О ЖУРНАЛЕ
Научный журнал «Медицинская радиология и радиационная безопасность» (Мedical Radiology and Radiation Safety), ISSN 1024-6177 основан в январе 1956 г. (до 30 декабря 1993 г. выходил под названием «Медицинская радиология», ISSN 0025-8334). В 2018 году журнал получил Online ISSN: 2618-9615 и был зарегистрирован как электронное сетевое издание в Роскомнадзоре 29 марта 2018 года. На его страницах публикуются оригинальные научные статьи по вопросам радиобиологии, радиационной медицины, радиационной безопасности, лучевой терапии, ядерной медицины, а также научные обзоры; в целом журнал имеет более 30 рубрик и представляет интерес для специалистов, работающих в областях медицины¸ радиационной биологии, эпидемиологии, медицинской физики и техники. С 01.07.2008 г. Издатель журнала – ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации – Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна» ФМБА России. Учредитель с 1956 г. - Министерство здравоохранения РФ, а с 2008 г. по настоящее время – Федеральное медико-биологическое агентство.
Членами редакционной коллегии журнала являются ученые – специалисты, работающие в области радиационной биологии и медицины, радиационной защиты, радиационной эпидемиологии, радиационной онкологии, лучевой диагностики и терапии, ядерной медицины и медицинской физики. В состав редакционной коллегии входят: академики РАН, члены-корреспонденты РАН, доктора медицинских наук, профессора, кандидаты и доктора биологических, физико-математических наук и технических наук. Состав редколлегии постоянно пополняется за счет авторитетных специалистов, работающих в ближнем и дальнем зарубежье.
Периодичность выхода в свет – 6 номеров в год, объемом – 13,5 усл. печатных листов или 88 печатных страниц и тиражом 1000 экземпляров. Журнал имеет идентичную по содержанию полнотекстовую электронную версию, которая одновременно с печатным вариантом и цветными рисунками размещается на сайтах Научной Электронной Библиотеки (НЭБ) и сайте журнала. Распространение по подписке через Агентство «Роспечать» по договору № 7407 от 16 июня 2006 г., через индивидуальных покупателей и коммерческие структуры. Публикация статей бесплатная.
Журнал входит в Перечень ведущих российских рецензируемых научных журналов ВАК, рекомендованных для опубликования результатов диссертационных исследований. С 2008 г. журнал представлен в Интернете и индексируется в базе данных РИНЦ, а также входит в Перечень Russian Science Citation Index (RSCI), размещенной на платформе Web of Science. С 2 февраля 2018 года журнал «Медицинская радиология и радиационная безопасность" индексируется в мультидисциплинарной библиографической и реферативной базе SCOPUS.
Краткие электронные версии статей журнала с 2005 г. находятся в открытом доступе в разделе "Выпуски журнала". С 2011 года в открытом доступе представлены все выпуски журнала целиком, а с 2016 года - полнотекстовые версии научных статей. Полный текст остальных статей любого номера, начиная с 2005 г. могут приобрести подписчики только через НЭБ. Редакция журнала «Медицинская радиология и радиационная безопасность» в соответствии с договором с НЭБ поставляет ей в полном объеме выпускаемую продукцию с 2005 г. по настоящее время.
Основным рабочим языком журнала является русский, дополнительный язык – английский, который используется для написания названий статей, сведений об авторах, аннотаций, ключевых слов, списка литературы.
С 2017 г. журнал «Медицинская радиология и радиационная безопасность» перешел на цифровую идентификацию публикаций, присвоив каждой статье идентификатор цифрового объекта (DOI), что значительно ускорило поиск местонахождения статьи в Интернете. В дальнейшем в планах развития журнала «Медицинская радиология и радиационная безопасность» предполагается его издание в англоязычном варианте. С целью получения информации о публикационной активности журнала в марте 2015 года на сайте журнала был помещен счетчик обращений читателей к материалам, выложенным на сайте с 2005 г. по настоящее время. В течение 2015 – 2016 гг. в среднем было не более 100 – 170 обращений в день. Размещение ряда статей, а также электронных версий профильных монографий и сборников в открытом доступе резко увеличило число обращений на сайт журнала до 500 – 800 в день, а общее число посещений сайта к началу 2019 г. составило 527 тыс.
