Quality assurance of new generation linear accelerators in radiation therapy

ՆԵՐԱԾՈՒԹՅՈՒՆ

Վերջին սերնդի էլեկտրոնային գծային արագացուցիչները (ԷԳԱ), որոնք հագեցած են տեսապատկերման (վիզուալացման) օժանդակ սարքավորումներով և ինտեգրված հաշվարկային ծրագրերով, հնարավորություն են տալիս կիրառել ճառագայթային թերապիայի (ՃԹ) նորագույն տեխնոլոգիաներ, որոնց թվին են պատկանում փնջի ինտենսիվության մոդուլավորմամբ ռադիոթերապիան (Intensity-Modulated Radiation Therapy, IMRT), փնջի ինտենսիվության մոդուլավորմամբ ռոտացիոն ճառագայթում (Volumetric Modulated Arc Therapy, VMAT): Այս տեխնոլոգիաների կիրառման ընթացքում օգտագործվում են բազմաթերթ կոլիմատոր, ոչ համաչափ ճառագայթման դաշտեր, սեպաձև հարմարանքներ, ստերեոտաքսիկ համակարգեր և այլն: Հասկանալի է, որ նոր տեխնոլոգիաների կիրառումը, առավել ևս ներդրումը կլինիկա կապված է մի շարք բարդությունների հետ: Նոր տեխնոլոգիաների ներդրման համար պահանջվում են բավականին մեծ ֆինանսական միջոցներ և փորձառու կադրեր (բժիշկներ, ադմինիստրատորներ, բժշկական ֆիզիկոսներ, ինժեներներ, տեղեկատվական ոլորտի մասնագետներ, ճառագայթային տեխնիկներ և այլն) աշխատանքային փուլերը ճիշտ կազմակերպելու և հետագա դժվարություններից կամ ֆորս-մաժորային իրավիճակներից խուսափելու համար: Օրինակ՝ սարքը արտադրող ընկերության մասնագետների կողմից սարքը տեղադրվել է կլինիկայում, կազմվել է համապատասխան ընդունման-հանձման ակտ, որ սարքը գտնվում է նորմալ աշխատանքային վիճակում և այն կարելի է շահագործել: Սակայն հետագայում պարզվում է, որ բացակայում է սարքի տեսապատկերման համակարգի ապահովման համակարգչային ծրագիրը (այն ուղղակի չի գնվել կլինիկայի կողմից): Խնդրահարույց է նաև մի շարք եզրույթների (տերմինների) կիրառումը, որոնք ներմուծվել են նորագույն բարձր տեխնոլոգիական սարքավորումներ արտադրող և մատակարարող ընկերությունների կողմից:

