Оцінка величини поглиненої дози в розрахунках плану опромінення злоякісних пухлин легенів у пацієнтів із застосуванням системи CyberKnife

Наведено результати розрахунків із заниженням на 29 % величини дози при використанні алгоритму Ray-Tracing, а та-кож розглянуто зміщення в розподілі дози до здорової тканини пацієнта в планах із розташуванням пухлини на краю легене-вої тканини з низькою масовою густиною. Запропоновано та проаналі...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2011
Hauptverfasser:	Спіженко, Ю.П., Лучковський, С.М., Каденко, І.М.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України 2011
Schriftenreihe:	Ядерна та радіаційна безпека
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/97425
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Оцінка величини поглиненої дози в розрахунках плану опромінення злоякісних пухлин легенів у пацієнтів із застосуванням системи CyberKnife / Ю.П. Спіженко, С.М. Лучковський, І.М. Каденко // Ядерна та радіаційна безпека. — 2011. — № 2. — С. 56-61. — Бібліогр.: 23 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-97425
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-974252016-03-29T03:02:48Z Оцінка величини поглиненої дози в розрахунках плану опромінення злоякісних пухлин легенів у пацієнтів із застосуванням системи CyberKnife Спіженко, Ю.П. Лучковський, С.М. Каденко, І.М. Наведено результати розрахунків із заниженням на 29 % величини дози при використанні алгоритму Ray-Tracing, а та-кож розглянуто зміщення в розподілі дози до здорової тканини пацієнта в планах із розташуванням пухлини на краю легене-вої тканини з низькою масовою густиною. Запропоновано та проаналізовано проведення обов’язкового перерахунку дози алгоритмом Монте-Карло в процесі планування опромінення пацієнтів із пухлинами легенів для усунення значних система-тичних похибок величини доведеної дози. Приведены результаты расчетов с занижением на 29 % величины дозы при использовании алгоритма Ray-Tracing, а также рассмотрен сдвиг в распределении дозы в сторону здоровой ткани в планах с расположением опухоли на краю легочной ткани с низкой массовой плотностью. Предложено и проанализировано проведение обязательного перерасчета дозы алгоритмом Монте-Карло при планировании облучения пациентов с опухолями лёгких для устранения значительных систематических погрешностей величины подводимой дозы. The paper presents results of calculations with the proven dose decreased by 29 % with use of the Ray-Tracing algorithm and considers the shift of the dose distribution toward the healthy tissue with the tumor location at the edge of the lung tissue with low mass density. Obligatory dose recalculation with use of the Monte Carlo algorithm is proposed and analyzed for planning of irradiation to patients with lung tumors for eliminating systematic errors in the 2011 Article Оцінка величини поглиненої дози в розрахунках плану опромінення злоякісних пухлин легенів у пацієнтів із застосуванням системи CyberKnife / Ю.П. Спіженко, С.М. Лучковський, І.М. Каденко // Ядерна та радіаційна безпека. — 2011. — № 2. — С. 56-61. — Бібліогр.: 23 назв. — укр. 2073-6231 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/97425 539.122.04:539.1.05:615.849.114 uk Ядерна та радіаційна безпека Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
description	Наведено результати розрахунків із заниженням на 29 % величини дози при використанні алгоритму Ray-Tracing, а та-кож розглянуто зміщення в розподілі дози до здорової тканини пацієнта в планах із розташуванням пухлини на краю легене-вої тканини з низькою масовою густиною. Запропоновано та проаналізовано проведення обов’язкового перерахунку дози алгоритмом Монте-Карло в процесі планування опромінення пацієнтів із пухлинами легенів для усунення значних система-тичних похибок величини доведеної дози.
format	Article
author	Спіженко, Ю.П. Лучковський, С.М. Каденко, І.М.
spellingShingle	Спіженко, Ю.П. Лучковський, С.М. Каденко, І.М. Оцінка величини поглиненої дози в розрахунках плану опромінення злоякісних пухлин легенів у пацієнтів із застосуванням системи CyberKnife Ядерна та радіаційна безпека
author_facet	Спіженко, Ю.П. Лучковський, С.М. Каденко, І.М.
author_sort	Спіженко, Ю.П.