Двухлетний импакт-фактор РИНЦ, по данным на начало 2019 г., составил 0,447, с учетом цитирования из всех источников – 0,614, а пятилетний импакт-фактор РИНЦ – 0,359.
Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2019. Том 64. № 2. С. 23–32
DOI: 10.12737/article_5ca5e2677a1a06.60363700
В.А. Климанов1,2, А.С. Самойлов2, А.Э. Гаджинов3, Я.А. Пешкин3
Физика планирования протонной лучевой терапии
1. Федеральный медицинский биофизический центр им А.И. Бурназяна ФМБА России. Москва. E-mail:
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
2. Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Москва;
3. Федеральный высокотехнологичный центр медицинской радиологии ФМБА России, Димитровград
В.А. Климанов – проф. НИЯУ МИФИ, в.н.с. ФМБЦ, д.ф-м.н., проф.;
А.С. Самойлов – генеральный директор, д.м.н., профессор РАН;
А.Э. Гаджинов – врач-радиотерапевт;
Я.А. Пешкин – врач-рентгенолог
Реферат
Важнейшим этапом лучевой терапии онкологических заболеваний является планирование лучевого лечения. Этот сложный процесс применительно к протонной терапии предлагается условно разделить на медицинское и физическое планирование. В конвенциальной терапии фотонами и электронами последнее обычно называют дозиметрическим планированием, однако в приложении к протонной лучевой терапии этот этап включает существенно более широкий круг задач, связанных с модификацией и сканированием пучка протонов, расширением спектра и компенсацией пробегов, учетом при планировании неопределенностей и конечности пробегов протонов, уменьшением вклада в дозу вторичных нейтронов, созданием устойчивых к погрешностям алгоритмов оптимизации дозиметрических планов и, наконец, прецизионным расчетом дозовых распределений. Рассмотрены основные этапы и проблемы физического планирования протонной лучевой терапии. Особое внимание уделяется вопросам формирования расширенной области высокой дозы («расширенный пик Брэгга») с использованием метода рассеяния и сканирования, а также алгоритмам расчета дозовых распределений, создаваемых протонами в системах рассеяния и сканирования пучка. Наиболее подробно рассмотрены разные варианты метода тонкого луча протонов, позволяющие повысить точность расчета дозы и учесть поперечное рассеяние и флуктуации в потерях энергии протонов, особенно в конце пробега (эффект гало), аналитические и численные методы. Проведен анализ основных способов подведения дозы в системах сканирования (PBS), которые разделяются на три основных технологии: однородное сканирование, однородная доза единичного поля (SFUD), однородная доза многопольного облучения (MFUD), часто называемая протонной терапией с модуляцией интенсивности (IMPT). Проанализированы актуальные проблемы учета движения органов при планировании облучения и неопределенности в определении длин пробегов и оптимизации планов облучения. В частности, обсуждаются особенности, проблемы и современные походы к оптимизации дозиметрических планов протонной лучевой терапии. Отмечается, что одно из наиболее перспективных практических решений учета неопределенностей в определении длин пробега протонов при оптимизации заключается во включении в целевую функцию оптимизационного алгоритма возможных погрешностей. Этот прием позволяет гарантировать, что оптимизированный план облучения более надежно защитит от переоблучения нормальные ткани и критические органы, примыкающие к мишени облучения.
Ключевые слова: лучевая терапия, протоны, рассеяние протонов, модуляция пробегов, тонкий луч, доза, движение органов, неопределенность пробегов, оптимизация планирования
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Gottschalk B. Lectures (BGtalks.zip) and a draft textbook (PBS.pdf in BGdocs.zip) available for free download at http://physics.harvard.edu/~gottschalk or the Particle Therapy Co-Operative Group (PTCOG) website: http://ptcog.web.psi.ch/
- Gottschalk B. Physics of Proton Interactions in Matte. In: Proton Therapy Physics. Ed. H. Paganetti. Taylor & Francis Group. 2012. P. 20-59.