TG-40 ԶԵԿՈՒՅՑԸ

ԷԳԱ-ի որակի ստուգման աշխատանքային խումբը (Task Group, TG) ստեղծվել է Բժշկական ֆիզիկոսների ամերիկյան ասոցիացիայի (American Association of Physicists in Medicine, AAPM) գիտական խորհրդի կողմից՝ Ճառագայթային բուժման Կոմիտեի և Որակի ապահովման կատարելագործման ենթակոմիտեի ղեկավարությամբ: Խմբի առջև դրված է եղել երկու հիմնական նպատակ. թարմացնել ԷԳԱ-ի որակի ստուգման տվյալները հրատարակված TG-40 զեկույցում [1] և ավելացնել սարքավորումների ստուգման հետ կապված նոր առաջարկություններ, որոնք հագեցած են բազմաթերթ կոլիմատորով, դինամիկ և վիրտուալ սեպաձև ֆիլտրերով, անհամաչափ փականակներով և ներկառուցված տեսապատկերման համահարգերով: Աշխատանքային խումբը, ավարտելով TG-40 զեկույցի թարմացումը, սահմանեց նոր ստուգաչափական թեստեր և արժեքների թույլատրելի շեղումներ, ավելացրեց նոր առաջարկություններ ոչ միայն բուժման նորագույն տեխնոլոգիաների, այլև տեսապատկերման սարքավորումների համար, որոնք ներկառուցված են արագացուցչին և դրա բաղկացուցիչ մասն են: Առցանց պատկերների ստացման սարքավորումները իրենց կազմում ներառում են ռենտգենյան տեսապատկերման, պորտալ և կոնաճառագայթային համակարգչային շերտագրության (Cone Beam Computed Tomography) սարքավորումները: Զեկույցում հաշվի են առնվել նաև ճառագայթման մեթոդների տարբերությունները, որոնք կարելի է կիրառել տարբեր սարքերի միջոցով: Օրինակ՝ ստերեոտաքսիկ ճառագայթման կամ IMRT-ի համար օգտագործվող սարքերը պահանջում են ստուգման տարբեր թեստեր և ունեն տվյալների թույլատրելի շեղման տարբեր արժեքներ: Ներկայացված են նաև առաջարկություններ «գործողությունների մակարդակի» վերաբերյալ՝ դիտարկում, սարքի պլանային ստուգում, կարգաբերում և այլն:
Զեկույցը հագեցած է նաև արժեքավոր ամենօրյա, ամենամսյա և տարեկան թեստերի նկարագրությամբ, բազմաթերթ կոլիմատորի, դինամիկ և վիրտուալ սեպերի, պատկերների որակի վերաբերյալ տեղեկատվությամբ: Անդրադարձ է կատարված նաև որակի երաշխիքի ապահովմանն ուղղված թիմի ստեղծման աշխատանքներին, մատնանշված են թիմի յուրաքանչյուր մասնակցի լիազորությունները և պարտականությունները, սահմանված է փաստաթղթերը վարելու կարգը և ձևը:
TG-40 զեկույցը հրատարակվել է դեռևս 1994թ. և ներառում էր առաջարկություններ ԷԳԱ-ի որակի ապահովման ընդհանուր թեստերի վերաբերյալ: Սակայն այս զեկույցի հրապարակումից ի վեր մշակվել և կլինիկա են ներդրվել բուժման նորագույն տեխնոլոգիաներ, որոնք կիրառվում են մինչ օրս: Այդ տեխնոլոգիաները ներառում են բազմաթերթ կոլիմատորի, անհամաչափ փականակների, դինամիկ և վիրտուալ սեպերի, պատկերների ստացման էլեկտրոնային պորտալ պատկերագրության համալիրներ (Electronic Portal Imaging Devices, EPID):
TG-40 զեկույցի հրապարակման հիմքում ընկած են եղել Ճառագայթման միավորների և չափումների միջազգային հանձնախմբի (International Commission on Radiation Units and Measurements, ICRU) առաջարկությունները [2] այն մասին, որ հիվանդի կողմից կլանված չափաբաժնի և բուժող բժշկի կողմից նշանակված բուժական չափաբաժնի թույլատրելի շեղումը պետք է ընկած լինի առավելագույնը ±5%-ի սահմաններում: ԷԳԱ-ի որակի ապահովման ծրագրի հիմնական նպատակն է երաշխավորել սարքի պարամետրերի (բնութագրիչների) կայունությունը և հետագա վերարտադրելիությունը: Այսինքն՝ սարքի պարամետրերը աննշան են շեղվում բազային արժեքներից, որոնք կարգաբերվել և ֆիքսվել են սարքի ընդունման և հանձման ժամանակ (accepting testing), ինչպես նաև սարքը հետագա կլինիկական շահագործման ընդունելիս (commissioning) [3]: Ներկայումս կան մի շարք հրապարակումներ, որոնցում մանրամասնորեն նկարագրված են վերոնշյալ գործընթացների իրականացման համար անհրաժեշտ թեստերը: Հաշվի են առնվել նաև Միջազգային էլեկտրատեխնիկական հանձնախմբի (International Electrotechnical Commission, IEC), Բժշկական ֆիզիկոսների ամերիկյան քոլեջի (American College of Medical Physics, ACMP) առաջարկությունները և դիտողությունները [4]:
Բազային մեծությունների մեծ մասը ներբեռնվում են բուժման պլանավորման եռաչափ համակարգ, որպեսզի բնութագրեն կամ մոդելավորեն ճառագայթման սարքը՝ անուղղակիորեն ազդելով հիվանդի բուժման պլանի վրա: Հետևաբար շեղումն այս բազային մեծություններից (թույլատրելի արժեքներից ավել) կազդի հիվանդների բուժման որակի և արդյունավետության վրա: Սարքի պարամետրերը կարող են շեղվել բազային արժեքներից շատ պատճառներով: Օրինակ՝ սարքի մեխանիկական խափանումներ, խափանված հանգույցների վերանորոգում կամ փոխարինում նորով, սարքի սխալ և ոչ օպտիմալ շահագործում, շահագործման ընթացքում սարքի դետալների աստիճանաբար մաշվածություն և այլն: Նշված պատճառները անհրաժեշտ է հաշվի առնել որակի ապահովման ծրագրի պահանջները պարբերաբար իրականացնելիս: Թեստերի իրականացման համար անհրաժեշտ է բարձր մասնագիտական որակավորում ունեցող թիմ՝ կազմված բժիշկներից, բժշկական ֆիզիկոսներից, դոզիմետրիստներից, ինժեներներից (ճարտարագետներից)՝ իրենց պարտականությունների և լիազորությունների հստակ իմացությամբ: Սակայն ԷԳԱ-ի որակի ապահովման ծրագրի պատասխանատու պետք է նշանակվի մեկ անձ՝ բարձր որակավորում ունեցող բժշկական ֆիզիկոս:
ԷԳԱ-ի որակի ապահովման ծրագրի հիմքը TG-40 զեկույցն է: Սակայն զեկույցի հրապարակումից հետո փոխվել են ոչ միայն սարքերի կառուցվածքը, այլև դրանց բուժական հնարավորությունները: Խստացվել են սարքերի տեխնիկական պարամետրերին և ճշգրտության ապահովմանը ներկայացվող պահանջները: ՃԹ յուրաքանչյուր մեթոդի կիրառման համար պետք է սահմանվի որակի ապահովման ծրագիր՝ ճառագայթման տվյալ մեթոդին համապատասխան:

ԷԳԱ-Ի ՈՐԱԿԻ ԱՊԱՀՈՎՈՒՄԸ (TG-142 ԶԵԿՈՒՅՑ)

