К. Н. ЗАЙЦЕВ, В. Н. КУЛАКОВ1, О. В. МИЩЕРИНА, , И. Н. ШЕЙНО1, В. Ф. ХОХЛОВ1
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
1ГНЦ – Институт биофизики, М3 РФ, Москва
СИСТЕМЫ ДОЗИМЕТРИЧЕСКОГО ПЛАНИРОВАНИЯ
ДЛЯ НЕЙТРОН-ЗАХВАТНОЙ ТЕРАПИИ
злокачественных опухолей –
современное состояние и тенденции
Проанализировано состояние современных программных систем дозиметрического планирования для нейтрон-захватной терапии злокачественных опухолей. Отмечены тенденции развития дозиметрических систем и проблемы их клинического применения.
Онкологические заболевания являются одной из самых серьезных проблем в мировом здравоохранении. В среднем около 70% таких больных проходит лечение с помощью лучевой терапии. Одним из активно развиваемых методов лучевой терапии является нейтрон-захватная терапия (НЗТ), использующая нейтронное излучение в сочетании с препаратом, избирательно накапливаемым опухолью.
Корректный расчет доз, оценка дозовых распределений в тканях и задание оптимальных параметров сеанса облучения имеют критическое значение для здоровья пациента [1]. Прогресс в области компьютерных технологий позволил значительно продвинуться в области планирования лучевой терапии с использованием программных систем дозиметрического планирования (СДП). Основная функция СДП – составить индивидуальный план облучения на основе анатомической информации пациента, данных о распределении и фармакокинетике нейтрон-захватных препаратов в опухоли и здоровых тканях, точного описания источника нейтронов и представления о характере распределения дозы в теле пациента.
Среди существующих систем дозиметрического планирования для НЗТ рассматриваются BNCT_Rtpe/rtt_MC, SERA, MINERVA (INEEL-MSU, США), MacNCTPlan, NCTPlan, MiMMC (MIT, США), JCDS (Япония), THORPlan (Tайвань), CARONTE/BDTPS (Италия) [2,3,4].
Современные системы дозиметрического планирования для нейтрон-захватной терапии находятся на этапе совершенствования. Некоторые СДП уже не только много лет используются в экспериментах НЗТ и расчетных исследованиях, но и стали своего рода эталонами для сравнений при разработке новых систем (SERA, NCTPlan). Одновременно эти системы становятся отправной точкой для создания новых комплексных систем (MINERVA, MiMMC).
Функциональные возможности и качество любой СДП зависят от типа алгоритмов, используемых на различных этапах процесса планирования. Критическое значение имеет скорость расчета дозовых распределений, в связи с чем, совершенствование систем проходит на фоне перехода к воксельному представлению геометрии фантомов, адекватно описывающих индивидуальное анатомическое строение тела пациента, реконструированных на основе современных средств визуализации. Такое представление непосредственно получают из данных томографических исследований локализации опухолей у пациентов.
Использование воксельных фантомов позволяет существенно упростить геометрический модуль программ стохастического моделирования процесса переноса излучений, и как результат, значительно (до 10 раз) ускорить скорость расчета дозовых распределений по методу Монте-Карло в используемой многими СДП программе MCNP. Воксельное представление геометрии фантомов открывает возможность использования также и эффективных детерминистских (сеточных) методов расчета.
Помимо функциональных качеств, перспективность СДП в современных условиях зависит от программно-аппаратной платформы, а также универсальности системы (мультимодальности).
Для клинического применения СДП необходимо исследования сравнительной эффективности на ряде тестовых задач с учетом возможностей используемых компьютеров, а также методов визуального контроля как исходных данных, так и результатов.
Список литературы
missioning and quality assurance of computerized planning systems for radiation treatment of cancer.– Vienna: International Atomic Energy Agency, (Technical reports series, ISSN 0074–1914. No.43
2. Current status of neutron capture therapy. IAEA. Tecdoc. Vienna. 2001.
3. Research and Development in Neutron Capture Therapy. Proc. of the 10th International Congress on Neutron Capture Therapy. Editors: W. Sauerwein, R. Moss, A. Wittig, Monduzzi Editore S. p.A. 2002.
4. Applied Radiation and Isotopes 61, Proc. of the 11th World Congress on Neutron Capture Therapy. Elsevier Ltd. 2004.
