кандидат физико-математических наук;
candidate of physical and mathematical sciences;
доктор физико-математических наук;
doctor of physical and mathematical sciences;
кандидат медицинских наук;
candidate of medical sciences;
кандидат физико-математических наук;
candidate of physical and mathematical sciences;
Цель: Анализ физической и радиобиологической эквивалентности дозовых распределений, полученных при планировании гипофракционированного стереотаксического облучения предстательной железы и верификации трехмерным цилиндрическим дозиметром. Материалы и методы: На основе анатомических данных 12 пациентов с диагнозом карциномы предстательной железы, стадии T2N0M0 с низким риском разработаны планы стереотаксической лучевой терапии с объемно-модулированным облучением (VMAT) в режиме облучения РОД 7,25 Гр за 5 фракций (СОД = 36,25 Гр) при номинальной энергии фотонного излучения 10 МВ. Разработанные планы верифицированы с использованием трехмерного цилиндрического фантома ArcCHECK. При этом измеряли трехмерное распределение дозы в фантоме, на основе которого с помощью программного обеспечения 3DVH рассчитывались значения трехмерного гамма-индекса и гистограммы доза–объём оконтуренных анатомических структур. Следуя рекомендациям AAPM TG-218, критерием физической сходимости рассчитанного и измеренного дозового распределения было выбрано значение гамма-индекса γ (3 %, 2 мм, глобальная нормализация – ГН) при пороге, равном 20 % от дозового максимума плана и при совпадении точек не менее 95 %. Для анализа радиобиологической эквивалентности рассчитанного и измеренного дозового распределения использовались критерии вероятности локального контроля (TCP) и вероятности осложнений для нормальных тканей (NTCP), полученные на основе рассчитанных и измеренных гистограмм доза–объём. Для анализа использовались контуры мишени (PTV) и передней стенки прямой кишки. Для расчёта значений критериев TCP, NTCP использовался подход A. Niemierko, основанный на концепции равномерной однородной дозы (equivalent uniform dose, EUD). Результаты: Результаты физической сходимости планов для всех пациентов по контуру «все тело» оказались выше 95% при критерии γ (3%, 2 мм, ГН). Сходимость по контуру PTV лежит в диапазоне (75,5-95,2)%. Величины TCP и NTCP, полученные на основе измеренных гистограмм доза–объем, оказались для всех пациентов выше запланированных значений. Показано, что в действительности ускоритель доставляет несколько более высокую дозу на контур PTV и переднюю стенку прямой кишки, чем планируется первоначально. Заключение: Возможности современного дозиметрического оборудования позволяют перейти к верификации планов лечения на основе анализа радиобиологической эквивалентности на основе критериев TCP / NTCP с учётом индивидуальных особенностей пациента и возможностей оборудования для лучевой терапии.
Purpose: Carrying out the analysis of the physical and radiobiological equivalence of dose distributions obtained during the planning of hypofractionated stereotactic radiation therapy of the prostate cancer and verification using a three-dimensional cylindrical dosimeter. Material and Methods: Based on the anatomical data of twelve patients diagnosed with prostate carcinoma, stage T2N0M0 with low risk, plans were developed for stereotactic radiation therapy with volumetric modulates arc therapy (VMAT). The dose per fraction was 7,25 Gy for 5 fractions (total dose 36,25 Gy) with a normal photon energy of 10 MV. The developed plans were verified using a three-dimensional cylindrical ArcCHECK phantom. During the verification process, the three-dimensional dose distribution in the phantom was measured, based on which the values of the three-dimensional gamma index and the dose–volume histogram within each contoured anatomical structures were calculated with 3DVH software. The gamma index value γ (3 %, 2 mm, GN) at a threshold equal to 20 % of the dose maximum of the plan and the percentage of coincidence of points at least 95 % was chosen as a criterion of physical convergence of the calculated and measured dose distribution according to the recommendations of AAPM TG-218. To analyze the radiobiological equivalence of the calculated and measured dose distribution, the local control probability (TCP) and normal tissue complication probability (NTCP) criteria were used based on the calculated and measured dose–volume histograms. Contours of the target (PTV) and the anterior wall of the rectum were used for the analysis. The approach based on the concept of equivalent uniform dose (EUD) by A. Niemierko was used to calculate the values of TCP/NTCP criteria. Results: The results of physical convergence of plans for all patients on the contour of the whole body were higher than 95 % for the criteria γ (3 %, 2 mm, GN). The convergence along the PTV contour is in the range (75.5–95.2)%. The TCP and NTCP values obtained from the measured dose-volume histograms were higher than the planned values for all patients. It was found that the accelerator delivered a slightly higher dose to the PTV and the anterior wall of the rectum than originally planned. Conclusion: The capabilities of modern dosimetric equipment allow us move to the verification of treatment plans based on the analysis of TCP / NTCP radiobiological equivalence, taking into account the individual characteristics of the patient and the capabilities of radiation therapy equipment.