title	Оцінка величини поглиненої дози в розрахунках плану опромінення злоякісних пухлин легенів у пацієнтів із застосуванням системи CyberKnife
title_short	Оцінка величини поглиненої дози в розрахунках плану опромінення злоякісних пухлин легенів у пацієнтів із застосуванням системи CyberKnife
title_full	Оцінка величини поглиненої дози в розрахунках плану опромінення злоякісних пухлин легенів у пацієнтів із застосуванням системи CyberKnife
title_fullStr	Оцінка величини поглиненої дози в розрахунках плану опромінення злоякісних пухлин легенів у пацієнтів із застосуванням системи CyberKnife
title_full_unstemmed	Оцінка величини поглиненої дози в розрахунках плану опромінення злоякісних пухлин легенів у пацієнтів із застосуванням системи CyberKnife
title_sort	оцінка величини поглиненої дози в розрахунках плану опромінення злоякісних пухлин легенів у пацієнтів із застосуванням системи cyberknife
publisher	Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України
publishDate	2011
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/97425
citation_txt	Оцінка величини поглиненої дози в розрахунках плану опромінення злоякісних пухлин легенів у пацієнтів із застосуванням системи CyberKnife / Ю.П. Спіженко, С.М. Лучковський, І.М. Каденко // Ядерна та радіаційна безпека. — 2011. — № 2. — С. 56-61. — Бібліогр.: 23 назв. — укр.
series	Ядерна та радіаційна безпека
work_keys_str_mv	AT spíženkoûp ocínkaveličinipoglinenoídozivrozrahunkahplanuopromínennâzloâkísnihpuhlinlegenívupacíêntívízzastosuvannâmsistemicyberknife AT lučkovsʹkijsm ocínkaveličinipoglinenoídozivrozrahunkahplanuopromínennâzloâkísnihpuhlinlegenívupacíêntívízzastosuvannâmsistemicyberknife AT kadenkoím ocínkaveličinipoglinenoídozivrozrahunkahplanuopromínennâzloâkísnihpuhlinlegenívupacíêntívízzastosuvannâmsistemicyberknife
first_indexed	2025-07-07T04:59:30Z
last_indexed	2025-07-07T04:59:30Z
_version_	1836962936862539776
fulltext	56 Ядерна та радіаційна безпека 2 (50).2011 С вітова тенденція заміни ізотопних (як правило, кобальтових) дистанційних радіотерапевтич- них установок на медичні лінійні прискорювачі є сталою протягом тривалого часу. Як наслідок, багато медичних фізиків у світі взагалі ніколи не працювали на кобальтових установках. Проте в Україні кількість лінійних прискорювачів для використання в ме- дицині зростає невеликими темпами, основним обладнан- ням все ще залишаються ізотопні установки. Хоча лінійні прискорювачі дорожчі, ніж кобальтові установки, вони ма- ють низку важливих переваг. По-перше, лінійні приско- рювачі не потребують заміни ізотопних джерел. По-друге, в лінійних прискорювачах енергія фотонів вища за енергію гамма-квантів з кобальтового джерела, а отже, зменшуєть- ся ушкодження шкіри. Крім того, в них реалізовано опцію використання декількох енергій гальмівних фотонів для вирішення специфічних завдань у разі опромінення ураже- них органів, а також застосування пучка електронів. Дана перевага особливо проявляється в універсалізації лінійних прискорювачів щодо можливості лікування пухлин з різ- ною глибиною залягання та для зменшення ушкодження навколишніх тканин. Подальший розвиток технології застосування лінійних прискорювачів для лікування онкохворих отримали з пе- реходом до складних систем доведення дози до пухлини. Використання лінійних прискорювачів з рентгенівськими джерелами, оптичними пристроями та іншим обладнан- ням дає змогу застосовувати нові методики в радіаційній онкології, а саме: IMRT (радіотерапія з модуляцією інтен- сивності), IGRT (радіотерапія з керуванням зображення), SRT та SBRT (стереотаксична радіотерапія), SRS (стерео- таксична радохірургія) тощо. Історія виникнення та роз- витку радіохірургії пов’язана з кобальтовою установкою гамма-ніж (GammaKnife) [1], проте сьогодні у радіохірур- гії пухлин різної локалізації, через