Способ определения дозного распределения в объекте

1 1 Ч 5/ 51 ЕН ицин,Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам 2) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ авторскому свидетельству(71) Научно-исследовательский институтинтроскопни Томского политехническогоинститута им.С.М.Кирова(56) Козлов А.П. Распределения дозмозного и электронного излучения медского бетатрона Б 5 М. Ленинград,с.24.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЗ ГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ОБЪЕКТЕ(57) Использование: в медицинской технике, а именно в радиологии для определения доз ного распределения в объекте. Сущность: устанавливают ряд номинальных энергией (Н. Э) ускорения электродов, больших и меньших номинально заданной, при котором диапазон отклонений дествительных энергией электронов (Д. Э. Э.) от Н. Э. в различные моменты времени перекрывают друг друга, при казщой Н. Э, направляют пучок электронов на фантом и облучают его, при облучении фантома непрерывно измеряют Д. Э. Э, в пучке и определяют соответствие в различные интервалы времени Д. Э, одному из узких и энергетических диапазонов, ширина которых меньше диапазона нестабильности Д. Э. при калщой Н. Э., одновременно рещстрируют дозы в частях фантома с различными координатами и среднюю дозу по газовому обьему ионизацион ной камеры- монитора дозы (Г. О. И. К, М. Д,), пространственно фиксированному относительМ облучаемой области поверхности фантома. Причем дозы регистрируют в виде совокупности отдельных дозиых вкладов, со(19) 343 (11) 1823 194 (1 З) А 1 зданных электронами пучка с измеренными энсргиямн из отдельных выделенных узких диапазонов, дозные вклады, созданыс в фантоме электронами с энергиями из каждого узкого диапазона, нормируют на соответствующие дозные вклады в Г. О. И, К, ОО М. Л. Затем устанавливают заданную Н, Э электронов в пучке, направляют пучокорган пациента и облучают его, При облучении органа пациента непрерывно измеряют энергию электронов в пучке в различные интервалы времени облучения, определяют соответственно в различные интервалы времени Д. Э. Э одному из узких энергетических диапазонов, регистрируют среднюю дозу по Г. О, И. К, М. Д пространственно фиксированному относительно облучаемой области поверхности ор- ) ф гана пациента таким ле образом, как при облучении фантома относительно облучаемой области поверхности фантома. Причем дозу регистрируют в виде совокупности отдельных дозных вкладов, созданных электронами пучка с измеренными энергиями из таких ае отдельных узких диапазонов энергий, которые были выделены при с"- лучении фантома, распределение дозы в облучаемом органе непрерывно определяют по нормированным распределениям дозы в фантом, соответствующим узким диапазонам энергий электронов, и по отдельным дозным вкладам, созданным в процессе облучения органа в выделенном газовом обьекте электронами с энергиями из отдельных узких диапазонов, а облучение прекращают нри равенстве дозы в заданной части объема облучаемого органа заданной дозы. Способ обеспечивает высокую точность определения дозы в различныхФормула изобретенияСПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЭНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ОБЪЕКТЕ1. Способ определения дозного распределения в объекте, заключающийся в установке номинальной энергии ускорения электронов, направлении пучка электронов на фантом и облучении его, с одновременной регистрацией дозы в частях фантома с различными координатами и средней дозы в газовом объеме ионизацион ной камеры-монитора дозы, пространственно фиксированном относительно облучаемой области поверхности фантома, нормировке дозы в фантоме на среднюю дозу в газовом объеме иониэацион ной камеры-монитора дозы, направлении пучка электронов на обьект и облучении его с регистрацией средней дозы в газовом обьеме ионизационной камеры-монитора дозы, пространственно фиксированном относительно облучаемой области обьекта таким же образом, как при облучении фантома с последующим определением распределения дозы в облучаемом обьекте, отличающийся тем, что, с целью повышения точности как при облучении фантома, так и при облучении обьекта, непрерывно измеряют энергию электронов в пучке и определяют