2) создания разреженной среды в ускоряющей секции во избежание пробоя и уменьшения электронных потерь
3) измерения отпущенной дозы, а также для управления параметрами пучка излучения в реальном времени за счет обратных связей
4) формирования пучка излучения сложной формы (+)
Многолепестковый коллиматор (multileaf collimator, MLC) предназначен для пространственного формирования терапевтического пучка в соответствии с геометрией мишени. Он состоит из множества индивидуально перемещаемых металлических лепестков, обычно изготовленных из материала с высоким атомным номером, например вольфрама. Независимое изменение положения лепестков позволяет экранировать отдельные участки поля и создавать сложный контур облучения, максимально соответствующий проекции опухолевого объема.
Особенно важна работа MLC при конформной лучевой терапии, IMRT и VMAT. При IMRT лепестки изменяют не только форму поля, но и пространственное распределение интенсивности излучения, а при VMAT их движение синхронизируется с вращением гентри и изменением мощности дозы. Это позволяет повысить конформность дозного распределения, обеспечить требуемое покрытие планируемого объема мишени и одновременно уменьшить дозовую нагрузку на окружающие органы риска.
Другие узлы линейного ускорителя выполняют принципиально иные функции: вакуумная система обеспечивает движение электронов в ускоряющей структуре с минимальными потерями, мониторные ионизационные камеры контролируют дозу и параметры пучка, а элементы электронного тракта формируют требуемое распределение электронного излучения. Поэтому именно многолепестковый коллиматор является основным устройством для динамического геометрического моделирования терапевтического поля.
| Элемент линейного ускорителя | Основная функция | Роль в формировании облучения |
|---|---|---|
| Многолепестковый коллиматор (MLC) | Независимое перемещение множества лепестков | Создание сложной формы поля и модуляция интенсивности |
| Первичный коллиматор | Ограничение расходящегося пучка после мишени | Задает исходные геометрические пределы фотонного пучка |
| Вторичные коллиматорные диафрагмы | Формирование прямоугольных границ поля | Определяют общие размеры поля облучения |
| Мониторная ионизационная камера | Измерение выходной дозы и характеристик пучка | Обеспечивает дозиметрический контроль и обратную связь |
| Вакуумная система | Поддержание низкого давления в ускоряющей секции | Снижает столкновения и энергетические потери электронов |
| Рассеивающая фольга для электронов | Расширение и выравнивание электронного пучка | Формирует клинически пригодное электронное поле |
| Выравнивающий фильтр или режим FFF | Изменение профиля фотонного пучка | Определяет пространственный профиль мощности дозы |
Точность позиционирования лепестков MLC имеет непосредственное дозиметрическое значение, поэтому их положение регулярно проверяется в рамках контроля качества линейного ускорителя. Ошибки движения лепестков способны приводить к недооблучению мишени или нежелательному увеличению дозы в критических структурах. Современные системы планирования лечения учитывают геометрию лепестков, их пропускание и особенности межлепесткового просачивания излучения при расчете трехмерного распределения дозы.