обмеженість можливос- тей гамма-ножа, використовуються такі сучасні системи, як CyberKnife, Novalis та LINAC (від різних виробників). Застосування даних систем потребує засобів для прецизій- ного доведення високої разової дози до пухлини (мішені) з мінімальними похибками, а основними джерелами по- хибок є: укладка пацієнта (зумовлює як первинну — сис- тематичну, так і щоденну — статистичну [2] похибки), ро- бота системи відстеження мішені та рух органів пацієнта між пучками; похибка абсолютної дози, похибка в процесі планування тощо. Варто звернути увагу на похибку в про- цесі планування. На даному етапі можна виділити дві ос- новні складові такої похибки: оконтурення мішені й кри- тичних органів та похибка розрахунку дози. Предметом цієї роботи є похибка розрахунку дози з використанням системи MultiPlan для лікування пухлин легенів. У звіті Американської асоціації фізиків у медицині (ААРМ) Task Group № 65 (report № 85, 2004) [3] зазна- чається, що похибка доведеної дози має бути в межах 4,4–6,6 % при похибці в розрахунку дози 1–5 % відповід- но. В майбутньому похибку доведеної дози слід скоротити до 2,7–3,9 % при похибці розрахунку дози 1–3 %. За реко- мендаціями МАГАТЕ TRS398 [4] остання похибка не може перевищувати 5 %. В той же час у багатьох системах пла- нування похибка розрахунку дози аналітичними метода- ми (зв икористанням методу pencil beam [5] тощо) взагалі не вказується. В розрахунках дози алгоритмами методу Монте-Карло (МК) статистична похибка є завжди і на- віть може задаватися для конкретного випадку залежно від розіграшу історій фотонів та сітки розрахунку дози. Проте УДК 539.122.04:539.1.05:615.849.114 Ю. П. Спіженко1, С. М. Лучковський1, 2, І . М. Каденко2 1Кібер клініка Спіженка, Капітанівка 2Київський національний університет імені Тараса Шевченка Оцінка величини поглиненої дози в розрахунках плану опромінення злоякісних пухлин легенів у пацієнтів із застосуванням системи CyberKnife Наведено результати розрахунків із заниженням на 29 % величини дози при використанні алгоритму Ray-Tracing, а та- кож розглянуто зміщення в розподілі дози до здорової тканини пацієнта в планах із розташуванням пухлини на краю легене- вої тканини з низькою масовою густиною. Запропоновано та проаналізовано проведення обов’язкового перерахунку дози алгоритмом Монте-Карло в процесі планування опромінення пацієнтів із пухлинами легенів для усунення значних система- тичних похибок величини доведеної дози. К л ю ч о в і с л о в а: �y�er�ni�e; S�RT; доведена доза,а: �y�er�ni�e; S�RT; доведена доза, розрахунок дози. Ю. П. Спиженко, С. Н. Лучковский, И. Н. Каденко Оценка величины поглощенной дозы при расчетах плана облучения злокачественных опухолей лёгких у пациен- тов с применением системы CyberKnife Приведены результаты расчетов с занижением на 29 % величины дозы при использовании алгоритма Ray-Tracing, а также рассмотрен сдвиг в распределении дозы в сторону здоровой ткани в планах с расположением опухоли на краю легочной ткани с низкой массовой плотностью. Предложено и проанализировано проведение обязательного перерасчета дозы алгоритмом Монте-Карло при планировании облучения пациентов с опухолями лёгких для устранения значительных систематических погрешностей величины подводимой дозы. К л ю ч е в ы е с л о в а: �y�er�ni�e; S�RT; алгоритмы расчё- та дозы. © Ю. П. Спіженко, С. М. Лучковський, І. М. Каденко, 2011 Ядерна та радіаційна безпека 2 (50).2011 57 Оцінка величини поглиненої дози в розрахунках плану опромінення злоякісних пухлин легенів із застосуванням системи CyberKnife залишається відкритим питання про те, з якою похибкою розраховано дозу іншими алгоритмами, відмінними від тих, що базуються на методі МК. У літературі широко представлено результати успішно- го лікування недрібноклітинного раку легенів (NSCLC) T1-2N0M0 