 2014-08-21 | Sordina S.P.A. | Shielding device for radiation emitted by an electron accelerator |
| WO2014195986A1 (en) * | 2013-06-07 | 2014-12-11 | S.I.T. - Sordina Iort Technologies S.P.A. | Radiotherapy treatment device for cancer patients |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR112020014382A2 (pt) | 2020-12-01 |
| IL276068B2 (en) | 2024-04-01 |
| EP3740281B1 (en) | 2021-10-27 |
| DK3740281T3 (da) | 2022-01-10 |
| CA3087658A1 (en) | 2019-07-25 |
| PL3740281T3 (pl) | 2022-02-21 |
| IL276068A (en) | 2020-08-31 |
| MX2020007585A (es) | 2020-11-18 |
| EA202091487A1 (ru) | 2020-09-08 |
| EP3740281A1 (en) | 2020-11-25 |
| WO2019142217A1 (en) | 2019-07-25 |
| US20210060356A1 (en) | 2021-03-04 |
| AU2019208563A1 (en) | 2020-07-23 |
| IT201800001312A1 (it) | 2019-07-18 |
| ES2902914T3 (es) | 2022-03-30 |
| IL276068B1 (en) | 2023-12-01 |
| US11185713B2 (en) | 2021-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wu et al. | On modern technical approaches of three-dimensional high-dose lattice radiotherapy (LRT) | |
| CN107485801B (zh) | 一种准直体和治疗头 | |
| KR20180120705A (ko) | 자기 공명 영상을 이용한 입자 치료 | |
| US11975216B2 (en) | Radiation treatment head and radiation treatment device | |
| JP7358368B2 (ja) | 癌治療向け電子放射体 | |
| US7346144B2 (en) | In vivo planning and treatment of cancer therapy | |
| US3917954A (en) | External x-ray beam flattening filter | |
| US10322300B2 (en) | Radiation shields for linac head and system | |
| JP2018179851A (ja) | 放射線遮蔽構造 | |
| US11185713B2 (en) | IORT device for radiotherapy treatment of cancer patients | |
| Di Lillo et al. | Synchrotron radiation external beam rotational radiotherapy of breast cancer: proof of principle | |
| KR20200032200A (ko) | 외과적으로 위치된 중성자 플럭스 활성화된 고에너지 치료성 하전 입자 생성 시스템 | |
| Mahmoudi et al. | Evaluation of the photon dose calculation accuracy in radiation therapy of malignant pleural mesothelioma | |
| Winiecki | Principles of radiation therapy | |
| Asadi et al. | Monte Carlo evaluation of the potential benefits of flattening filter free beams from the Oncor® clinical linear accelerator | |
| US9330803B2 (en) | Radiation therapy apparatus with an aperture assembly and associated methods | |
| Rahman et al. | Characteristics analysis of high energy external radiotherapy beams in water | |
| Akhtaruzzaman et al. | Dependence of tissue inhomogeneity correction factors on photon-beam energy | |
| JP2013520255A (ja) | Ｘ線で動作する医療機器並びに当該医療機器の作動方法 | |
| Fatimah et al. | Dosimetric evaluation of IMRT plan for homogenous and inhomogeneous medium using AAPM TG-119 protocol | |
| Meyer et al. | Monte Carlo Modelling of Proton Beams for Small Animal Irradiation | |
| JP2003079753A (ja) | 放射線治療装置 | |
| Zhang | Patient-Specific 3D Conformal Dose Modulator for Proton Beam Therapy | |
| Abd et al. | Radiation Therapy of Cancers, X-Ray Beams, Therapeutic Photon Beams, and Brachytherapy Application Techniques | |
| Eliade | RETROSPECTIVE ANALYSIS OF EPID IN-VIVO DOSIMETRY: CLASSIFICATION AND COMPARISON WITH MACHINE QA DATA |