ԷԳԱ-ի որակի ապահովման ծրագրի առաջարկությունները ներկայացված են թարմացված TG-142 զեկույցում: Նոր զեկույցում ներկայացված առաջարկները ընդգրկում են թեստերի իրականացման ավելի լայն շրջանակ, ինչը պայմանավորված է սարքերի պարամետրերի և բուժման նորագույն մեթոդների ավելացմամբ: Թեստերը տարբերվում են նաև սարքավորումների համար՝ ելնելով IMRT կամ ստերեոտաքսիկ ճառագայթում իրականացնելու հնարավորությունից: Զեկույցում ներկայացված թեստերը ընդգրկում են սարքերի դոզիմետրիկ, մեխանիկական և անվտանգության համակարգերի մանրակրկիտ կարգաբերումը և ստուգաչափումը: Բացի թվարկածներից ավելացվել են նաև թեստեր բուժման այլ մեթոդների համար: Օրինակ՝ շնչառական շարժումների սինքրոնացումը, անհամաչափ փականակների, էլեկտրոնային փնջերով մաշկի ամբողջական ճառագայթումը և այլն: Ներդրվել են նաև լրացուցիչ թեստեր՝ դինամիկ, վիրտուալ և ունիվերսալ սեպերի, բազմաթերթ կոլիմատորի և տեսապատկերման համալիրների համար: Զեկույցի հեղինակները համակարծիք են, որ բոլոր նշված թեստերի իրականացումը անհրաժեշտ է հիվանդների բարձրակարգ և անվտանգ բուժում ապահովելու համար: Օրինակ՝ սեպի դիրքի ճշգրիտ տեղակայման թույլատրելի շեղման արժեքը ամսական չափումների ժամանակ պետք է ընկած լինի 2 մմ միջակայքում: Դրանից ավելի շեղումը կարող է հանգեցնել նշված խորության պարագայում 2-3%-ով բուժական չափաբաժնի բաշխման շեղման [5,6]:
Փնջի պրոֆիլի կայունությունը կարևոր ցուցանիշ է նշանակված բուժական չափաբաժինը հիվանդին ճշգրիտ հասցնելու համար: Բուժական փնջի որակը որոշվում է երկու գործոններով՝ փնջի համաչափությամբ (symmetry) և փնջի ողորկությամբ (flatness) (նկ. 1):
Թարմացված տվյալներով պրոֆիլի ձևի կայունության համար թույլատրելի սահմանային արժեքները սահմանվում են՝ բուժական փնջի կենտրոնական առանցքից դուրս գտնվող գործակիցների արժեքներից ելնելով (Off-axis Factors, OAF), որոնք չափվում են սարքը կլինիկական շահագործման ընդունելուց առաջ՝ կլինիկայի բժշկական ֆիզիկոսի և սարքը մատակարարող ընկերության մասնագետի կողմից: Հետագայում կատարված չափումները համեմատվում են այս մեծության հետ: Այս մեծության շեղումը բազային արժեքից պետք է ընկած լինի 2%-ի սահմաններում:

ՀՍԿՄԱՆ ՊԱՐԲԵՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆԸ

ԷԳԱ-ի որակի ապահովման ստուգման թեստերը հիմնականում բաժանվում են երեք խմբի՝ ամենօրյա, ամենամսյա և տարեկան: Ամենօրյա կամ շաբաթական թեստերը ներառում են այն մեծությունները, որոնք կարող են անմիջական ազդեցություն ունենալ բուժական չափաբաժնի մեծության և հզորություն վրա, ինչպես նաև փնջի երկրաչափական բնութագրիչները (լազերներ, օպտիկական հեռաչափ, դաշտի չափ): Ամենօրյա թեստերի ընթացքում ստուգվում են տեսաձայնագրող համակարգ, դռների արգելափակիչներ և պորտալ սարքավորումներ: Այս թեստերը կատարվում են առավոտյան սարքը միացնելիս:
Ամենամսյա թեստերը ներառում են այն մեծությունների ստուգումը, որոնց փոփոխման հավանականությունը ամսվա ընթացքում փոքր է (սարքի բուժասեղանի, փնջի պրոֆիլի ստուգում): Ամենամսյա թեստերին ավելացվել են նաև թեստեր՝ շնչառական շարժումների սինքրոնացման համակարգի և պորտալ սարքավորումների գնահատման հետ կապված: Այս թեստերը բավականին բարդ են և պետք է իրականացվեն փորձառու բժշկական ֆիզիկոսների և ինժեներների կողմից:
Տարեկան ստուգումները թեստերի շարք են, որոնք իրականացվում են սարքը կլինիկական շահագործման ընդունելուց առաջ (ընդունում-հանձնում): Այդ թեստերի ընթացքում ստուգվում են այն մեծությունները, որոնք բազային են: Ստուգումից հետո բազային արժեքները անհրաժեշտության դեպքում թարմացվում, փոփոխվում կամ մնում են անփոփոխ: Ժամանակին տարվել են աշխատանքներ ստուգաչափական թեստերի իրականացման պարբերականության հետ կապված՝ համակարգված և ստանդարտացված մեխանիզմներ մշակելու համար, սակայն տարիների փորձը ցույց տվեց, որ դա անիրագործելի է և կապված մի շարք դժվարությունների հետ: Օրինակ՝ կլինիկայի մարդկային և ֆինանսական ոչ բավարար ռեսուրսները, աշխատանքի մեծ ծավալը, ժամանակի սղությունը, որակյալ կադրերի պակասը և այլն: Ելնելով վերը նշվածից կարելի է սահմանել թեստերի իրականացման պարբերականությունը և կիրառել այլ մեթոդաբանություն՝ ելնելով տվյալ կլինիկայի առանձնահատկություններից և ռեսուրսներից:

ԹՈՒՅԼԱՏՐԵԼԻ ՇԵՂՄԱՆ ԱՐԺԵՔՆԵՐԻ ՈՐՈՇՄԱՆ ՍԿԶԲՈՒՆՔԸ

Թույլատրելի շեղման կամ սահմանային արժեքները, որոնք նշված են TG-40 զեկույցում, վերցվել են AAPM 13 զեկույցից: Այս արժեքները ընտրված են այնպիսի սկզբունքով, որպեսզի դոզիմետրիկ պարամետրերի գումարային շեղման արժեքը ընկած լինի ±5%-ի սահմաններում, իսկ տարածական շեղման արժեքները՝ 5 մմ սահմաններում: Այս զեկույցում նշված պարամետրերը կատարելագործվել են՝ ելնելով սարքավորումների տեխնիկական և կառուցվածքային առանձնահատկություններից և բուժման մեթոդներից: Օրինակ՝ ստերեոտաքսիկ ճառագայթման համար տարածական շեղման թույլատրելի արժեքը պետք է ընկած լինի 1 մմ սահմաններում:

ՍՏԱՆԴԱՐՏ ՓՈՐՁԱՐԿՈՒՄՆԵՐԻ ԿԱՆՈՆԱԿԱՐԳԸ ՍԱՐՔԻ ԸՆԴՈՒՆՄԱՆ-ՀԱՆՁՆՄԱՆ ԸՆԹԱՑՔՈՒՄ

Կլինիկական շահագործումից առաջ տեղի է ունենում սարքի ընդունման-հանձման գործընթացը, որը նախատեսված է կլինիկայի և սարքը մատակարարող ընկերության հետ կնքված պայմանագրի համաձայն: Ընկերության ներկայացուցիչը պետք է փորձարկի սարքը, ցույց տա հաճախորդին, որ սարքը գտնվում է բնականոն աշխատանքային վիճակում և աշխատում է սարքի տեխնիկական փաստաթղթերում նշված պահանջներին համապատասխան: Կլինիկական շահագործումից առաջ կատարվում են մի շարք չափումներ դոզիմետրիկ և մեխանիկական պարամետրերի արժեքները որոշելու համար: Ստացված մեծությունները համարվում են բազային: Հետագայում կատարված չափումների արժեքները համեմատվում են այս բազային մեծությունների հետ:

ԲԱԶԱՅԻՆ ԱՐԺԵՔՆԵՐԻ ԿԱՄ ՄԵԾՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԻ ՍՏԱՑՈՒՄԸ

Սարքն ընդունելուց հետո (acceptance testing) սկսվում է սարքը կլինիկական շահագործման հանձնելու փուլը (commissioning), որի ընթացքում սահմանվում են և սարքի կառավարման համակարգի մեջ ներբեռնվում են բուժական փնջի հիմնական բնութագրիչները (փնջի էներգիան, չափաբաժնի հզորությունը, երկրաչափական բնութագրիչները և այլն), որոնք անհրաժեշտ են կլինիկական շահագործման համար: Այս մեծությունները համարվում են ~ ! թերությունները, որոնք դեռ չեն դարձել կրիտիկական և տեսանելի: Նշված գործոնների պարագայում հիվանդների բուժումը կարելի է շարունակել, սակայն թերությունները հետագայում պետք է վերացվեն:
• Մակարդակ 2. Պլանային գործողություններ: Բերենք երկու օրինակ, որոնց առկայության դեպքում անհրաժեշտ է կատարել պլանավորված գործողություններ: Օրինակ՝ ստացված արժեքները շատ մոտ են կամ հավասար են թույլատրելի շեղման արժեքներին: Անհրաժեշտ է 1-2 օրվա ընթացքում կատարել սարքի տեխնիկական սպասարկում, բուժումը կարելի է շարունակել: Հաջորդ օրինակը՝ ստացված արժեքները փոքր ինչ գերազանցում են սահմանված թույլատրելի շեղման արժեքները: Բուժումը կարելի է շարունակել, բայց 1-2 աշխատանքային օրվա ընթացքում պետք է պարզել անսարքության պատճառը և վերացնել թերությունը:
• Մակարդակ 3. Անհապաղ գործողություններ: Այս ընթացքում դադարեցվում է հիվանդների բուժումը: Պետք է պարզել անսարքության պատճառը, հարկ եղած դեպքում կապվել սարքը մատակարարող կամ սպասարկող ընկերության մասնագետների հետ: Այդ անսարքությունների թվին են պատկանում չափաբաժնի արժեքի մեծ շեղումը, սարքի որոշ հանգույցների խափանումը և այլն:

ՉԱՓՄԱՆ ԱՆՈՐՈՇՈՒԹՅՈՒՆԸ, ՎԵՐԱՐՏԱԴՐՈՒԹՅՈՒՆԸ ԵՎ ՃՇԳՐՏՈՒԹՅՈՒՆԸ

Ընդհանրապես ցանկացած տեսակի չափում իրականացնելիս ստացված տվյալների ճշգրտությունը կախված է նաև օգտագործվող տեխնիկայից, չափող սարքերի ճիշտ կարգաբերումից և մարդկային գործոնից:
• Չափման անորոշությունը կախված է չափման վերջնական արդյունքի շեղումից՝ բազային արժեքների հետ համեմատած:
• Չափման արդյունքների վերարտադրելիությունը վիճակագրական տվյալ է: Այսինքն՝ երբ պարբերաբար կատարվում են որոշակի քանակով չափումներ և սարքի հետ փոփոխություններ չեն կատարվել, ապա չափվող արժեքների թվաբանական միջինից շեղումը կլինի ստանդարտ մեծություն՝ չափումները հետագայում կրկնելիս:
• Չափումների ճշգրտությունը պայմանավորված է չափման ընթացքում օգտագործվող չափող սարքերի թույլատրելիության սանդղակի հատկություններից: Օրինակ՝ դոզաչափը իոնացնող խցիկի հետ միասին ունի չափման 0,01% ճշգրտություն: 10 չափում կատարելու դեպքում տվյալների վերարտադրման շեղումը միջին արժեքից կլինի 0,05%, իսկ չափման անորոշությունը չափաբաժնի բացարձակ արժեքի համար կկազմի 1,5%:

ԴԻՆԱՄԻԿ, ՎԻՐՏՈՒԱԼ ԵՎ ՈՒՆԻՎԵՐՍԱԼ ՍԵՊԵՐ

Նախքան ճառագայթման կատարելագործված IMRT մեթոդի ի հայտ գալը փնջի մոդուլավորումը ճառագայթման ընթացքում իրականացվում էր համակարգչի կողմից, որը ղեկավարում էր էկրանավորող փականակի շարժումը: Այս տեխնոլոգիաները առաջին անգամ ներդրվել և պրակտիկ կիրառում են գտել կլինիկայում Վարիան (Varian) և Սիմենս (Siemens) ընկերությունների կողմից: Մի շարք տպագրված աշխատանքներում [4,7], որոնք առընչվում է փականակի դրիքի ճշգրտությանը դինամիկ սեպերի պարագայում, ցույց է տրված, որ փականակի դիրքի փոքր շեղումները կարող են էապես ազդել սեպի գործակցի մեծության վրա [5,6,8,9]: Աշխատանքներում բոլոր հեղինակները տալիս են որոշակի առաջարկություններ՝ սեպաձև դաշտերի ստեղծման հետ կապված՝ փականակի շարժման միջոցով [10]: Արված են առաջարկություններ վիրտուալ սեպերի համար: Վերը նշված աշխատանքներում նկարագրված եմ մի շարք թեստեր՝ սեպերի ճշգրիտ աշխատանքի և դիրքի ստուգման հետ կապված (նկ. 2):

ԲԱԶՄԱԹԵՐԹ ԿՈԼԻՄԱՏՈՐ

Բազմաթերթ կոլիմատորի կիրառման սկզբնական շրջանում թույլատրելի շեղման սահմանները նկարագրված էին միայն Varian ընկերության արագացուցիչների համար [11,12]։ Փոքր-ինչ ուշ նկարագրվեցին բազմաթերթ կոլիմատորի բնութագրիչները Էլեկտա (Elekta) [13] և Siemens [14] ընկերության արագացուցիչների համար: 1998 թ. AAPM-ը ձևավորեց աշխատանքային խումբ TG-50 [15] բազմաթերթ կոլիմատորի որակի ապահովման ծրագրի հետ կապված: Սակայն նշված հրապարակման մեջ տրված չէին բազմաթերթ կոլիմատորի առանձնահատկությունները, որոնք կիրառվում են ճառագայթման ինտենսիվության մոդուլավորմամբ: Հետագա հրապարակումներում նկարագրվեցին թեստերը բազմաթերթ կոլիմատորի համար, ինչպես նաև դրանց իրականացման համար անհրաժեշտ գործիքակազմը [16-18]:
Մի շարք բնութագրիչներ, որոնք ազդում են չափաբաժնի վրա հատկապես IMRT-ի ընթացքում, ներառում են թերթիկների դիրքի ճշգրտությունը և չափաբաժնի թողունակության մեծությունը: Պարզ թեստերը, օրինակ՝ «picket fence» (ցանկապատնեշային) թեստը, հնարավորություն են տալիս գնահատել թերթիկների դիրքավորման ճշգրտությունը՝ տարբեր սեգմենտների վերադրման միջոցով, ինչպես նաև չափաբաժնի թողունակության մեծությունը թերթիկների միջև: Ցանկապատնեշային թեստը խորհուրդ է տրվում կատարել շաբաթը մեկ անգամ` ճառագայթման ընթացքում ստացված ռենտգենյան պատկերների մանրակրկիտ ուսումնասիրության ընթացքում, որոնք ստացվում են պորտալ տեսապատկերման սարքերի միջոցով: Ամսական թեստերի ընթացքում խորհուրդ է տրվում ԷԳԱ-ի ճառագայթման գլխիկի թեքումով ստուգել թերթիկների դիրքի ճշգրտությունը՝ հաշվի առնելով բնական գրավիտացիոն դաշտի ազդեցությունը: Բազմաթերթ կոլիմատորի թերթիկների շարժման արագության փոփոխությունը կարող է հանգեցնել ճառագայթման դաշտի երկրաչափական պարամետրերի փոփոխության [19]։ Կոլիմատորի շարժման արագությունը ֆիքսվում է հիմնականում հատուկ ծրագրերի միջոցով կամ նշված է սարքի տեխնիկական փաստաթղթերում: Օրինակ՝ Varian ընկերությունը այդ նպատակի համար առաջարկում է գործիքակազմ [7,20], որի միջոցով ծրագիրը վերցնում է տվյալներ և այդ տվյալների հիման վրա ստեղծում է աղյուսակներ, գրաֆիկներ և սխալների հիստոգրամ, որը ցույց է տալիս բոլոր թերթիկների դիրքի շեղումները, ինչպես նաև հնարավորություն է տալիս գնահատել միջին քառակուսային շեղումը: ԷԳԱ արտադրող ընկերությունների կողմից ընդունելի է համարվում, եթե թերթիկների 95%-ի մոտ շեղումը ընկած է 0.25-0.35 սմ միջակայքում, իսկ առավելագույն միջին քառակուսային շեղումը յուրաքանչյուր թերթիկի համար չի գերազանցում 0.35 սմ: Տարեկան թեստի ընթացքում խորհուրդ է տրվում էլ ավելի մանրակրկտորեն ուսումնասիրել բազմաթերթ կոլիմատորի թերթիկների թողունակության մեծության քանակական փոփոխությունը՝ պորտալ տեսապատկերման համակարգերի միջոցով [21,22]: Թերթիկների դիրքի ճշգրտության վերարտադրությունը և դրանց միակցումը («spoke shot»՝ ճաղային կադրի թեստ), ճառագայթային և լուսային դաշտերի համընկնման հետ կապված թեստերը նախատեսված են բազմաթերթ կոլիմատորի ճշգրիտ դիրքավորումը գնահատելու համար: ԷԳԱ արտադրող ընկերությունների կողմից սահմանված է նաև թերթիկների, շարժիչների փոփոխման ժամանակացույցը՝ կախված բազմաթերթ կոլիմատորի տեսակից: Հետևաբար սարքը սպասարկող ինժեներները և բժշկական ֆիզիկոսները պետք է տիրապետեն անհրաժեշտ տեղեկատվությանը՝ աշխատանքները ժամանակին և հավուր պատշաճի կատարելու համար (նկ. 3):