принадлежность действительной энергии ускорения электронов одному из узких диапазонов энергии ускорения. ширина которых меньше диапазона нестабильности действительной энергии ускорения электронов при заданной номинальной энергии. при этом дозы регистрируют в виде совокупности отдельных дозных вкладов, созданных электронами пучка 10при измеренных энергиях ускорения из отдельных узких диапазонов энергии, нормированные распределения дозы в фантоме определяют по превышающим заданное значение дозным вкладам, со эданным электронами пучка отдельнопри измеренных энергиях ускорения иэ отдельных узких диапазонов энергии, а распределение дозы в обьекте определяют по совокупности соответствующих 20 узким диапазонам энергий нормированных распределений дозы в фантоме и средних дозных вкладов в газовом объеме ионизационной камеры-монитора дозы,2. Способ по п,1, отличающийсмтем, что облучение фантома при фиксированном положении калибровочной камеры проводят многократно пучками электронов при номинальных энергиях, которые меньше и больше номинальной заданной и диапазоны отклонений действительных энергий электронов от которых перекрывают друг друга.оставительехред М.Моргентал рушев орректор эктор Подписно Заказ 30 Тираж НПО "Поиск" Роспатента035, Москва, Ж, Раушская роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101з 1823194 областях облучаемого органа при использовании относительно малостабильного ускорителя, 1 3. и, ф - лы, 2 ил.Изобретение относится к медицинскойтехнике, а точнее к способам лучевои терапии электронным излучением,Цель изобретения - повышение точности, 5На фиг, 1 изображена схема реализациипредлагаемого способа; на фиг 2 - возможные распределения электронов, излученных ускорителем за время облучения попринадлежности к энергетическим спектрам при энергиях ускорения от Е до Е,+Е,в процессе облучения фантома (1,2) и пациента (и).При реализации предлагаемого способа используют устройство фиг, 1), содержащее электронный ускоритель 1, например,бегатрон, тубус, выполненныи из коллиматоров 2 и 3, ионизационную камеру -монитор дозы 4, калибровочный дозиметр 5 скалибровочной иониздционной камерой 6, 20фантом 7, устройство 8 координатного перемещения калибровочной иониздционнойкамеры в фантоме. устройство отключенияизлучения ускорителя 9, регулятор 10 номинальных энергий ускорения электронов, 25микроЭВМ 11.Датчик измерителя энергии ускоренныхэлектронов выполнен таким, как в известном облучающем устройстве, и содержитколлиматор 2 и коллиматор 12, тороидальную ионизационную камеру 13, расположенную против внешней поверхностиколлиматора 2 и поверхности торца коллиматора 12, и тороидальную ионизационнуюкамеру 14, расположенную против канала 35регистрации 15 коллиматорд 2,МикроЭВМ соединена устройствамисопряжения 16-22 с ионизационными камерами 13, 14, 4, калибровочным дозиметром5, устройством отключения излучения ускорителя 9, регулятором 10 номинальныхэнергий ускорения электронов.В течение периода после импульса излучения ускорителя аналого-цифровые преобразователи устройств сопряжения 45микроЭВМ с ионизационными камерамипреобразуют выходные сигналы ионизационных камер в цифровые коды, значениякоторых пропорциональны зарядам иониэа 50ции в рабочих объемах камер, По окончанию преобразований импульсные последовательности цифровых кодов измеренных сигналов поступают в оперативную память микроЭВМ.В зависимости от нестабильности сетевого электропитания нестабильность энергии электронов в пучке достигает 3-5 ф.Отношение выходных сигналов иониэационных камер 13 и 14 01 и 02 датчика энергии 01/02 является мерой энергии, позоолчющей отслежилдть энергию ускорениялек 1 ронод с точностью не хуже 0,2-0,3%.