Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2018. Том 63. № 5. С. 41–47

РАДИАЦИОННАЯ ФИЗИКА, ТЕХНИКА И ДОЗИМЕТРИЯ

DOI: 10.12737/article_5bc896bae399e0.21861306

В.А. Лисин

Линейно-квадратичная модель в планировании нейтронной терапии на циклотроне У-120

Научно-исследовательский институт онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра РАН, Томск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В.А. Лисин – д.т.н., профессор

Реферат

Цель: Рассмотреть возможность применения линейно-квадратичной модели (ЛКМ) для планирования режимов облучения в дистанционной терапии злокачественных опухолей быстрыми нейтронами на циклотроне У-120 по критерию ранних лучевых реакций.

Материал и методы: Для решения поставленной задачи применена ЛКМ, описывающая реакцию тканей на фракционированное облучение. Для оценки степени корректности полученных результатов проведено их сравнение с аналогичными результатами, найденными на основе модели время–доза–фракция (ВДФ), успешно применяемой для планирования нейтронной терапии.

Результаты: Найдены параметры ЛКМ αн и βн для кожи в случае облучения ее нейтронами. С применением найденных параметров получена зависимость однократной дозы нейтронов от числа сеансов терапии для базовой длительности курса. Зависимость хорошо совпадает с аналогичной зависимостью, найденной по модели ВДФ, что указывает на корректность способа ее расчета. При использовании ЛКМ для планирования нейтронной терапии рассмотрен вопрос, связанный с учетом временных интервалов между сеансами. С этой целью для реальных курсов проведено сравнение суммарного эффекта, определяемого по ЛКМ, и фактора ВДФ. Различие между сравниваемыми величинами не превышает 6 %, что позволяет исключить необходимость учета временнóго интервала при планировании режима нейтронной терапии по ЛКМ.

Рассмотрены два способа контроля степени поражения нормальной ткани на основе применения ЛКМ, для которых получены соответствующие математические выражения. Первый способ основан на оценке части использованной толерантности облучаемой ткани, а второй осуществляется путем перевода применяемого режима фракционирования дозы в нейтронной терапии в изоэффективный стандартный режим фотонной терапии.

Выводы: Показано, что ЛКМ может быть применена для планирования режимов облучения в нейтронной терапии пациентов со злокачественными новообразованиями на циклотроне У-120 по критерию ранних лучевых реакций. Достигнутый результат расширяет возможности радиобиологического планирования нейтронной терапии и может служить основой для разработки способа применения ЛКМ при прогнозировании поздних лучевых осложнений.

Ключевые слова: нейтронная терапия, планирование, линейно-квадратичная модель, ранние лучевые реакции

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Wagner F.M., Specht H., Loeper-Kabasakal B., Breitkreutz H. Современное состояние терапии быстрыми нейтронами // Сибирский онкол. журнал. 2015. № 6. С. 5–11.
2. Лисин В.А. Модель ВДФ для дистанционной терапии злокачественных опухолей быстрыми нейтронами // Мед. радиология. 1988. Т. 33. № 9. С. 9–12.
3. Павлов А.С., Фадеева М.А., Карякина Н.Ф. и соавт. Линейно-квадратичная модель в расчетах изоэффективных доз, в оценке противоопухолевого эффекта и лучевых осложнений при лучевой терапии злокачественных опухолей. – Пособие для врачей. Москва. 2005. 67 с.
4. Клеппер Л.Я. Сравнительный анализ LQ модели и модели Ellis при облучении кожи // Мед. физика. 2010. № 4. C. 29–36.
5. Акимов А.А., Афанасьев Б.П., Козлов А.П. и соавт. Оценка биологической эффективности различных режимов фракционирования дозы при дистанционной лучевой терапии. – СПб.: Изд-во СПбМАПО. 2008. 26 с.
6. Joiner M.C., Bentzen S.M. Fractionation: the linear-quadratic approach // In: Basic Clinical Radiobiology. Ed. by Joiner M.С., A. van der Kogel. 2009. P. 102–120.
7. Великая В.В., Мусабаева Л.И., Старцева Ж.А., Лисин В.А. Быстрые нейтроны 6,3 МэВ в комплексном лечении больных местными рецидивами рака молочной железы // Вопросы онкологии. 2015. Т. 61. № 4. С. 583–585.
8. Musabaeva L.I., Startseva Z.A., Gribova O.V. et al. Novel technologies and theoretical models in radiation therapy of cancer patients using 6.3 MeV fast neutrons produced by U-120 cyclotron // AIP Conf. Proc. 2016. Vol. 1760. 020050 (2016).
9. Gribova O.V., Musabaeva L.I., Choynzonov E.L. et al. Neutron therapy for salivary and thyroid gland cancer // AIP Conf. Proc. 2016. Vol. 1760. 020021 (2016).
10. Velikaya V.V., Musabaeva L.I., Lisin V.A., Startseva Z.A. 6.3 MeV fast neutrons in the treatment of patients with locally advanced and locally recurrent breast cancer // AIP Conf. Proc. 2016. Vol. 1760. 020069. (2016).
11. Гулидов И.А., Мардынский Ю.С., Цыб А.Ф., Сысоев А.С. Нейтроны ядерных реакторов в лечении злокачественных новообразований. – Обнинск: Изд-во МРНЦ РАМН. 2001. 132 с.
12. Важенин А.В., Рыкованов Г.Н. Уральский центр нейтронной терапии: история создания, методология, результаты работ. – М.: Издательство РАМН. 2008. 124 с.
13. Kondratjeva A.G., Kolchuzhkin A.M., Lisin V.A., Tropin I.S. Properties of absorbed dose distribution in heterogeneous media // J. Physics: Conf. Series. 2006. Vol. 41. № 1. P. 527–530.
14. Лисин В.А. Оценка параметров линейно-квадратичной модели в нейтронной терапии // Мед. физика. 2010. № 4. С. 5–12.
15. Catterall M., Bewley D. K. Fast Neutrons in the Tre­atment of Cancer. – London, Academic Press, New York, Grune and Stratto. 1979. 394 p.
16. Dale R.G., Jones B. The assessment of RBE effects using the concept of biologically effective dose // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. Vol. 43. № 3. 1999. P. 639–645.
17. Холин В.В. Радиобиологические основы лучевой терапии опухолей. – Л.: Медицина. 1979. 220 с.
18. Мусабаева Л.И., Слонимская Е.М., Лисин В.А. и соавт. Нейтронная терапия в комплексном лечении местнораспространенного рака молочной железы // Мед. радиол. и радиац. безопасность. 1998. Т. 43. № 2. С. 49–54 .

Для цитирования: Лисин В.А. Линейно-квадратичная модель в планировании нейтронной терапии на циклотроне У-120 // Мед. радиология и радиационная безопасность. 2018. Т. 63. № 5. С. 41–47.

DOI: 10.12737/article_5bc896bae399e0.21861306

PDF (RUS) Full-text article (in Russian)