Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2026. Том 71. № 4

DOI:10.33266/1024-6177-2026-71-4-145-148

М.В. Яковлев

ФОРМИРОВАНИЕ ПРОТОННОГО ПУЧКА ДЛЯ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ

Центральный научно-исследовательский институт машиностроения, Королев

Контактное лицо: М.В. Яковлев, e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

РЕФЕРАТ

Цель: Разработка и обоснование новых методик формирования протонного пучка для лучевой терапии, обеспечивающих равномерное распределение поглощённой дозы в клиническом объёме мишени (CTV) при снижении лучевой нагрузки на здоровые ткани. Особое внимание уделяется методам, не требующим перенастройки ускорительных систем и, как следствие, пригодным для использования в реальном времени.

Методы: В работе рассмотрены два основных подхода. Первый основан на сканировании клинического объёма пиком Брэгга с использованием вращающегося диска из тканеэквивалентного материала с кольцевой проточкой переменной глубины (патент № 2823897) либо с применением комбинации двух фильтров-поглотителей при узком пучке протонов (патент № 2837979). Второй метод (патент № 2823905) заключается в преобразовании моноэнергетического пучка в пучок сложного спектрального состава путём пропускания протонов через набор фильтров разной толщины, закреплённых в виде сегментов на вращающемся диске. Толщина и ширина фильтров выбираются пропорционально разности пробегов протонов и амплитуде столбцов гистограммы заданного спектра.

Результаты: Таким образом, предложенные методики позволяют:

‒ Сканировать CTV пиком Брэгга по глубине без необходимости перенастройки ускорителя.

‒ Воспроизводить как равномерные, так и сложные распределения поглощённой дозы (за счёт изменения профиля проточки и скорости вращения диска).

‒ Преобразовывать моноэнергетический пучок протонов в пучок с произвольным спектральным составом, воспроизводя гистограмму заданного спектра по средней энергии частиц и их относительному количеству.

‒ Снизить дозовую нагрузку на здоровые ткани по сравнению с методом пассивного рассеяния и уменьшить объём предварительных вычислений.

Выводы: Разработанные методики сканирования пиком Брэгга и формирования сложного спектрального состава пучка являются эффективными, не требуют доработки систем ускорителя и могут быть использованы в реальном времени при проведении сеансов лучевой терапии, а также для экспериментальной отработки лечебных процедур. Их применение способствует повышению точности облучения и снижению нежелательных лучевых последствий для окружающих здоровых тканей. 

Ключевые слова:  пучок протонов, лучевая терапия, клинический объем, поглощенная доза, методика сканирования, преобразование спектра протонов

Для цитирования: Яковлев М.В. Формирование протонного пучка для лучевой терапии // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2026. Т. 71. № 4. С. 145–148. DOI:10.33266/1024-6177-2026-71-4-145-148

Список литературы

1. Лебедева Ж.С. Формирование дозных распределений в протонной онкоофтальмологии: Дис. … канд. физ.-мат. наук. СПб., 2015. 134 с.

2. Stroom J., Heijmen B. Safety Margins for Geometric Uncertainties in Radiotherapy and the ICRU-62 Report // Radiother. Oncol. 2002. No.64. Р. 75.

3. Циклотрон Ц-80: новые перспективы в области ядерной медицины. Электронный ресурс: https://www.atomic-energy.ru/SMI/2017/03/31/74329.

4. Шилобреев Б.А., Лазурик В.Т., Яковлев М.В. Граничные эффекты в элементах бортовой аппаратуры космических аппаратов при действии потоков ионизирующего излучения. М.: Физматлит, 2017. 152 с. ISBN 978-5-9221-1755-5.

5. Яковлев М.В., Яковлева А.Д. Способ оперативного формирования распределений поглощенной дозы протонов в облучаемом объекте при проведении операций лучевой терапии, Патент № 2823897 G01T 1/29, A61N 5/10// Бюл. № 22. Опубл. 30.07.2024.

6. Яковлев М.В. Способ формирования распределений поглощенной дозы протонов в облучаемом объекте при проведении операций лучевой терапии, Патент № 2837979 G01T 1/29, A61N 5/10// Бюл. № 10. Опубл. 07.04.2025.

7. Яковлев М.В., Яковлева А.Д. Способ преобразования пучка моноэнергетических протонов в пучок протонов сложного спектра при проведении операций лучевой терапии, Патент № 2823905 G01T 1/02, A61N 5/10// Бюл. № 22. Опубл. 30.07.2024.

  PDF (RUS) Полная версия статьи

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование.  Исследование не имело спонсорской поддержки.

Участие авторов.  Cтатья подготовлена одним автором.

Поступила:  20.03.2026. Принята к публикации: 25.04.2026.