- Lu H-M, Flanz J. Characteristics of Clinical Proton Beams. In: Proton Therapy Physics. Ed. H. Paganetti. Taylor & Francis Group. 2012. P. 103-24.
- Engelsman M. Physics of Treatment Planning for Single-Field Uniform dose. In: Proton Therapy Physics. Ed. H. Paganetti. Taylor & Francis Group. 2012. P. 305-35.
- Bortfeld T. An analytical approximation of the Bragg curve for therapeutic proton beams. Med Phys. 1997;24(12):2024-33.
- Abramowitz M, Stegun IA. Eds. Handbook of Mathematical Functions. Dover, New York. 1972.
- Boon SN. Dosimetry and quality control of scanning beams. Thesis. 1998. Groningen.
- Koehler AM, Schneider RJ, Sisterson J. Range modulator for proton and heavy ions. Nucl Instrum Methods. 1975;131:437-40.
- Smith AR. Proton therapy. Med Phys. 2009;36(2):556-68.
- Hogstrom KR, Mills MD, Almond PR. Electron beam dose calculations. Phys Med Biol. 1981;26:445-59.
- Hong L, Gotein M, Buccuilini M, et al. Pencil beam algorithm for proton dose calculations. Phys Med Biol. 1996;41:1305-30.
- Szymanowski H, Oelfke U. 2D pencil beam scaling: an improved proton dose algorithm for heterogeneous media. Phys Med Biol. 2002;47:3313-31.
- Westerly DC, Mo X, Tome WA, et al. A generalized 2D pencil beam scaling algorithm for proton dose calculation in heterogeneous slab geometries. Med Phys. 2013;40: 061706. DOI: 10.1118/1.4804055.
- Clasie B, Paganetti H, Kooy HM. Dose Calculation Algorithms. In: Proton Therapy Physics. Ed. H. Paganetti. Taylor & Francis Group. 2012. P. 382-411.
- Eyges L. Multiple scattering with energy loss. Phys Rev. 1948;74:1534.
- Pelowitz DB. MCNPX User’s Manual, Version 2.7.0. Los Alamos National Laborator. 2011.
- Agostinelli S, Allison J, Amako K, Apostolakis J. Geant4 – a simulation toolkit. Nucl Instrum Methods. A. 2003;506:250-303.
- Paganetti H. Monte Carlo simulation. In: Proton Therapy Physics. Ed. H. Paganetti. Taylor & Francis Group. 2012. P. 266-304.
- Lu HM, Brett К , Shapr G, et al. A respiratory-gated treatment system for proton therapy. Med Phys. 2007;34:3273-78.
- Furukawa T, Inaniwa T, Sato S, et al. Design study of a raster scanning system for moving target irradiation in heavy-ion therapy. Med Phys. 2007;34:1085-97.
- Bert C, Laito N, Schmidt A. Target motion tracking with scanned particle beam. Med Phys. 2007;34:4768-71.
- Bert C, Durante M. Motion in radiotherapy: particle therapy. Phys Med Biol. 2011;56:R113-R144.
- Pflugfelder D, Wilkens JJ, Oelfke U. Worst case optimization: A method to account for uncertainties in the optimization of intensity modulated proton therapy. Phys Med Biol. 2008;53:1689-700.
- Liao L, Lim GJ, Li Y. Robust Optimization for intensity modulated proton therapy plans with multi-isocenter large fields. Int. J. Particle Ther. 2016;4:305-11.
Для цитирования: Климанов В.А., Самойлов А.С., Гаджинов А.Э., Пешкин Я.А. Физика планирования протонной лучевой терапии // Мед. радиология и радиационная безопасность. 2019. Т. 64. № 2. С. 23–32.
PDF (RUS) Полная версия статьи