та метастазів у легенях із застосуванням систе- ми CyberKnife [6]—[15], але, в більшості випадків, не на- ведено опису методів розрахунку поглиненої дози — лише на підставі формату наведених рисунків можна припус- тити, що розрахунок робився з використанням алгоритму Ray-Tracing (RT). За результатами проведених досліджень [16]—[20] у разі застосування алгоритму RT при опромі- нюванні гетерогенної тканини з’являється суттєва різниця в розподілах поглинених доз між виміряними значеннями та розрахованими за алгоритмом RT величинами. Дана різ- ниця пов’язана з тим, що алгоритм RT використовує про- стий метод корекції гетерогенності — метод еквівалентної довжини шляху, який фактично звужує напівтінь пучка в області з малою густиною тканини, зменшуючи погли- нання первинних фотонів, але в той же час не враховуючи збільшення вторинних електронів [20]. Subhash C. Sharma та інші показали [19], що найкращу збіжність з експеримен- тальними значеннями забезпечує використання алгоритму MК, оскільки при цьому враховується розподіл вторинних електронів. Різниця в розподілах доз між алгоритмами МК та RT може сягати 15–28 % [19], тому після перерахунку плану опромінення легенів пацієнта, розрахованим за RT та перерахованим за МК, в абсолютній більшості випадків доза для пацієнта є нижчою від такої, що має бути доведе- ною до пухлини. Ця різниця може бути більшою або мен- шою залежно від розмірів та розташування мішені, але, як правило, вона значно перевищує максимально прийнятне значення похибки розрахунку дози в 5 %. Сьогодні Accuray — компанія-виробник систем CyberKnife — рекомендує перераховувати плани опро- мінювання пацієнтів з використанням MК у випадку гетерогенності тканин, що опромінюються (легені). Проте основним алгоритмом розрахунку залишається RT. Програмне забезпечення з реалізованим алгоритмом МК не входить до стандартної комплектації системи CyberKnife і може бути поставленим за окрему плату. Якщо ж та- кий підхід не можна реалізувати, рекомендується робити розрахунок алгоритмом RT, але доведену дозу збільшувати на 10–15 %. Ми досліджували різницю в розподілах погли- неної дози, розрахованих з використанням обох алгорит- мів, та порівнювали результати розрахунків з виміряним розподілом поглиненої дози, отриманим з використанням радіохромної плівки на легеневому фантомі, а також оці- неним для пролікованих пацієнтів. МК алгоритм застосо- вано у реалізації, що є доступною від Accuray. Методи та експериментальні вимірювання. Система CyberKnife (рис. 1) — одна з найсучасніших розробок у галузі радіаційної онкології, яка дає змогу лікувати не тільки внутрішньочерепні, сферичні пухлини, а й пух- лини складної форми головного мозку та іншої локалі- зації. На даний момент у світі встановлено більше 200 таких систем і проліковано понад 90 тисяч пацієнтів [21]. CyberKnife було розроблено Джоном Адлером у 1994 р. в Стенфордському університеті. Роботизована стереотак- сична радіохірургічна система CyberKnife являє собою робот-маніпулятор з шістьма степенями вільності (KUKA Roboter GmbH, Germany), на якому встановлено компакт- ний 6 МеВ лінійний прискорювач (linac). Для колімації пучків використовуються 12 коліматорів з круглими отво- рами діаметром 5–60 мм на відстані SАD=800 мм (SАD — відстань від джерела випромінювання до центру мішені) [22]. Якщо орган, який опромінюється, рухається в такт диханню, для імітації дихальних рухів з метою максималь- но прецизійного доведення розрахованої дози до визначе- ної частини тіла пацієнта використовується система син- хронізації (Synchrony). Дана системи дозволяє, по-перше, зменшити відступ до мішені (ITV — internal target volume, Рис. 1 . Радіохірургічна стереотаксична система CyberKnife G4G44 58 Ядерна та радіаційна безпека 2 (50).2011 Ю. П. Спіженко, С. М. Лучковський, І . М. Каденко