ՄԱՐՄՆԻ ԵՎ ՄԱՇԿԻ ԱՄԲՈՂՋԱԿԱՆ ՃԱՌԱԳԱՅԹՈՒՄԸ ԷԼԵԿՏՐՈՆԱՅԻՆ ՓՆՋԵՐՈՎ

Թե՛ մարմնի, թե՛ մաշկի ամբողջական ճառագայթման որակի ապահովման թեստերը բնութագրվում են մի շարք մեծությունների որոշմամբ, որոնք անհրաժեշտ է հաշվարկել նախքան մեթոդի կլինիկական կիրառումը: Մարմնի ամբողջական ճառագայթման ժամանակ կիրառվում եմ մեծ դաշտեր ամբողջ մարմինն ընդգրկելու համար: AAPM-ի զեկույցում մանրամասնորեն նկարագրված են մարմնի ամբողջական ճառագայթման մեթոդները [23]: Զեկույցում նկարագրված են ֆանտոմային դոզիմետրիան և դոզիմետրիկ տվյալների արժեքները: Այս մեթոդի հիմնական առանձնահատկություններն են չափաբաժնի հզորության հատուկ ռեժիմը և սարքի ճառագայթման գլխիկից մինչև թիրախ ընկած մեծ հեռավորությունը: Մեթոդի կիրառման ընթացքում կարող են օգտագործվել նաև ճառագայթման փնջի վերափոխիչներ:
Մաշկի ամբողջական ճառագայթումը էլեկտրոններով սովորաբար իրականցվում է 3-7 ՄէՎ էլեկտրոնային փնջերով: Մեթոդը մանրամասնորեն նկարագրված է AAPM-ի TG-30 զեկույցում, որտեղ մանրամասնորեն նկարագրված են ինչպես բուն մեթոդը, այնպես էլ դոզիմետրայի հետ կապված դժվարությունները [24]:

ՏԵՍԱՊԱՏԿԵՐՄԱՆ ՀԱՄԱԿԱՐԳԵՐԸ

Ժամանակակից տեսապատկերման համակարգերը ներկառուցված են բժշկական ԷԳԱ-ի մեջ և կազմում են դրա անբաժանելի մասը: Տեսապատկերման յուրաքանչյուր համակարգ (երկչափ՝ 2D, թե եռաչափ՝ 3D) ունի սեփական կոորդինատային համակարգը՝ դասականին նման, որը կիրառվում է ճառագայթման ընթացքում: Որպես կանոն, տեսապատկերման ընթացքում ստացված պատկերների կոորդինատները վերադրվում են ճառագայթիչի կոորդինատների հետ և այս դեպքում շատ կարևոր է այդ կոորդինատների ճշգրիտ համընկնումը: Տեսապատկերման համակարգերի հետ կապված որակի ապահովման թեստերը իրականացվում են ֆանտոմի օգնությամբ՝ կոորդինատների արժեքի հայտնի շեղմամբ: TG-104 զեկույցում ներկայացված են կիլովոլտային տեսապատկերման համակարգերի կլինիկական կիրառմանը առնչվող հարցեր, սակայն հստակ մատնանշված չեն թույլատրելի շեղման սահմանները [25]: Կիլովոլտային պատկերների ստացման հիմնական նպատակը ճառագայթային ուռուցքաբանության ոլորտում ճառագայթվող թիրախի տեղակայման ճշգրիտ որոշումն է: Այստեղ կարևոր է նաև տարբեր անատոմիական կառույցների (հյուսվածքների) ճշգրիտ տեղակայման որոշումը: Ընդհանրապես պատկերների լավ որակը հնարավորություն է տալիս բավականին ճշգրիտ զանազանել տարբեր անատոմիական կառույցները, սակայն լավ պատկերներ ստանալու համար պահանջվում է բավականին մեծ չափաբաժին:

Պորտալ պատկերներ. Էլեկտրոնային պորտալ համակարգերի կիրառման հետ կապված հարցերը քննարկվել են TG-58 [26] զեկույցում և լայնորեն լուսաբանվել են տարբեր հրապարակումներում [27-32]: Պորտալ համակարգերի որակի ապահովման ստուգման և գնահատման համար մշակվել են մի շարք թեստեր: Սակայն ընտրված թեստի մանրամասն նկարագրությունը և ընթացակարգը անհատական է՝ կախված պորտալ համակարգի տիպից: Օրինակ՝ ստացվող պորտալ պատկերների որակի կախվածությունը չափաբաժնի հզորությունից, էներգիայից և կարգաբերման հեռավորությունից: Հարկ է նշել, որ պատկերների որակի ստուգումը պետք է իրականացվեն կարգաբերման բոլոր ռեժիմների և էներգիաների համար, որոնք օտագործվում են նշված պատկերների ստացման համար: (նկ. 4)

Կիլովոլտային պատկերներ. Կիլովոլտային պատկերների ստացման համակարգերի որակի ապահովման ծրագիրը առնչվում է հիմնականում 2D ռենտգենյան պատկերների հետ: Վերջիններիս կիրառումը շատ արդյունավետ է հատկապես ոսկրային հյուսվածքների և բարձր խտության կառույցների դիտարկման համար: Այս մեթոդը բավականին հարմարավետ է, քանզի արագ է և պահանջվում է փոքր չափաբաժնի ստեղծած պատկերների ստացման համար:

Հաջորդական և կոնաճառագայթային համակարգչային շերտագրություն. Տեսապատկերման այս համակարգերը հիմնականում կիրառվում են ճառագայթվող թիրախի դիրքը որոշելու համար, ինչպես նաև տալիս են բավականին լայն տեղեկատվություն փափուկ հյուսվածքների և դրանց ծավալի մասին: Այս համակարգերը հնարավորություն են տալիս իրականացնել պատկերների վերակառուցում եռաչափ հարթության մեջ, ինչն էլ հանդիսանում է որակի ապահովման հիմնական պարամետրերից մեկը: Այստեղ հարկ է ուշադրություն դարձնել մի շարք կարևոր պարամետրերի վրա: Օրինակ՝ կոնտրաստը, դետեկտորների աղմուկը, համասեռությունը և տարածական թույլատրելիությունը: Համակարգերի կարգաբերման ուղեցույցը և հաճախությունը սովորաբար նշվում են սարքի տեխնիկական փաստաթղթերում, և օգտագործողները պետք է ճշգրիտ հետևեն այդ ուղեցույցներին: Քանի որ տեսապատկերման համակարգերը հաճախակի են օգտագործվում (որոշ տեղակայումների դեպքում նույնիսկ ամենօրյա ռեժիմով), ապա հարկ է գոնե տարին մեկ անգամ կատարել ուղղակի դոզիմետրիկ չափումներ չափաբաժնի հզորությունը և փնջի որակը գնահատելու համար (նկ. 5):

ՃԱՌԱԳԱՅԹՄԱՆ ՄԵԹՈԴՆԵՐԸ ՇՆՉԱՌԱԿԱՆ ՇԱՐԺՈՒՄՆԵՐԻ ՍԻՆՔՐՈՆԱՑՄԱՆ ՊԱՅՄԱՆՆԵՐՈՒՄ

Ճառագայթման մեթոդը շնչառական շարժումների սինքրոնացման պայմաններում անընդհատ զարգանում և կատարելագործվում է, հետևաբար, դրան զուգահեռ կատարելագործվում և փոփոխվում են որակի երաշխիքի թեստերը: TG-76 զեկույցում նկարագրված են ճառագայթման այս մեթոդի (respiratory gating) իրագործման հետ կապված բոլոր անհրաժեշտ գործողությունները, այդ թվում՝ անհրաժեշտ սարքավորումները, առցանց պատկերների ստացումը [33]: Ներկայացված են որակի ապահովման ծրագրի հետ կապված առաջարկություններ՝ ելնելով ճառագայթման առանձնահատկությունից: Թեև գոյություն ունեն ճառագայթման նշված մեթոդի իրականացման տարբեր եղանակներ, հիմնական պահանջը մեկն է՝ ճառագայթահարող փնջի սինքրոնացում հիվանդի շնչառական ցիկլի հետ: Թեստերի միջոցով ստանում են փնջի բնութագրիչները շնչառական շարժումների սինքրոնացման պայմաններում՝ նախքան բուժումը սկսելը: Թեստերը հիմնականում իրականացվում են դինամիկ ֆանտոմների միջոցով, որոնք մոդելավորում են օրգանների շարժումը շնչառական ակտի ժամանակ:

ԵԶՐԱԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆ

Շարադրվածից ակնհայտ է, որ ժամանակակից բարձր տեխնոլոգիական ՃԹ-ն անհնար է իրագործել առանց պատշաճ և համապարփակ որակի ապահովման ծրագրի: Որակի ապահովումը ժամանակակից ՃԹ-ում հնարավորություն է տալիս ապահովել չարորակ նորագոյացություններով հիվանդների բուժման առավելագույն արդյունավետություն՝ խուսափելով ճառագայթային վթարներից և այլ կողմնակի երևույթներից: Առաջարկվում է ստեղծել միասնական բարձր որակավորում ունեցող մասնագիտական թիմ, որակի ապահովման, ՃԹ-ում հեռակա ռազմավարական փուլային քայլերի մշակման և անընդհատ կատարելագործման համար: Որակի ապահովմանն առնչվող փաստաթղթերը պետք է հասանելի լինեն թիմի բոլոր անդամներին, ինչպես էլեկտրոնային, այնպես էլ թղթային տարբերակով: Անհրաժեշտ է նաև հստակեցնել թիմում ընդգրկված անդամների պարտակությունների և լիազորությունների սահմանները:

Նկար 1. Փնջի պրոֆիլի համաչափությունը և ողորկությունը. այս երկու պարամետրերով է պայմանավորված բուժական փնջի որակը: Փնջի ողորկությունը ուղղահայաց (a) հարթությամբ և հորիզոնական (b) հարթությամբ: Փնջի համաչափությունը ուղղահայաց (c) և հորիզոնական (d) հարթությամբ:

Նկար 2. Դինամիկ սեպ:

Նկար 3. Բազմաթերթ կոլիմատոր (Multileaf Collimator, MLC):

Նկար 4. Պատկերագրության էլեկտրոնային պորտալ համակարգ (Electronic Portal Imaging Device, EPID):

Նկար 5. Տեսապատկերման կոնաճառագայթային համակարգ (Cone-Beam Computed Tomography Systems, CBCT):

ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅԱՆ ՑԱՆԿ

1. Kutcher GJ, Coia L, Gillin M et al. Comprehensive QA for radiation oncology: Report of AAPM Radiation Therapy Committee Task Group 40. Med Phys. 1994;21:581-618
2. ICRU-24. Determination of absorbed dose in a patient irradiated by beams of X- or Gamma-rays in radiotherapy procedures. Int Comm Radiat Units Meas. 1976;24
3. Nath R, Biggs PJ, Bova FJ, et al. AAPM code of practice for radiotherapy accelerators: report of AAPM Radiation Therapy Task Group No. 45. Med Phys. 1994;21:1093-121
4. Das IJ, Cheng CW, Watts RJ et al. Accelerator beam data commissioning equipment and procedures: report of the TG-106 of the Therapy Physics Committee of the AAPM. Med Phys. 2008;35(9):4186-215
5. Klein EE, Low DA, Maag D, Purdy JA. A quality assurance program for ancillary high technology devices on a dual-energy accelerator. Radiother Oncol. 1996;38(1):51-60
6. Liu C, Zhu TC, Palta JR. Characterizing output for dynamic wedges. Med Phys. 1996;23(7):1213-8
7. Venencia CD, Besa P. Commissioning and quality assurance for intensity modulated radiotherapy with dynamic multileaf collimator: experience of the Pontificia Universidad Católica de Chile. J Appl Clin Med Phys. 2004;5(3):37-54
8. Liu C, Li Z, Palta JR. Characterizing output for the Varian enhanced dynamic wedge field. Med Phys. 1998;25(1):64-70
9. Beavis AW, Weston SJ, Whitton VJ. Implementation of the Varian EDW into a commercial RTP system. Phys Med Biol. 1996;41(9):1691-704
10. Zhu XR, Gillin MT, Jursinic PA et al. Comparison of dosimetric characteristics of Siemens virtual and physical wedges. Med Phys. 2000;27(10):2267-77
11. Klein EE, Harms WB, Low DA et al. Clinical implementation of a commercial multileaf collimator: dosimetry, networking, simulation, and quality assurance. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1995;33(5):1195-208
12. Galvin JM, Smith AR, Moeller RD, et al. Evaluation of multileaf collimator design for a photon beam [published correction appears in Int J Radiat Oncol Biol Phys 1992;24(3):579]. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1992;23(4):789-801
13. Jordan TJ, Williams PC. The design and performance characteristics of a multileaf collimator. Phys Med Biol. 1994;39(2):231-51
14. Das IJ, Desobry GE, McNeeley SW et al. Beam characteristics of a retrofitted double-focused multileaf collimator. Med Phys. 1998;25(9):1676-84
15. Boyer A, Biggs P, Galvin J et al. Basic Applications of Multileaf Collimators. Report of Task Group No. 50. Radiation Therapy Committee. 2001. https://aapm.org/pubs/reports/RPT_72.pdf. Accessed: January 6, 2023
16. Bayouth JE, Wendt D, Morrill SM. MLC quality assurance techniques for IMRT applications. Med Phys. 2003;30(5):743-50
17. Graves MN, Thompson AV, Martel MK et al. Calibration and quality assurance for rounded leaf-end MLC systems. Med Phys. 2001;28(11):2227-33
18. Boyer AL, Li S. Geometric analysis of light-field position of a multileaf collimator with curved ends. Med Phys. 1997;24(5):757-62
19. Losasso T. IMRT delivery performance with a varian multileaf collimator. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2008;71(1S):S85-8
20. Stell AM, Li JG, Zeidan OA, Dempsey JF. An extensive log-file analysis of step-and-shoot intensity modulated radiation therapy segment delivery errors. Med Phys. 2004;31(6):1593-602
21. Samant SS, Zheng W, Parra NA et al. Verification of multileaf collimator leaf positions using an electronic portal imaging device. Med Phys. 2002;29(12):2900-12
22. Mamalui-Hunter M, Li H, Low DA. MLC quality assurance using EPID: a fitting technique with subpixel precision. Med Phys. 2008;35(6):2347-55
23. Dyk J Van, Galvin JM, Glasgow GP, Podgorsak EB. The physical aspects of total and half body photon irradiation. A report of Task Group 29 Radiation Therapy Committee. AAPM. 1986
24. Karzmark CJ, Anderson J, Buffa A, et al. Total skin electron therapy: technique and dosimetry report of Task Group 30 Radiation Therapy Committee. AAPM. 1987
25. The Role of In-Room kV X-Ray Imaging for Patient Setup and Target Localization Report of AAPM Task Group 104. 2009
26. Herman MG, Balter JM, Jaffray DA, et al. Clinical use of electronic portal imaging: Report of AAPM Radiation Therapy Committee Task Group 58. Med Phys. 2001;28(5):712-37
27. Low DA, Klein EE, Maag DK et a;. Commissioning and periodic quality assurance of a clinical electronic portal imaging device. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1996;34(1):117-23
28. Rajapakshe R, Luchka K, Shalev S. A quality control test for electronic portal imaging devices. Med Phys. 1996;23:1237-44
29. Boyer AL, Antonuk L, Fenster A, et al. A review of electronic portal imaging devices (EPIDs). Med Phys. 1992;19(1):1-16
30. Herman M, Kruse J, Hagness C. Guide to clinical use of electronic portal imaging. J Appl Clin Med Phys. 2000;1(2):38-57
31. Jaffray DA, Siewerdsen JH, Wong JW, Martinez AA. Flat-panel cone-beam computed tomography for image-guided radiation therapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2002;53(5):1337-49
32. Pouliot J, Bani-Hashemi A, Chen J et al. Low-dose megavoltage cone-beam CT for radiation therapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2005;61(2):552-60
33. Keall PJ, Mageras GS, Balter JM et al. The management of respiratory motion in radiation oncology report of AAPM Task Group 76. Med Phys. 2006;33(10):3874-900