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放射疗法

放射疗法

超分割:突破MLC性能的界限

2020年10月27日 拉普

德国R&D合作正在追求雄心勃勃的发展路线图,以实现下一代多叶准直仪

下一代MLC
即将发生的事情:LAP和OTH Amberg-Weiden正在开发下一代驱动和控制单元,该驱动器和控制单元有望提高MLC子系统的速度和精度。 (礼貌:LAP)

分割放疗的临床优势已经存在了一段时间,癌症患者受益于每部分剂量的增加,因此他们可以比传统治疗方案更快,更安全有效地完成放疗过程。考虑减少去医院就诊,更快地重返家庭,并且在某些适应症中可以提高可治疗性和结果。同样引人注目的是医疗保健提供者的长期机会,更高的每级剂量(和更少的级分)可转化为显着的工作流程效率,更低的护理成本,并最终提高患者的吞吐量–在背景下,所有这些看起来都更具吸引力世界范围内不断增加的癌症发病率以及冠状病毒大流行的完美风暴。

然而,目前,放射疗法原始设备制造商和更广泛的供应链所面临的挑战是提出使能技术和治疗方案,以实现这些临床和经济成果。首先,放射肿瘤学团队需要在整个治疗过程中保持亚毫米精度和精确度的能力–确定体内目标位置;自动检测,跟踪和纠正目标运动(例如由于呼吸和蠕动);并实时准确地重新指向光束,以支持临床使用较小边缘以减少治疗的副作用。

考虑到这一点,德国R&D计划的目标是在所谓的多叶准直仪(MLC)的性能上实现“新的金标准”,这是放射疗法直线加速器的核心组成部分,用于治疗诸如超分割和超超分割等尖端的癌症治疗。今年早些时候得到巴伐利亚州政府支持的工业与学术界合资企业 激光和放射治疗QA专家LAP 与美国医学工程研究所 东柏林工业大学(OTH)安伯格韦登。他们的目标是:下一代驱动和控制单元,有望在MLC子系统的速度和精度上提高一个数量级–特别是用于控制的独立控制钨“叶”阵列(通常在120至160之间)调整并改变治疗束的强度,以解决肿瘤体积。

创新遇到实用主义

拉普的MLC和放射疗法质量保证业务负责人StefanUeltzhöffer说,MLC开发的商业需求是技术推动和市场拉动的结合。他解释说:“我们密切关注市场,并与放射治疗设备供应链,临床用户群和我们的学术伙伴保持持续的对话。从这些对话中可以清楚地看到,低级分割和MR引导放射疗法(MR / RT)等新兴治疗方式将从MLC创新中受益,为像我们这样的子系统供应商提供了在MLC性能方面树立新标准的机会。”

Stefan Ueltzhöffer

Ueltzhöffer认为,从这个起点出发,有两个问题可以告知LAP MLC产品线的开发路线图。首先,LAP如何满足其客户(放射治疗OEM)和客户(放射肿瘤诊所)不断变化的需求?其次,与MLC竞争相比,MLC产品的差异看起来如何使LAP获得市场份额?答案似乎是下一代MLC,它将通过与OTH的最新合作来巩固各种内部开发项目的成果。 “最终,”Ueltzhöffer补充道,“我相信我们将在过去20年中仅对技术进行渐进式改变之后,谈论MLC速度和精度方面的多项改进。”

然而,尽管LAP显然在力争在MLC性能方面实现步进功能突破,但也要考虑到,任何高级功能都必须在严格的成本/性能标准下提供。 “实用主义是关键-MLC不再只是物理学家的玩具,”Ueltzhöffer指出。 “从商业和临床的角度来看,我们希望MLC更稳定,更易于维修且易于制造。因此,我们正在评估的创新将提高性能,而不会牺牲过去十年在成本和可加工性方面取得的可观进步。”

发挥自己的优势

如果这是商业背景,那么迄今为止有哪些技术进步?根据Ueltzhöffer的说法,几种先进的MLC技术已经在研发中,并且在LAP的概念验证演示者中得到了很好的体现。目前,MLC驱动器是重点关注的一个领域,其简化的设置有望在减少占地面积,减轻重量和内置MR兼容性方面取得显著成果(以最大程度地减少MR / RT治疗系统中的屏蔽需求) 。

“就电动机和相关传感器的尺寸而言,MLC驱动器一直非常繁琐,”Ueltzhöffer说。 “因此,我们正在寻找易于集成的模块,这些模块可以在设计MLC子系统时带来更大的自由度-甚至有可能摆脱某些传输机制。”

另一个发展轨迹是评估基于激光的传感器的使用,以提供MLC叶片的光学编码和跟踪,这是当今MLC设计的传统痛点,这种设计依靠相机,其他光学传感器或电位计来完成。 Ueltzhöffer说:“这很容易。” “我们将利用来自更广泛的LAP集团的各种激光技术和专业知识来支持我们的MLC创新计划。”

如果技术端点明确-新一代MLC和功能上的“大跃进”-商业成果似乎更加流畅和细微差别。一方面,LAP打算通过为OEM设备供应商提供交钥匙MLC单元来直接集成到其放射治疗机中来扩大其市场份额。同样,Ueltzhöffer还计划将关键的MLC技术(例如驱动器,传感器和控制器)许可给希望构建自己的MLC子系统的OEM设备供应商。

Ueltzhöffer总结道:“更广泛地说,LAP一直致力于通过其MLC,QA和激光定位产品线的不断创新,为下一代放射疗法提供使能技术,尤其是诸如超分割和MR / RT等新兴模式。”

进一步阅读

另请参阅LAP网络研讨会 在充满挑战的环境中使用RadCalc最大限度地提高QA准确性和效率Thales 3D MR扫描仪的MR-直线加速器的调试和QA工作流程.

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