використовується у випадку руху мішені з диханням) або взагалі не використовувати даний відступ; по-друге, не зу- пиняти пучок після виходу мішені з певної фази дихання. Робот-маніпулятор під час опромінення рухається в такт з дихальними рухами за заздалегідь побудованою моделлю, що в подальшому коригується. Побудова та наступні ко- рекції моделі руху мішені здійснюються з використанням двох рентгенівських джерел, розташованих під кутом 45° до мішені та під кутом 90° один до одного. Для отриман- ня гарного покриття мішені період дихальних коливань розбивається на 8 фаз — точок синусоїдальної кривої. В кожній з цих точок робиться рентгенівське зображення для відстеження зміщення мішені внаслідок дихальних рухів. Отримують дані точки перед початком лікування, в подальшому перед кожним новим пучком роблять нові рентгенівські знімки. Таким чином, модель самокори- гується. Системою планування для CyberKnife є MultiPlan, а основним алгоритмом розрахунку дози — алгоритм RT. Даний алгоритм при обчисленні дози в певному вокселі (елементі об’єму) використовує три набори таблиць, от- римані з вимірювань на водному фантомі: 1) відношення тканина-фантом (TPR) — значення TPR для кожного колі- матора нормуються на одиницю на глибині 15 мм; 2) ко- ефіцієнт корекції розсіяння (OCR) — значення OCR для кожного коліматора приводиться до одиниці для радіусу 0 мм; 3) коефіцієнт виходу (O�) — значення O� для кож- ного коліматора приводиться до величини O�, визначе- ної як 1,0 мм для коліматора 60 мм при SAD = 800 мм. Віднормована доза D у кожній точці, що вноситься пучком, розраховується за формулою 2800( ) ( ) ( ), 800 eff eff D = OCR coll,R ,D MU SAD TPR fieldsize,D DM coll,SAD  ⋅ ×   × ⋅ (1) де coll — коліматор; R800 — ексцентричний радіус, спро- ектований до 800 мм; Deff — ефективна глибина; fieldsize — розмір поля ; 800Diameter SADFS = Coll  ⋅      MU — моніторні одиниці [23]. Іншим доступним алгоритмом розрахунку дози в сис- темі планування MultiPlan є алгоритм, побудований на ос- нові методу MК. Даний алгоритм був розроблений спіль- но компаніями Accuray та Fox Chase Cancer Center. Він охоплює багато ідей з раніш розроблених даною групою алгоритмів, наприклад MCDOSE, DOSIMETER, MCSIM та MCBEAM [23]. Для отримання експериментальних данних, що ма- ють співвідноситися з показниками дозиметрів, нами використовувалася радіохромна плівка MD-55, розра- хована на вимірювання дози в діапазоні 2—100 Гр [24]. Усі плівки сканувалися на сканері Epson Expression 100000XL. Для калібровки плівки використано одну неопромінену (фонову) плівку та 14 опромінених від 1000 MU (100 MU = 100 сГр, при SAD = 800 мм та Deff = 15 мм) до 7500 MU з кроком 500 MU. Опрацювання плівок здійснювалось у програмі ImageJ. Інтенсивність плівок визначалась як середнє значення інтенсивності в центральній області плівки. Потім інтенсивність було перераховано в оптичну густину (OD) для визначення залежності дози від неї: D = f (OD). За похибку оптичної густини бралося стандартне відхилення від середнього, визначене з формули непрямих вимірів: 2 2 ( )( ) ( ) 10,01 , ln(10) d ODOD Intensity d Intensity Intensity   D = D ⋅ =     = ⋅  ⋅  (2) де 10log aOD = Intensity      — оптична густина, за визна- ченням; a = 51007 — фонова інтенсивність; Intensity — се- редня інтенсивність опроміненої плівки, що виміряна з використанням програми ImageJ; ODD — стандартне відхилення середнього значення оптичної густини. Для апроксимації отриманої залежності доза—оптична густина використано поліном 2-го порядку (згідно з реко- мендаціями Accuray [23]) (рис.2 ). Для перевірки коректності величини дози створе- но план з використанням системи планування MultiPlan (Accuray Inc.) для фантому CIRS Dynamic Thorax Phantom 008 (рис. 3, а) з імітацією дихання. Спочатку за допомогою алгоритму розрахунку дози