RU2228139C2 - Method for carrying out topometric examination before irradiation - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: method involves setting radiopaque mark on skin at the point of upper ear auricle tips-connecting line intersection with the sagittal median head plane. Patient head is positioned with the sagittal median head plane position taken into consideration so that the plane is to pass along table median line in perpendicular to its plane. Irradiation fields are calculated in horizontal plane passing over the upper ear auricle tips and radiopaque mark belonging thereto. Distances from irradiation fields boundaries to the horizontal and median sagittal head planes and the radiopaque mark. EFFECT: enabled reproduction of patient body arrangement in following radiation therapy sessions in comfortable patient pose; high accuracy of irradiation fields layout.

Description

Изобретение относится к области медицины, в частности к лучевой терапии, и предназначено для повышения точности разметки полей облучения головы.The invention relates to medicine, in particular to radiation therapy, and is intended to improve the accuracy of the marking of the radiation fields of the head.

Известен способ разметки полей облучения, основанный на анализе компьютерных томограмм или рентгенограмм, на которых обозначают опухолевый очаг, а основание мозга, срединная линия, средний мозг и мозжечок являются ориентирами для обозначения границ полей облучения [1].There is a method of marking the radiation fields, based on the analysis of computed tomograms or radiographs, which indicate the tumor site, and the base of the brain, the midline, midbrain and cerebellum are reference points for marking the boundaries of the radiation fields [1].

Однако известный способ не обеспечивает идентичности укладки пациента при проведении топометрии и при последующих сеансах лучевой терапии. Кроме того, избранные ориентиры не позволяют точно проецировать поля облучения на поверхность кожи больного.However, the known method does not ensure the identity of the laying of the patient during topometry and in subsequent sessions of radiation therapy. In addition, the selected landmarks do not allow to accurately project radiation fields onto the surface of the patient's skin.

Наиболее близким к заявляемому является способ [2], согласно которому на компьютерных томограммах очерчивают зону облучения, включающую опухоль и прилежащие ткани в определенном объеме, а к коже головы больного по костным ориентирам прикрепляют рентгеноконтрастную метку, приблизительно соответствующую проекции середины зоны облучения. В плоскости метки, а также выше и ниже нее выполняются компьютерные томограммы, на которых производят коррекцию зоны облучения. Входное поле облучения по костным ориентирам маркируют на коже пациента. В дальнейшем производят контроль полей облучения путем сопоставления компьютерных томограмм и рентгенограммы, на которой предварительно маркируют рентгеноконтрастные границы полей.Closest to the claimed one is the method [2], according to which the computed tomograms outline the irradiation zone, including the tumor and adjacent tissues in a certain volume, and attach a radiopaque mark, approximately corresponding to the projection of the middle of the irradiation zone, to the patient’s scalp using bone landmarks. In the label plane, as well as above and below it, computer tomograms are performed, on which the irradiation zone is corrected. The input field of radiation according to the bone landmarks are marked on the skin of the patient. Subsequently, the radiation fields are controlled by comparing computed tomograms and radiographs, on which the radiopaque boundaries of the fields are preliminarily marked.

При использовании указанных способов больного укладывают таким образом, чтобы плоскость физиологической горизонтали и срединная сагиттальная плоскость головы были перпендикулярны плоскости стола, а фронтальная плоскость - параллельна ей [3].Using these methods, the patient is laid in such a way that the physiological horizontal plane and the median sagittal plane of the head are perpendicular to the table plane, and the frontal plane is parallel to it [3].

Основным и наиболее существенным недостатком известных способов является то, что укладка головы пациента с учетом трех классических плоскостей (сагиттальной, фронтальной и плоскости физиологической горизонтали) приводит к вынужденному положению пациента и невозможности пребывания в неподвижном положении в течение продолжительного времени лучевой процедуры. Вследствие вынужденного положения головы также не достигается идентичность укладки и сопоставимость топометрических параметров и геометрического распределения дозы излучения во время проведения топометрии и при последующих сеансах лучевой терапии. Кроме того, использование в качестве ориентиров, с одной стороны, глубинных структур головы и пальпаторно определяемых костных выступов, с другой стороны, затрудняет маркировку полей облучения на поверхности кожи пациента и зачастую приводит к искажению их проекций и размеров.The main and most significant drawback of the known methods is that the laying of the patient’s head taking into account three classical planes (sagittal, frontal and physiological horizontal planes) leads to the patient's forced position and the inability to remain in a stationary position for a long time of the radiation procedure. Due to the forced position of the head, the styling identity and comparability of the topometric parameters and the geometric distribution of the radiation dose during topometry and subsequent radiation therapy sessions are also not achieved. In addition, the use of deep head structures and palpable bone protrusions as landmarks, on the one hand, on the other hand, makes it difficult to mark the radiation fields on the patient’s skin surface and often leads to distortion of their projections and sizes.