Измлри 1 ель с таким датчиком позволяетвыделить в пределах наибольшего возможного интервала нестабильности энергии ускорения бетатрона, равного 5, от 2 до 10узких сл 1 ежных энергетических интервалов,ограниченных энергиями Ео 1 и Е 11 сосредней энергетической шириной, равнойсоответственно 2,5-0,5. Границам узкихэнргет,1 ческих интервалов соответствуютграничные зндчения отношений,Нестабильность сетевого электропитания ускорителя при постоянной номинальной энергии ускорения вызывает случайныеизменения действительной энергии ускорения, что вызывает в свою очередь адекватные изменения отношения выходныхсигналов иониздционных камер датчика измерителя энергии,МикроЭВМ 11 определяет меру текущей действительной энергии электронов -отношение выходных сигналов ионизационных камер 13 и 14 и сравнивает его с граничными значениями, соответствующимиграницам смежных узких энергетическихинтервалов. При этом определяется узкийэнергетический интервал, которому соответствует текущее значение энергии электронов. Каждому узкому энергетическомуинтервалу запрограммирована пара соответствующих сумматоров.В режиме облучения фантома 7, задаваемом с пульта микроЭ ВМ 11, фантом 7 устанавливают в такое пространственноеположение относительно выходного торцатубуса-коллиматора, которое соответствуетпространственному положению облучаемого органа пациента в планируемом облучении.При переходе к очередному фиксированному пространственному положению калибровочной камеры 6 в фантоме 7 всесумматоры, соответствующие всем выделенным узким энергетическим интервалам,очищаются. Результат измерения выходного сигнала ионизационной камеры-мочитора дозы 4 и результат измерения выходногосигнала калибровочного диаметра 5 суммируются со значениями соответственно первого и второго сумматоров, которыесоответствуют узкому энергетическому интервалу, включающему значение текущейдействительной энергии, при которой былиполучены выходные сигналы ионизационной камеры-монитора дозы 4 и калибровочной камеры 6.Таким образом в процессе облученияфантома в первом сумматоре пары, соответствующей 1-му узкому энергетическому ин 1823194(Х, 1, 7вклада Ьо ) 1 ), создаваемогоЕ -Ео о вэлектронами пучка в объеме ионизационной камеры - монитора дозы 4, а во втором сумматоре пары - накапливается значение дозного вклада ЛОмф(Х 1,УД) Ео.Ео 1-1 измеряемого калибровочной камерой б и дозиметром 5 в фантоме 1 в окрестностях точки с координатами Х 1, У 1, Е 1, причем только при энергиях ускорения из узкого интерк)е , х, у, г ) : лв х у 2 гю )х, у . 2он ) ) ) е ) ) ) н ) ) ))Е оЕ Е аЕ Е аЕа а)а а аа а)а)15к(е , х, у, г )Значения " )е -е , вместе с координатами Х), У), Е/ и грайичными значениями меры энергии. соответствующими граничным энергии значениям Ео)-Е)о), записываются в постоянное запоминающее 20 устройство микроЭВМ 11, После этого мик- роЭВМ 11 через устройство сопряжения 20 посредством устройства 8 координатного перемещения калибровочной камеры 6 переводит калибровочную камеру 6 в новое пространственное положение, при котором проводятся те же операции, что и при предыдущем пространственном положении калибровочной камеры б. Совокупность всех записываемых в память микроЭВМк(е . х, у,г)1 представляетао ) )а а)набор калибровочных доэных распределений для узких энергетических интервалов в пределах интервала нестабильности энергии ускорения при номинальной энергии Еон.При переходе к облучению пациента ускоренными электронами при номинальной энергии Еон облучающее устройство устанавливают в такое положение, при котором пространственное положение выходного торца тубуса-коллиматора 3 относительно облучаемого органа соответствует планируемому, и с пульта микроЭВМ задают режим облучения, после чего сумматоры программы очищаются. После каждого импульса излучения микроЭВМ определяют меру текущей действительной энергии электронов и сравнивают его с граничными значениями, оответствующим границам смежных узких энергетических интервалов, При этом определяется узкий энергетический интервал ЕогЕог+1, которому соответствует текущее значение энергии электронов.Результат измерения выходного сигнала ионизационной камеры-монитора дозы 4 при текущей энергии, которой соотвЕтствует узкий энергетический интервалЕ Е, Лг)1. - .программно умог ога 25 30 40 45 50 55 ВаЛа Ео 1-Е)+), ПрИ ЭТОМ В друГИХ ПараХ СуМ- маторов и в другие моменты времени накапливаются дозные вклады, соответствующие другим узким интервалам энергии ускорения. По достижению значениями сумматоров заданного значения суммирование прекращается и для данного пространственного положения калибровочной камеры 6 в фантоме 1 (Х), У). 