RT був згенерований ізоцент- ричний план з різноваговими пучками з використанням алгоритму розрахунку дози RT. Потім план перераховано алгоритмом MК з похибкою 1 %. У фантом, в спеціаль- ний куб (рис. 3, б), вставлялися взаємно перпендикулярні радіохромні плівки MD-55. Обидва плани було збереже- но для подальшого опромінення плівки. Приписана доза 2100 сГр до 70 % від максимальної дози була доставлена 87 ізоцентричними пучками. Під час опромінення фан- тому використовувалась система врахування дихання (в даному випадку імітації дихання) Synchrony Respiratory Tracking System. Результати. Після опромінення фантому двома плана- ми, чотири плівки: по дві для кожного плану аксіальної (anterior-left — AL) та сагітальної (anterior-superior — AS) проекцій, розташовані взаємно перпендикулярно у фанто- мі, були проаналізовані. На підставі попередньо проведеної калібровки інтенсивність плівки переведено у величину Рис.2 . Калібрувальна крива залежності дози від оптичної густини Ядерна та радіаційна безпека 2 (50).2011 59 Оцінка величини поглиненої дози в розрахунках плану опромінення злоякісних пухлин легенів із застосуванням системи CyberKnife доведеної дози. Для уникнення «артефактних» піків на профілях дози проведено процедуру згладжування, проте на плівках AS все ж залишилось кілька нерівномірностей. Порівняння профілів доз планів RT та МК(рис. 4) показало, що алгоритм RT завищив дозу на 7 % порівняно з алгорит- мом MК. При цьому приписана доза зменшилась на 2 Гр, що може відігравати значну роль у лікуванні пацієнта. У клінічній практиці Кібер клініки Спіженка при розрахунку дози на пухлини легенів перерахунок дози з використанням алгоритму MК є обов’язковим, з мож- ливою подальшою оптимізацією плану (за необхідності). Прикладом завищення дози алгоритмом RT є план, розра- хований для пацієнта, пролікованого в Кібер клініці Спіженка з периферійним раком легенів. На рис. 5 пока- зано аксіальний зріз плану з контурами органів та пух- лини і розподілом дози, а також гістограми доза — об’єм (DVH). У плані RT приписана доза дорівнювала 60 Гр за три фракції, ізодоза — 84 % максимальної. Покриття CTV (мішень, оконтурена рентгенологом) склало 100 %, а PTV (мішень, на яку приписується доза і що включає похибку укладки та похибку доведення дози) — більше 95 %. Проте, коли план був перерахований алгоритмом MК (без оптимі- зації, з тим самим набором пучків та вагових коефіцієнтів), покриття як CTV, так і PTV значно зменшилось внаслі- док попереднього завищення дози. Для гарного покриття мішені довелося зменшити поріг припису ізодозної лінії до 65 %, залишивши приписану дозу 60 Гр. Внаслідок цьо- го максимальна доза збільшилась з 7143 сГр до 9230 сГр. Таким чином, різниця в розрахунку дози за двома алго- ритмами склала 29 %, а приписану ізодозну лінію дове- лось зменшити на 19 %. Подальший результат порівняння двох алгоритмів показує другу важливу причину для необхідності перерахунку дози методом МК у разі розрахунку дози в легенях. На рис. 5 і 6 зображено аксіальні зрізи планів пацієнта з метастазом в легені. Для даного пацієнта був розроблений план опромінення з приписаною дозою 45 Гр за три фракції на PTV = GTV+5 мм. Доза доставлена 45 ізоцентричними різноваговими пучками з розміром коліматора 25 мм. Початковим був план, розрахований алгоритмом RT з центруванням коліматора на PTV (рис. 6, а). Приписана ізодозна лінія в 82 % покривала більше 95 % PTV. Наступний крок був пов’язаний з перерахунком розподілу дози методом МК без зміни параметрів. Внаслідок нами отримано ізодозний розподіл, що представлений на рис. 6, б. З отриманих результатів випливає, що приписана ізодоза складала 82 % та є зміщеною в напрямку входження променів, а покриття PTV склало лише 49 %. Із зменшенням приписаної ізодози до 70 % (рис. 7, а) покриття PTV зросло, але