Целью предлагаемого способа является обеспечение точности разметки полей облучения и идентичности укладки головы во время проведения топометрии и последующих сеансов лучевой терапии.The aim of the proposed method is to ensure the accuracy of the marking of the radiation fields and the identity of the head laying during topometry and subsequent sessions of radiation therapy.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что укладку больного во время проведения топометрии и последующих сеансов лучевой терапии осуществляют по горизонтальной плоскости в положении головы, самостоятельно выбранном пациентом и удобном для него, а также в использовании легко доступных ориентиров для проецирования геометрических параметров “зоны интереса” на поверхность кожи больного, а именно: верхних краев ушных раковин и маркированной на коже ренттеноконтрастной метки, которую устанавливают на пересечении линии, соединяющей верхние края ушных раковин, и срединной сагиттальной плоскости головы. При проведении топометрии предлагаемым способом осуществляется расчет не только абсолютных размеров полей облучения, но и относительных - расстояний до горизонтальной плоскости начала отсчета, срединной сагиттальной линии головы, маркированной на поверхности кожи рентгеноконтрастной метки.The essence of the proposed method lies in the fact that the patient is laid during topometry and subsequent radiation therapy sessions on a horizontal plane in the head position, independently selected by the patient and convenient for him, as well as in the use of easily accessible landmarks for projecting geometric parameters of the “zone of interest” on the surface of the patient’s skin, namely: the upper edges of the auricles and the radiopaque mark marked on the skin, which is installed at the intersection of the line, connect yayuschey upper edges of the ears, and the median sagittal plane of the head. When conducting topometry by the proposed method, not only the absolute sizes of the radiation fields are calculated, but also the relative ones - the distances to the horizontal reference plane, the median sagittal line of the head, marked on the skin surface of the radiopaque mark.

Положительными эффектами заявляемого способа являются возможность воспроизводства укладки больного во время проведения топометрии и последующих сеансов лучевой терапии в удобном положении, выбираемом пациентом самостоятельно, и обеспечение точности при определении проекций “зоны интереса” на поверхность кожи больного по легко определяемым, поверхностно расположенным и доступным зрительной визуализации одновременно на компьютерных томограммах и коже линиям и точкам, а не глубинным структурам головы или подкожно расположенным костным выступам.The positive effects of the proposed method are the ability to reproduce the patient’s styling during topometry and subsequent radiation therapy sessions in a convenient position chosen by the patient independently, and ensuring accuracy in determining the projections of the “zone of interest” on the patient’s skin surface using easily identifiable, superficially located and accessible visual imaging simultaneously on computer tomograms and skin lines and points, rather than the deep structures of the head or subcutaneously located to to the protrusions.

Предлагаемый способ предлучевой топометрии области головы соответствует критерию “новизна”, так как в отличие от прототипа имеет следующие отличительные признаки:The proposed method of preradiation topometry of the head region meets the criterion of “novelty”, since, unlike the prototype, it has the following distinctive features:

- процесс укладки пациента для выполнения топометрии и проведения последующих сеансов лучевой терапии осуществляют с учетом только одной плоскости - срединной сагиттальной, а положение других плоскостей пациент выбирает самостоятельно, что упрощает и оптимизирует эту процедуру;- the process of laying the patient to perform topometry and subsequent sessions of radiation therapy is carried out taking into account only one plane - the median sagittal, and the patient selects the position of the other planes independently, which simplifies and optimizes this procedure;

- расчет геометрических параметров полей облучения производят от горизонтальной плоскости на компьютерных томограммах, выполненных в указанной укладке пациента;- the calculation of the geometric parameters of the irradiation fields is performed from a horizontal plane on computer tomograms made in the specified patient’s installation;

- горизонтальную плоскость определяют по визуализируемым одновременно на компьютерных томограммах и поверхности кожи пациента ориентирам, в то же время неизмененным и легко воспроизводимым у каждого конкретного пациента, а именно:- the horizontal plane is determined by landmarks visualized simultaneously on computed tomograms and the skin surface of the patient, at the same time unchanged and easily reproduced in each individual patient, namely:

верхним краям ушных раковин и маркированной на поверхности кожи рентгеноконтрастной метке;the upper edges of the auricles and the radiopaque mark marked on the surface of the skin;

- рентгеноконтрастную метку, маркируемую на коже пациента, устанавливают на пересечении линии, соединяющей верхние края ушных раковин, и срединной сагиттальной плоскости головы;- a radiopaque mark marked on the patient’s skin is set at the intersection of the line connecting the upper edges of the auricles and the median sagittal plane of the head;

- помимо абсолютных, также производят расчет и относительных размеров облучаемой мишени, что позволяет обеспечить точную маркировку полей облучения на коже головы.- in addition to the absolute ones, the relative sizes of the irradiated target are also calculated, which allows for accurate marking of the radiation fields on the scalp.