2. определяется отношение значений каждой пары сумматоров ножается на считываемый из постоянного запоминающего устройства калибровочный коэффициент к(е, х, У, 2 )аН Ь Ьог ога соответствующий координатам точки, доза в которой является пороговым критерием назначенной дозы облучения, и узкому интервалу энергии ускорения ЕогЕог+1, а полученное значение произведения Г=)сЕ, Х, У, 2) х Ьг))е +е Е оЕог ога ог ог+1 суммируется с содержимым сумматора текущей дозы, в котором накапливается значение дозы облучение дозы облучения 0(Хе, Уе, Ее) в точке с координатами Хе, Уе Ее. При использовании микроЭВМ с достаточно большим быстродействием и оперативной памятью аналогичным образом в реальном, масштабе времени определяются текущие значения дозы для точек с другими координатами и текущее дозное распределение индицируется на экране дисплея.При использовании микроЭВМ с ограниченным быстродействием, не позволяющим отслеживать дозное распределение в реальном масштабе времени, результат измерения выходного сигнала ионизационной камеры-монитора дозы 4 суммируется, как и в режиме облучения фантома, со значением первого сумматора из пары сумматоров, которые соответствуют узкому энергетическому интервалу: включающему значение текущей действительной энергии, При этом в первом сумматоре пары, соответствующем 1-му узкому энергетическому интервалу, накапливается значение дозного вклада(г -ео о)а 1При выполнении условия 0(Хе, Уе, Ее)20 о(Хе Уе ое) микРоЭВМ чеРеэ УСтРойство сопряжений 21 посредством блока отключения излучения выключает излучение ускорителя. По значениям сумматоров, содержащих значения дозных вкладов10 18231 с)4 юо О+1 прог раммны)л образом ом 505 (Х,У,2,Е )а в ДЕ , , аесд о и где й - общее количество узких энергетических интервалов. Для конкретного укорителя форма энергетического спектра Т(ЕОЕ) жестко связана с энергией ускорения ЕДля ускорителя ЕО=ЕО(т) является функцией времени т вследствие тепловых возмущений и нестабильности электросетиЕ (с,) = Е +ЛЕ.) где Еон - номинальная энергия ускорения;Л Е(1) - случайная функция отклонения энергии от номинальной, Если Ям(Е) - средняя доза, создаваемая электронами пучка с энергией Е в объеме ионизационной камеры монитора в расчете на один электрон пучка, а Яф(Е, Х), У), 21) - доза, создаваемая электронами пучка с энергией Е в окрестности точки фантома с координатами Х), У), 21 в расчете на один электрон, тогдаЕ (Е (Евах о5 (Е (1. = ,Г Т(Е (1)Е)Б (Е)с(Е (Г (Ев)п о - СРЕДНЯЯ ДОЗа, создаваемая электронами пучка в объеме камеры-монитора в расчете на один электрон, а5(Е(Е), Х, У, 2):ф оЕ (Еосок о.) Т(Е .), Е)5 (Е, Х . У . 2 )с)ЕЕЕ Соп о доза, создаваемая электронами пучка в окрестности точки фантома с координатами Х),У), 21 в расчете на один электрон. ЗдесьЕ (Е (Е.вах о3 Т(Е (1), Е)Е = 1Е (Е (Ев 1 оСредняя доза, создаваемая электронами пучка в процессе облучения в объемекамеры-монитора в течение интервала времени Ь)-тк при положении калибровочнойионизационной камеры в точке фантома скоординатами Х), У), 21, равнаск)(Х, У, 2м он)где п(т) - ток пучка электронов, А доза, создаваемая при этом электронами пучка вокрестности точки фантома с координатамиХ), У), 21 равнакВ (Х , У , 2 ) = Г о(С )5 ( Г ( С , Х , У , 2 )сЕо орассчитываются значения доз во вгех точслх по ЙтГИРи 0):Ле)1 -Е "Е - :Ео и+1 о о+1Как ".м), так (.ф могут быть представлены я ниде.1,"1: ) ; - с)1 =о с 3 Е ооо спсс Е:о гпах 4)( Е ) гХ г дЕ = ( О(Е )о оо в)пгде (-)(Ео) - дозный вклад электронов, излученных при энергиях ускорения от ЕО до20 ЕоЕосйс)1 распределение электронов, излученных ускорителем за время облучения попринадлежности к энергетическим спект 25 рам при энергиях ускорения от ЕО доЕо(Ео.сИс)1 случайная функция, различная дляоразличных интервалов времени работы ус 30 корителя,На фиг. 2 показаны в качестве иллюстрации распределения для процессов облученияфантома при положении калибровочной камеры в точке Х), У 1, 21(кривая 1), при поло 35 жении калибровочной камеры в точке Хг, У 2,22 (хивая 2) и т.д, При реализации предлагаемого способа описанным устройством к(х,У,2 )1= до (х,У,2 )до х,т,г40Ф) )Мф ) ) )) ) ) доза облучения пациентаи( (Х,У .