A method for testing the performance and the accuracy of the binary MLC used in helical tomotherapy = Eine Methode einer Performance- undGenauigkeitsprüfung des binären MLC desTomotherapie-Systems - Lissner, Steffen; Schubert, Kai; Klüter, Sebastian; Oetzel, Dieter; Debus, Jürgen (Zeitschrift für medizinische Physik, 2013)
During a helical tomotherapy a binary MLC is used for fluence modulation. The 64 pneumatically driven leaves of the MLC are either completely open or closed. The fast and frequent leaf movements result in a high demand of accuracy and stability of the MLC. This article is based on the analytical investigation of the accuracy and the stability of the MLC. Different patterns of MLC movements were generated to investigate the characteristics of the MLC. One of the considered aspects contains the friction between the leaves. The influence of variations of the compressed air on the MLC was also explored. The integrated MVCT detector of the tomotherapy system deposits the treatment data in a matrix. The detector is triggered with the linear accelerator, which is pulsed by 300Hz. The data matrix is available after the treatment. An IDL (Interactive Data Language) routine was programmed in order to analyse the matrix. The points of time, at which the leaves open (POT), and the period, in which the leaves stay open (LOT), were measured and compared with the desired values. That procedure has been repeated several times a week for approximately 6 months to investigate the stability of the MLC. Relative deviations of the LOT from -0.4% to -5.4% were measured. The friction between the leaves had no significant influence on the LOT. The available compressed air, that is used to move the leaves, depends on the number of moving leaves and also on the previous movements of the MLC. Variations of the compressed air resulted in deviations of the LOT from -1.8% to -3.7%. The measured POT deviates from the programmed POT up to -18.4ms±0.7ms. This maximal deviation correlates with a shift of the gantry angle of 0.52̊ which is negligible. The MLC has shown a stable behaviour over the 6 months. A separate consideration of the leaves showed no higher standard deviation of the LOT than ±0.7ms during the investigated time. The variation between the different leaves is much higher than the deviations of LOT caused by friction and changes of compressed air. The deviations of the LOT vary between -2.6ms and -11.0ms. The developed method is feasible in order to recognize a deterioration of the MLC performance. - Zusammenfassung - Zur Fluenzmodellierung bei der helikalen Tomotherapie wird ein binärer MLC verwendet. Die 64 druckluftbetriebenen Lamellen des MLC sind entweder offen oder geschlossen. Die schnellen und zahlreichen Lamellenbewegungen stellen hohe Anforderungen an Stabilität und zeitliche Genauigkeit des MLC. Das Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Genauigkeit und Stabilität der Lamellenbewegungen. Für die Untersuchungen von Reibungseinflüssen und Einflüssen von Druckluftunterschieden auf die Performance des MLC wurden verschiedene Bewegungssequenzen für die Lamellen generiert. Der MVCT-Detektor des Tomotherapie-Systems speichert die empfangenen Signale in Form einer Matrix, die nach der Durchführung der Prozedur von dem System heruntergeladen werden kann. Die Reihen der Datenmatrix korrespondieren mit den Pulsen des Linearbeschleunigers und die Spalten mit den Detektorkanälen des MVCT-Detektors. Eine IDL-Routine wurde programmiert, um die Daten zu analysieren. Es wurden die Öffnungsdauern und Öffnungszeitpunkte der Lamellen während der verschiedenen Bewegungsmuster gemessen und mit den Sollwerten verglichen. Für die Untersuchung der Stabilität des MLC wurden Daten über 6 Monate mehrmals pro Woche generiert. Während der Untersuchungen wurden Abweichungen der Öffnungsdauer der Lamellen von -0,4% bis -5,4% gemessen. Die Messungen haben gezeigt, dass Reibung zwischen den Lamellen keinen signifikanten Einfluss auf die Lamellenbewegung hat. Die verfügbare Druckluft für die Bewegung der Lamellen hängt stark von der Anzahl der gleichzeitig bewegten Lamellen und von den vorhergegangenen Lamellenbewegungen ab. Die Untersuchungen zu den Einflüssen der Druckluftunterschiede ergaben Abweichungen der Öffnungsdauer der Lamellen von -1,8% bis -3,7%. Die gemessenen Abweichungen der Öffnungszeitpunkte wichen von den programmierten Werten um bis zu -18,4ms±0,7ms ab. Diese maximale Abweichung entspricht einer zu vernachlässigenden Abweichung des Gantrywinkels von 0,52̊. Der MLC hat über 6 Monate ein stabiles Verhalten gezeigt. Keine der Lamellen hatte über den Messzeitraum eine Standardabweichung größer als ±0,7ms. Jedoch sind die Unterschiede zwischen den verschiedenen Lamellen deutlich größer als die durch Reibung und Druckluftunterschiede erzeugten Abweichungen der Öffnungsdauer. Die entwickelte Methode ist geeignet nachlassende Performance des MLC in einem frühen Stadium zu erkennen und entsprechende Maßnahmen einzuleiten.