Способ предлучевой топометрии по компьютерным томограммам известен в медицине, но благодаря наличию указанных отличительных признаков и последовательности их применения в заявляемом способе можно сделать вывод о его соответствии изобретательскому уровню.The method of preradiation topometry by computed tomograms is known in medicine, but due to the presence of these distinctive features and the sequence of their application in the inventive method, we can conclude that it corresponds to the inventive step.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Больного укладывают в положении, при котором он самостоятельно выбирает удобное для себя положение головы, при этом срединная сагиттальная плоскость головы проходит вдоль срединной линии стола перпендикулярно его плоскости. По световому центратору устанавливают линию, соединяющую верхние края ушных раковин. Точку пересечения этой линии и срединной сагиттальной плоскости обозначают на коже маркером. В проекции этой точки прикрепляют рентгеноконтрастную метку. Плоскость, проходящую через рентгеноконтрастную метку и верхние края ушных раковин, обозначают как горизонтальную плоскость. Далее производят компьютерно-томографическое сканирование через весь объем заинтересованной анатомической зоны, при этом один из сканов проходит через рентгеноконтрастную метку и совпадает с горизонтальной плоскостью, а плоскости всех сканов - параллельны ей. После этого осуществляют анализ серии компьютерных томограмм и определяют размеры зоны облучения по расстоянию от верхней и нижней границ зоны облучения до горизонтальной плоскости. Глубину залегания передней и задней границ зоны облучения определяют путем восстановления перпендикуляров от передней и задней границ зоны облучения к срединной сагиттальной плоскости головы и последующего измерения расстояния от точек пересечения перпендикуляров со срединной сагиттальной плоскостью головы до точки пересечения срединной сагиттальной плоскости и кожи головы. После этого измеряют кратчайшее расстояние от левой и правой границ зоны облучения до срединной сагиттальной плоскости головы. Затем определяют поперечные размеры головы на уровне передней, задней границ зоны облучения и ее геометрического центра, а также переднезадний размер головы. При выполнении сеансов лучевой терапии укладку пациента осуществляют в соответствии с описанным способом.The proposed method is as follows. The patient is placed in a position in which he independently chooses a head position convenient for himself, while the median sagittal plane of the head runs along the median line of the table perpendicular to its plane. On the light centralizer establish a line connecting the upper edges of the auricles. The intersection point of this line and the median sagittal plane is indicated on the skin with a marker. A radiopaque mark is attached to the projection of this point. The plane passing through the radiopaque mark and the upper edges of the auricles are designated as a horizontal plane. Next, computed tomographic scanning is performed through the entire volume of the anatomical zone concerned, while one of the scans passes through the radiopaque mark and coincides with the horizontal plane, and the planes of all scans are parallel to it. After that, a series of computer tomograms is analyzed and the size of the irradiation zone is determined by the distance from the upper and lower boundaries of the irradiation zone to the horizontal plane. The depth of the front and rear borders of the irradiation zone is determined by restoring the perpendiculars from the front and rear borders of the irradiation zone to the median sagittal plane of the head and then measuring the distance from the intersection points of the perpendiculars with the median sagittal plane of the head to the intersection point of the median sagittal plane and the scalp. After that, measure the shortest distance from the left and right borders of the irradiation zone to the median sagittal plane of the head. Then determine the transverse dimensions of the head at the level of the front, rear borders of the irradiation zone and its geometric center, as well as the anteroposterior size of the head. When performing radiation therapy sessions, the patient is laid in accordance with the described method.

Предлучевая топометрия новообразований головы предлагаемым способом у 28 больных позволяла в 82±2,6% случаях добиться совпадения полей при их проецировании на кожу пациентов, а также воспроизводства укладки во время выполнения топометрии и при последующих сеансах лучевой терапии, в то время как при использовании прототипа у 64 больных точность воспроизводства геометрических параметров облучения обеспечивалась лишь в 37±1,4% сеансов лучевой терапии (р<0,01).Preradiation topometry of head neoplasms of the proposed method in 28 patients made it possible in 82 ± 2.6% of cases to achieve coincidence of fields when they were projected onto the skin of patients, as well as reproduction of styling during topometry and subsequent sessions of radiation therapy, while using the prototype in 64 patients, the accuracy of reproducing the geometric parameters of radiation was provided only in 37 ± 1.4% of radiation therapy sessions (p <0.01).