г ) = ). К(Х,У,2 ) к ДВ 1пмЕ 1 Е Е +Ео ое о ое 55с)сопределяется только видомОдля процесса облучения. При реализации известного способа облучения нормированное распределение определяют, како в 1 пКаждая точка в нормированном распределении при реализации известного способа зависит от соответствующего распределенияс,)Я 1ЗЕ,для интервала времени 1 н)-1 с), причем для различных интервалов времени облучения фантоМа при положении калибровочной камеры в различных точках распределения не совпадают (фиг. 2). Доза облучения определяется при этом по соотношениюса а" " Г)( 1и (Х,т,г ) = К (Х,(,г ) Г 5 (Е ) Р- т(Ео ) ) ) ) )а аа1 а а причем с Х), У), Е) при люкс) 6 Мо и обых(фиг, 2).При реализации известного способа доза облучения зависит от всей совокупностищ 1 ан 1различных с)Ес(Е ) эадао ф х ,т ,г о а) ) )ваемых стабильностью ускорителя. При реализации предлагаемого способа отсутствует зависимость дозы облучения от стабильности ускорителя в длительном процессе определения нормированного распределения, чем обеспечивается более высокая точность определения дозного распределения при облучении пациента.При облучении фантома только при одном значении номинальной энергии ускорения сумматоры, соответствующие различным узким диапазонам энергии ускорения, заполняются неравномерно, вследствие чего погрешность определенияК(Х,с, ) 1 по значениямЕ -Ео 1 о 1+1сумматоров различна, как для разных ин- тЕрВаЛОВ ЭНЕРГИИ Ео 1-Ео+1, таК И дяя раЗНЫХ точе) Х), У), Е), Поэтому дополнительно при каждом фиксированном положении калибровочной камеры в фантоме посредством микроЭВМ 11 через устройство сопряжения 22 посредством регулятора 10 номинальной энергии увеличивает и уменьшает номинальную энергию ускорения электронов относительно номинально заданной с шагом, при котором диапазоны отклонений действительных энергий электронов от но 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 минальных заведомо перекрываются, в диапазоне, превышающем диапазон наибольших отклонений действительной энергии электронов от номинальной заданной при наиболее неблагоприятных условиях эксплуатации ускорителя. При этом все первые сумматоры каждой пары, соответствующие различным узким интервалам энергии ускорения, принимают значения, превышающие заданное пороговое, чем обеспечивается высокая точность определения К(Ео, Х), У), Е дЛя ВСЕХ ИНтЕреаЛОВ Ео(-Ео)+1.При реализации облучения с регулируемой номинальной энергией Еон калибровоч-ные облучения фантома выполняются для ряда номинальных энергий, которые в среднем равномерно распределены в рабочем диапазоне энергий ускорителя. При этом при использовании микроЭВМ с ограниченным объемом ПЗУ облучения проводят без увеличений и уменьшений номинальных энергий ускорения, а в ПЗУ записывают только граничные энергии для тех узких ин- тЕрВаЛОВ ЭНЕрГИй Еол)Р-Еощ+1 Р И СООтВЕтСтеующие им К(Е "У)ц ) ) ) 1 ЕР Е,1 Рот откоторым соответствуют наибольшие значения сумматоров. При облучении же пациента калибровочные коэффициенты находят интерполированием в реальном масштабе времени по таблице к(е,х,т,г )1(Е -Е +1 аат )тВо всех вариантах реализации значения доз облучения в окрестностях точек, координаты которых не совпадают с Х), У), Е), находят интерполированием среди точек полученного распределения 0(Х), У), Е.Предлагаемый способ облучения обеспечивает более точное значение распределения дозы в облученном органе пациента, чем известные способы, что повышает эффективность радиационной терапии ускоренными электронами. Ниже приведено описание способа с использованием конкретных числовых значений.Допустим, согласно плану облучения, принятому на основе стандартного распределения дозы по глубине фантома, необходимо облучить участок тела пациента в направлении нормали электронами с энергией 6 МэВ так, чтобы доза на глубине1,71 см была равна 5 Гр, При этом необходимо определить распределение дозы по глубине тела пациента, Согласно предлагаемому способу устанавливают водный фантом перед торцом коллиматора 3 так, чтобы нормаль к стенке фантома совпадала с осью коллиматора 3. а расстояние между стенкой фантома и торцом коллиматора 3 было равно расстоянию, при котором получены стандартные распределения. Устанавливают калибровочную ионизационную камеру так, чтобы измерительная точка камеры отстояла от поверхности фантома на расстоянии 1,71 см. Устанавливают регулятором энергии 10 ускорителя номинальную энергию ускорения б МэВ и включают ускоритель. Вследствие нестабильности электросети и тепловых условий работы узлов ускорителя действительное значение энергии ускорения в каждом импульсе излучения ускорителя имеет случайные отклонения от номинального значения. В каждом импульсе излучения микроЭВМ определяет меру энергии ускорения электронов в виде отношения зарядов ионизации в чувствительных объемах иониэационных камер 13 и 14 и путем сравнения подученного значения меры энергии с граничными значениями диапазонов меры энергии определяют номер диапазона.