при цьому Рис. 3. Фантом CIRS Dynamic Thorax Phantom 008: а — загальний вигляд;загальний вигляд; б — куб для розміщення радіохромної плівки у фантом а б Рис. 4. Порівняння профілю дози для RT та МК:RT та МК: та МК: а — для плівки AL;AL;; б — для плівки ASAS а б 60 Ядерна та радіаційна безпека 2 (50).2011 Ю. П. Спіженко, С. М. Лучковський, І . М. Каденко Рис. 5. Аксіальний зріз та DVH плани:DVH плани: а — RT з приписаною дозою 84% — 60 Гр; б — МК з приписаною дозою 65 % —60 Гр а б Рис. 6. Аксіальний зріз планів з приписаною дозою 82 % — 4500 сГр: а — RT; б — МК а б Рис. 7. Аксіальний зріз планів з приписаною дозою 70 % — 4500 сГр: а — МК до зміщення ізоцентра; б — МК після зміщення ізоцентра а б Ядерна та радіаційна безпека 2 (50).2011 61 Оцінка величини поглиненої дози в розрахунках плану опромінення злоякісних пухлин легенів із застосуванням системи CyberKnife збільшився об’єм плевральної тканини та ребер, якіякі отримують дозу, більшу за 45 Гр, що може спричинити значні ускладнення для пацієнта. Отже, без перерахунку дози планів RT методом МК однозначно має місце заниження дози в мішені, але при цьому в деяких випадках може спостерігатися перевищення дози внаслідок переопромінення критичних (нормальних) тканин, що може призвести до важких наслідків. У даному випадку для вирівнювання розподілу дози нам вдалося змістити центрування пучків у глибину для зменшення дози на передню частину грудної клітини та кращого покриття задньої частини PTV (рис. 7, б). Висновки Нами підтверджено значне відхилення, що має місце у розрахунках дози для опромінення уражених легенів пацієнта двома алгоритмами (RT та МК) у разі значної гетерогенності тканини при використанні системи планування MultiPlan компанії Accuray. Дана різниця може сягати 29 % і проявлятися не лише внаслідок завищення величини доведеної дози в алгоритмі розрахунку RT, але й бути зумовленою значними змінами у розподілу дози, що може призводити до перевищення толерантної дози на критичні органи. Тому використання розрахунків плану опромінення лише за алгоритмом RT неприйнятні, обов’язковим є перерахунок дози методом МК у разі значної гетерогенності тканин з урахуванням наведених нами систематичних похибок. Список літератури 1. Chin L. S., Regine �.. S., Regine �. S., Regine �. Principles and Practice of Stereotactic Ra- diosurgery. — N.-Y., 2008. — P.107127–. 2. De Boer J. C. J., van Sornsen de Koste J. R., Senan S., Viss- er A. G., Heijmen B. J. M. Analysis and reduction of 3D systematic and random setup errors during the simulation and treatment of lung cancer patients with CT-based external beam radiotherapy dose planning // Int J Radiation Oncology Biol. Phys. — 2001. — V. 49. — P. 857–868. 3. Papanikolaou N. et al. Tissue inhomogeneity corrections for megavoltage photon beam: Recommendations of AAPM Radiation Therapy Committee Task group 65. — Madison, WI (USA): Medical Physics Publishing, 2004. — P. 3–9. 4. International Atomic Energy Agency, Absorbed Dose Determination in External Beam Radiotherapy: An International Code of Practice, Technical Reports Series No. 398. — 2000. — P. 1. 5. Ahnesjц A., Saxner M. and Trepp A. A pencil beam model for photon dose calculation // Med. Phys. — 1992. — V. 19, № 2. — P. 263–273. 6. Collins B. T., Erickson K., Reichner C. A., et al. Radical stereotactic radiosurgery with real-time tumor motion tracking in the treatment of small peripheral lung tumors // Radiation Oncology. — 2007. — V. 239, № 2. — P. 1–7. 7. Hara �., Soltys S. G. and Gibbs I. C. CyberKnife® Robotic Radiosurgery system for tumor treatment // Expert Rev. Anticancer Ther. — 2007. — V. 7, №. 11. — P. 1507–1515. 8. Brown �. T., �u X., �owler J. �. et al. Lung metastases treated by CyberKnife® Image-Guided Robotic Stereotactic Radiosurgery at 41 Months // Southern Medical Journal. — 2008. — V. 101, № 4. — P. 376–382. 