Приводим клинические примеры использования прототипа (пример 1) и заявляемого способа (пример 2, 3).We present clinical examples of the use of the prototype (example 1) and the proposed method (example 2, 3).

Пример 1. Больной К., 53 лет. Клинический диагноз: мультиформная глиобластома левой лобно-височной области, состояние после нерадикального хирургического лечения. Размеры опухоли до операции оценивались по компьютерным томограммам - 39×43×45 мм. Поступил в для проведения паллиативного курса лучевой терапии. Произведена клиническая топометрия опухолевого очага согласно прототипу, при которой границы входного поля облучения проецировались на поверхность кожи пациента по костным ориентирам. В результате топометрии размеры входного поля составили 7×9 см, а запланированного при дозиметрических расчетах - 7×7,5 см. Регрессия опухоли после завершения лучевой терапии составила ~20%.Example 1. Patient K., 53 years old. Clinical diagnosis: multiforme glioblastoma of the left frontotemporal region, condition after non-radical surgical treatment. The size of the tumor before surgery was evaluated by computed tomograms - 39 × 43 × 45 mm. Enrolled in for a palliative course of radiation therapy. Clinical topometry of the tumor site was performed according to the prototype, in which the boundaries of the input radiation field were projected onto the surface of the patient’s skin along bone landmarks. As a result of the topometry, the size of the input field was 7 × 9 cm, and that planned for dosimetric calculations was 7 × 7.5 cm. Tumor regression after the completion of radiation therapy was ~ 20%.

Пример 2. Больная С., 5 лет. Клинический диагноз: астроцитома левого зрительного бугра. Оперативное лечение опухоли не показано. Дозиметрические расчеты и последующее лучевое лечение базировались на данных предлучевой топометрии, выполненной по предлагаемому способу. Лучевое лечение проводилось по трехпольной методике с использованием двух боковых и верхнего полей. Определение проекций всех полей на поверхность кожи осуществлялось по маркированной в области надпереносья метке, верхним краям ушных раковин, срединной сагиттальной плоскости головы. В результате было достигнуто совпадение размеров полей при проведении топометрии и последующей лучевой терапии, которое контролировалось по радиограммам, выполненным во время сеансов облучения. Размеры полей были соответственно 6±0,2 см × 8±0,3 см, 6±0,1 см × 8±0,3 см, 8±0,4 см × 8±0,3 см. По окончании курса лучевой терапии наблюдалась полная регрессия общемозговых симптомов и улучшение зрительных функций на фоне уменьшения размеров опухоли ~ на 70%, восстановления положения срединных структур мозга благодаря точности расчетов и идентичности укладки.Example 2. Patient S., 5 years old. Clinical diagnosis: astrocytoma of the left visual tubercle. Surgical treatment of the tumor is not indicated. Dosimetric calculations and subsequent radiation treatment were based on the data of preradiation topometry performed by the proposed method. Radiation treatment was carried out according to a three-field technique using two lateral and upper fields. The projection of all fields to the surface of the skin was determined by the mark marked in the area of the supra tolerance, the upper edges of the auricles, and the median sagittal plane of the head. As a result, a coincidence of the field sizes was achieved during the topometry and subsequent radiation therapy, which was monitored by radiograms performed during the irradiation sessions. The sizes of the fields were 6 ± 0.2 cm × 8 ± 0.3 cm, 6 ± 0.1 cm × 8 ± 0.3 cm, 8 ± 0.4 cm × 8 ± 0.3 cm, respectively. At the end of the radiation course of therapy, there was a complete regression of cerebral symptoms and an improvement in visual functions against a background of a decrease in tumor size ~ by 70%, restoration of the position of the median structures of the brain due to the accuracy of calculations and the identity of styling.