Поскольку каждому диапазону меры энергии программно выделены два сумматоров. Допустим, что энергии ускорения электронов 6 МзВ соответствует мера энергии, равная 1, а диапазонам энергии ускорения 1) 5,73: 5,79; 2) 5,79: 5,85; 3) 5,85: 5,91; 4) 5 91: 5 97 5) 5 97: 6 03 6) 6 03 б 09 Л 6 09: 6,15; 8) 6,15: 6,21; 9) 6,21: 6,27 соответствуют диапазоны меры энергии 1) 0,955: 0,96; 2) 0,96: 0,965; 3) 0,965: 0.97; 4) 0,97: 0,975; 5) 0,975: 1,025; 6) 1,025; 1,075; 7) 1,075: 1,125;8) 1,125: 1,175; 9) 1,175: 1,2 25.Каждому из этих 9 диапазонов программно соответствует один из 9 сумматоров, в которых суммируются результаты измерения иониэационного заряда в чувствительном объеме ионизационной камеры монитора дозы 4 и один из 9 сумматоров, в которых суммируются результаты измерения дозы ионизационной камерой 6 калибровочного дозиметра 5 в фантоме 7, Допустим для первого импульса излучения мера энергии оказалась равной 0,973 и значит онв принадлежит диапазону М 4. Тогда результаты измерений ионизационного заряда монитора дозы и дозы калибровочной камерой суммируются с содержимым соответствующих сумматоров, имеющих но- мера 4,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Если для второго импульса излучения мера энергии оказалась равной 1,05. 1 о результаты измерений суммируются с годер. жимым сумматоров, имеющих номсрэ б.В процессе облучения фантома вследствие случайного хэрактера отклонений энергии ускорения от номинальной в ограниченном диапазоне тока пучка от среднего значения накаплиеаемые суммы р,".зульт- тов измерения ионизационных зарядов в сумматорах с разными номеоами не равны, а некоторые сумматоры, в основном имеющие большие и малые номера, вообще остаются пустыми или их содержимое мало,УвелИчивая номинальную энергию ускорения, например, до 6,15 МэВ и уменьшая ее, например до 5,85, добиваются чтобы все сумматоры, независимо от номера накопили суммы, превышающие заданное минимальное значение, после чего облучение прекращают.Затем находят для каждой пары сумматоров с одинаковым номером отношение суммы результатов измерений дозы в фантоме к сумме результатов иониэационных зарядов монитора дозы и полученное значение и соответствующий номер запоминаются в ПЗУ микроЭВМ.Допустим, что облучения фантома при номинальной энергии 6 МэВ при расположении калибровочной камеры на расстоянии 1,71 см от облучаемой стенки фантома в сумматорах, накапливающих результаты измерений ионизационного заряда монитора дозы, в соответствии с их номерами оказалось:1) 0; 2) 0; 3) 2,9901; 4) 1,9966; 5) 2; 6) 1,0017; 7) О; 8) 0; 9) О, а в сумматорах, накапливающих результаты измерений дозы в фантоме: 1) 0; 2) 0; 3) 3,00264; 4) 2,00088; 5) 2; б) 0,999557; 7) 0; 8) 0; 9) О. А после дополнительного облучения при номинальных энергиях 5,85 МэВ и 6,15 МэВ в сумматорах, накапливающих результаты измерениГ ионизационного заряда монитора дозы: 1, 1,1916; 2) 1,99; 3) 3,9868; 4) 2,49575; 5) 2; 6) 3,0051; 7) 2,0066: 8) 2,01; 9) 1,0067, а в сумматорах, накапливающих результаты измерений дозы в фантоме:1) 1,201536; 2) 2,001912; 3) 4,00352; 4) 2,5011; 5) 2,0; 6) 2,998671; 7) 1,9982; 8) 1,998: 9) 0,9987.При этом во всех сумматорах накопленные суммы превышают заданное значение, равное, например, 1.В ПЗУ при этом в соответствии с номерами диапазонов для глубины 1,71 см записаны следующие значения:1) 1,0083; 2) 1,00598; 3) 1,0044; 4) 1,002;5) 1,0; 6) 0,99786; 7) 0,9958; 8) 0,994; 9) 0,992, 1618231941540 45 50 После этого калибровочную камеру перемещают в другую точку, например, на глубину, равную 2,487 см, причем сумматоры, как и перед облучением в положении камеры на глубине 1,71 см, очищаются.