9. Coon D., Gokhale A. S., Burton S. A., et al. Fractionated stereotactic body radiation therapy in the treatment of primary, recurrent, and metastatic lung tumors: the role of positron emission tomography/computed tomography–based treatment planning // Clinical Lung Cancer. — 2008. — V. 9, № 4. — P. 217–221. 10. Hof H., Herfarth K. K., Mьnter M., et al. Stereotactic single-dose radiotherapy of stage I non–small-cell lung cancer (NSCLC) // Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys. — 2003. — V. 56, № 2. — P. 335341. 11. McGarry R. C., Papiez L., �illiams M., et al. Stereotactic body radiation therapy of early-stage non–small-cell lung carcinoma: phase I study // Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys. —2005. — V. 63, № 4. — P. 1010–1015. 12. Hoyer M., Roed H., Hansen A. T., et al. Prospective study on stereotactic radiotherapy of limited-stage non–small-cell lung cancer // Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys. — 2006. — V. 66, № 4. — Supplement. — P. S128–S135. 13. Van der Voort N. C., van Zyp P. J.-B., Hoogeman M. S., et al. Stereotactic radiotherapy with real-time tumor tracking for non-small cell lung cancer: Clinical outcome // Radiotherapy and Oncology. — 2009. — V. 91. — P. 296–300. 14. �ulf J., Haedinger U., Oppitz U., et al. Stereotactic radiotherapy for primary lung cancer and pulmonary metastases: a noninvasive treatment approach in medically inoperable patients // Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys. — 2004. — V. 60, № 1. — P. 186–196. 15. Non-invasive stereotactic. radiosurgical treatment of. non- small cell lung cancer. Case study. The CyberKnife Centre London. http://www.cyberknifecentrelondon.co.uk/download_file.php?id=9. 16. �ilcox E. E., Daskalov G. M. Accuracy of dose measurements and calculations within and beyond heterogeneous tissues for 6 MV photon fields smaller than 4 cm produced by Cyberknife // Med. Phys. — 2008. — V. 35. — P. 2259–2266. 17. �ilcox E. E., Daskalov G. M., Lincoln H., et al. Comparison of planned dose distributions calculated by monte carlo and ray- trace algorithms for the treatment of lung tumors with cyberknife: a preliminary study in 33 patients // Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys. — 2010. — V. 77, №. 1. — P. 277–284. 18. Vanderstraeten B., Reynaert N., Paelinck L., et al. Accuracy of patient dose calculation for lung IMRT: A comparison of Monte Carlo, convolution/superposition, and pencil beam computations // Med Phys. — 2006. — V. 33. — P. 3149–3158. 19. Subhash C. Sharma, Joseph T. Ott, Jamone B. �illiams, et al. Clinical implication of adopting Monte Carlo treatment planning for CyberKnife // Journal of Applied Clinical Medical Physics. — 2010. — V. 11, № 1. — P. 170–175. 20. Van der Voort N. C., Hoogeman M. S., van de �ater S., et al. Clinical introduction of Monte Carlo treatment planning: A different prescription dose for non-small cell lung cancer according to tumor location and size // Radiotherapy and Oncology. — (article in press). 21. http://accuray.com/CorporateInfo/History.aspx Antypas C. and Pantelis E. Performance evaluation of a CyberKnife® G4 image-guided robotic stereotactic radiosurgery system // Phys. Med. Biol. — 2008. — V. 53. — P. 4697–4718. 22. Accuray Physics Essentials Guide 2009. Cyberknife System Manual. — Sunnyvale, CA: Accuray(tm) Inc. 23. Niroomand-Rad et al. Radiochromic film dosimetry: Recommendations of AAPM Radiotion Therapy Committee Task group 55 // Med.Phys. — 1998. — V. 25, № 11. — P. 2093—2115. Надійшла до редакції 22.01.2011.

Оцінка величини поглиненої дози в розрахунках плану опромінення злоякісних пухлин легенів у пацієнтів із застосуванням системи CyberKnife

Institution

Ähnliche Einträge