Пример 3. Больная Ш., 45 лет. Клинический диагноз: саркома решетчатого лабиринта с распространением в основную пазуху, преимущественно правую половину полости носа. Поступила на курс лучевой терапии. Проведена предлучевая топометрия на компьютерном томографе по заявляемому способу. Размечено переднее входное поле облучения, верхняя граница которого на 25 мм выше линии, проходящей через верхние края ушных раковин и метку на лбу пациента, нижняя граница - на 45 мм ниже этой линии, ширина поля – 35 мм, при этом, учитывая поражение преимущественно правых отделов полости носа, правая граница поля находилась от средней линии вправо - на 25 мм, левая влево - на 10 мм. Ограничение поля по ширине позволило исключить из зоны облучения глазные яблоки. Передняя граница поля залегала на 8 мм от поверхности кожи, задняя - на 83 мм и совпадала с задней стенкой основной пазухи. Контроль за совпадением размеров поля облучения осуществлялся по радиограммам. Размеры поля в течение всего курса лучевого лечения были 70±0,4 см × 35±0,2 см. После завершения лучевого лечения выполнена контрольная компьютерная томография: объем опухоли уменьшился не менее чем на 50%. Клинически: восстановилось носовое дыхание, уменьшились головные боли и локальные - в области правой гайморовой пазухи.Example 3. Patient W., 45 years old. Clinical diagnosis: sarcoma of the ethmoid labyrinth with spread to the main sinus, mainly the right half of the nasal cavity. Received a course of radiation therapy. Conducted preradiation topometry on a computed tomograph according to the claimed method. The front entrance radiation field is marked, the upper boundary of which is 25 mm above the line passing through the upper edges of the auricles and the mark on the patient's forehead, the lower boundary is 45 mm below this line, the field width is 35 mm, while taking into account the defeat mainly on the right departments of the nasal cavity, the right border of the field was 25 mm from the midline to the right - 25 mm, left - 10 mm. The limitation of the field in width allowed us to exclude eyeballs from the irradiation zone. The front border of the field lay 8 mm from the skin surface, the rear - 83 mm and coincided with the back wall of the main sinus. The coincidence of the size of the irradiation field was monitored by radiograms. The size of the field during the entire course of radiation treatment was 70 ± 0.4 cm × 35 ± 0.2 cm. After completion of radiation treatment, control computed tomography was performed: the tumor volume decreased by at least 50%. Clinically: nasal breathing was restored, headaches and local ones decreased in the region of the maxillary sinus.

Таким образом, применение предлагаемого способа предлучевой топометрии образований головы обеспечивает точность разметки полей облучения и идентичность укладки пациента во время проведения топометрии и последующих сеансов лучевой терапии.Thus, the application of the proposed method of preradiation topometry of the head formations ensures the accuracy of the marking of the radiation fields and the identity of the patient laying during the topometry and subsequent radiation therapy sessions.

ЛитератураLiterature

1. Лучевая терапия в лечении рака// Всемирная организация здравоохранения: Практическое руководство. - 2000, с.256-273.1. Radiation therapy in cancer treatment // World Health Organization: A Practical Guide. - 2000, p. 256-273.

2. Щербенко О.И., Зелинская Е.И., Пархоменко Р.А. и др. Оптимизация методик предлучевой подготовки и лучевой терапии при солидных опухолях у детей// Методические указания МЗ РФ №2000/147. - М., 2001, с.7-12.2. Scherbenko OI, Zelinskaya EI, Parkhomenko R.A. and others. Optimization of methods of preradiation preparation and radiation therapy for solid tumors in children // Methodical instructions of the Ministry of Health of the Russian Federation No. 2000/147. - M., 2001, p. 7-12.

3. Соколов В.М. Атлас укладок при выполнении рентгеновских снимков. - М., 1968, с.103.3. Sokolov V.M. Atlas of styling when performing x-rays. - M., 1968, p. 103.

Claims (1)

Способ предлучевой топометрии образований головы путем выполнения компьютерных томограмм в области накожной рентгеноконтрастной метки, отличающийся тем, что укладку головы больного проводят с учетом срединной сагиттальной плоскости, которая проходит вдоль срединной линии стола, перпендикулярно его плоскости, расчет полей облучения осуществляют по горизонтальной плоскости, проходящей через верхние края ушных раковин и рентгеноконтрастную метку, которую устанавливают на коже, на пересечении линии, соединяющей верхние края ушных раковин, и срединной сагиттальной плоскости головы, и выполняют расчет расстояний от границ полей облучения до горизонтальной, срединной сагиттальной плоскостей головы и рентгеноконтрастной метки.The method of preradiation topometry of the head formations by performing computed tomograms in the area of the cutaneous radiopaque mark, characterized in that the patient’s head is laid taking into account the median sagittal plane, which runs along the median line of the table, perpendicular to its plane, the calculation of the radiation fields is carried out along a horizontal plane passing through the upper edges of the auricles and the radiopaque mark, which is placed on the skin, at the intersection of the line connecting the upper edges of the ear cancers wines, and the median sagittal plane of the head, and perform calculation distances from the boundaries of radiation fields to the horizontal, the median sagittal plane of the head and radiopaque markers.