Устанавливают номинальную энергию ускорения, равную 6 МэВ, и облучают фантом, Допустим, что в результате облучения при этой энергии в сумматорах, накапливающих результаты измерений ионизационного заряда монитора дозы. оказалось;1) 0; 2) 0; 3) 4,9835; 4) 1,9966; 5) 1,5; 6) 0;7) 0; 8) 0; 9) О, а в сумматорах, накапливающих результаты измерений дозы в фантоме:1) 0; 2) 0; 3) 3,5385; 4) 1,4534; 5) 1,1187;6) 0; 7) 0; 8) 0; 9) О. А после дополнительного облучения при номинальных энергиях 5,85 МэВ и 6,15 МэВ в сумматорах, накапливающих результаты измерений ионизационного заряда монитора дозы: 1) 1,986; 2) 2,189;3) 5,48185; 4) 1,9966; 5) 1,5; 6) 2,0034; 7) 2,50825; 8) 4,02; 9) 1,51005, а в сумматорах, накапливающих результаты измерений дозы в фантоме; 1) 1,3392; 2) 1,51514; 3) 3,89235; 4) 1.4534; 5) 1,1137; 6) 1,5296; 7) 1,95975; 8 3,212; 9) 1,233,При этом во всех сумматорах накопленные суммы превышают заданное значение, равное 1.В ПЗУ в соответствии с номерами диапазонов для глубины 2,487 см записы вается: 1) 0,674; 2) 0,692; 3) 0,71; 4) 0,728; 5) 0,7458; 6) 0,7635; 7) 0,7813; 8) 0,799; 9) 0.816.Затей сумматоры очищают, переводят калибровочную камеру в следующую точку и т.д.В результате ПЗУ содержит 9 нормированных на единичный результат измерения ионизационного заряда монитора дозы глубинных распределений дозы, соответствующих 9 узким диапазонам энергий электронов, которые заведомо перекрывают весь диапазон нестабильности энергии ускорения,При всех последующих облучениях пациентов при номинальной энергии ускорения электронов, равной 6 МэВ, и нормальном падении электронов на облучаемую часть тела устанавливают облучающее устройство так, чтобы торец коллиматора отстоял от облучаемой поверхности на таком же расстоянии, как при облучении фантома, а ось коллиматора 3 совпадала с нормалью к облучаемой части поверхности тела. Устанавливают регулятором энергии 10 ускорителя номинальную энергию ускорения 6 МэВ, вводят в 0 ЗУ микроЭВМ граничное значение дозы облучения согласно плану облучения, равное 5 Гр на глубине 1,71 см, и включают ускоритель,5 1 О 15 20 25 30 35 Как и при облучении фантома для каждого импульса излучения ускорителя определяют меру энергии ускорения и номер диапазона, которому она соответствует, При этом результат измерения иониэационного заряда монитора дозн в импульсе излучения программно умножают на записанное в ПЗУ при облучении фантома значение пронормированной дозы для заданной глубины (1,71 см) и номера диапазона меры энергии, а полученный результат суммируют содержимым выделенного программного сумматора дозы, который перед облучением пациента очищается и в котором накапливается значение дозы облучения, А к содержимому сумматора, в котором накапливается сумма результатов измерения ионизационных зарядов монитора дозы и который имеет номер, равный номеру диапазона, в котором оказалась мера энергии, прибавляется результат измерения ионизационного заряда монитора дозы в импульсе излучения,Допустим мера энергии ускорения для первого импульса излучения оказалась равной 1,08 и значит она принадлежит диапазону М 7. Тогда результат измерения ионизационного заряда в этом импульсе излучения, например, 0,005 умножают на значение нормированной дозы для глубины 1,71 см М 7, т.е. на 0,9958, и суммируют с содержимым сумматора дозы. После первого импульса в сумматоре дозы оказывается значение 0,004079, Результат измерения иониэационного заряда при этом прибавляют к содержимому сумматора М 7 и в сумматоре М 7 оказывается значение 0,005.Затем это значение перед последующим импульсом излучения программно сравнивают с заданным значением дозы облучения, Если он меньше, то облучение продолжают.Допустим мера энергии ускорения для второго импульса излучения оказалась равной 0.99 и значит она принадлежит диапазону гЬ 5, Тогда результат измерения ионизационного заряда в этом импульсе излучения, например, 0,003, умножают на значение нормированной дозы для глубины 1,71 см и М 5, т.е, на 1 0 и суммируют с содержимым сумматора дозы. После второго импульса в сумматоре оказывается значение 0,007979.Результат измерения ионизационного заряда при этом прибавляют к содержимому сумматора М 5 и в нем оказывается значение 0,003.Так как значение сумматора дозы меньше заданного значения, то облучение продолжают.45 50 55 Допустим, что после например, 1000- ного импульса излучения значение сумматора дозы оказалось равным или большим заданного значения дозы. Тогда программно через устройство сопряжения 9 микро- ЭВМ отключает ускоритель и облучение прекращается.При этом в сумматорах для накопления результатов измерения ионизационного заряда монитора дозы в соответствии с их номерами, например, оказались следующие значения:1) О; 2) О; 3) 0; 4) О 4185; 5) 1,253, б) 1,243;7) 1,248; 8) 0,8497; 9) О.Путем нахождения произведения каждого иэ этих значений на значения нормированной дозы для глубины 2,497 см из ПЗУ с соответствующим номером и последующего суммирования полученных результатов получают дозу облучения на глубине 2,487 см, которая оказывается равной 3,8422 Гр.Аналогично находят дозы облучения в других точках.Если необходимо определить дозу облучения в точках, для которых в ПЗУ отсутствуют нормированные распределения, то используют интерполирование между значениями нормированных доз для соседних точек.Отметим, что сумма накопленных во всех 9 сумматорах, предназначенных для накопления результатов измерения дозы калибровочным дозиметром в фантоме, равна дозе, измеренной калибровочным дозиметром в данной точке фантома. А сумма накопленных во всех 9 сумматорах, предназначенных для накопления результатов измерения иониэационного заряда монитора - дозы, является мониторной мерой дозы облучения либо фантома в данной точке, либо пациента при реализации известного способа.Таким образом доза в точке на глубине 1,71 см при облучении фантома при номинальной 6 МэВ, найденная суммированием, рэвнэ 8,003077, э ее мониторная мврэ при реализации известного способа 7,9884.Тогда нормированное значение дозы, равное их отношению, 1,001837.Мониторная мера дозы облучения пэциентэ в точке 1,71 при номинальной энергии 6 МэВ, найденная суммированием, рэвнэ 5,0122, э доза облучения пациента в точке нв глубине 1,71 равна 5,0214.Доза в точке нэ глубине 2,487 см при облучении фантома при номинэльной энергии 6 МэВ, найденная суммированием, рэвна 6,1106, э ев мониторная мера при 5 10 15 20 25 30 35 40 реализации известного способа 8 4801 Нормированное значение дозы равно 0,72058. Доза облучения пациента в точке на глубине 2,487 см тогда равна 3,6116.Предлагаемый способ дает, как было указано выше, соответственно 5,0 и 3,8422.Относительные различия соответственно равны 0,4 и б. Эти значения являются различиями и в погрешностях изьес 1 ного способа и предлагаемого способа. Более высокая погрешность известного способа обусловлена тем, что при реализации известного способа не учитывается зависимость распределения дозы от энергии ускорения в пределах диапазона ее нестабильности при номинальной энергии ускорения, с одной стороны, и случайный характер отклонения действительной энергии ускорения от номинальной, с другой стороны.В приведенном примере случайный характер отклонения действительной энергии от номинальной выражается в случайном соотношении между накопленными в сумматорах с разными номерами результатами измерений, которое, в свою очередь, определяется сОответствующим соотношением количеств электронов, излученных с энергиями иэ выделенных узких диапазонов.При облучении фантома при номинальной энергии б МэВ с измерением дозы в точке на глубине 171 см соотношение количеств электронов по диапазонам было принято в порядке возрастания номеров следующим;О:0:3:2:2:1:0:0:О. При облучении фантома при номинальной энергии б МэВ с измерением дозы в точке на глубине 2,487 см О:О:5:2;1,5:О:0:0:О, А при облучении пациента; 0:О:О:5:3;3;3:2:О. Заметим, что различие погрешностей для предлагаемого способа и известного равно нулю, если соотношение всегда неизменное, что однако никогда не реализуется.Наибольшие погрешности в определе. нии дозы соответствуют точкам. которые на ходятся в областях с большим градиентом дозы.Предлагаемый способ дает более точные сведения о распределении дозы в облучвемом обьемв, но никак не влияет нв формированив распределения дозы и не вводит каких-либо новых критериев. При его реализации формируется распределение дозы, абсолютно идентичное распределению дозы, которое сформировалось бы, если был бы реэлиэован известный способ. Медико-биологические эффекты облучения известного и предлагаемого способэ идентичны,