Сухих Евгения Сергеевна, к. ф.-м. н., доцент; начальник отдела медицинской физики радио-терапевтического отделения
пр-т Ленина, 30, Томск, 634050; пр-т Ленина, 115, Томск, 634050
Evgeniya S. Sukhikh, Cand. Phys.-Math. Sc., Associate Professor; Head of Medical Physics Division, Radiotherapy Department
prospekt Lenina, 30, Tomsk, 634050, Russian Federation; prospekt Lenina, 115, Tomsk, 634050, Russian Federation
Шейно Игорь Николаевич, к. ф.-м. н., заведующий лабораторией методов и технологий лучевой терапии
ул. Живописная, 46, Москва, 123182
Igor' N. Sheyno, Cand. Phys.-Math. Sc., Head of Laboratory for Methods and Technologies Radiation Therapy
ul. Zhivopisnaya, 46, Moscow, 123182, Russian Federation
Сухих Леонид Григорьевич, д. ф.-м. н., директор исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов
пр-т Ленина, 30, Томск, 634050
Leonid G. Sukhikh, Dr. Phys.-Math. Sc., Director, Research School of Physics of High-Energy Processes
prospekt Lenina, 30, Tomsk, 634050, Russian Federation
Талецкий Александр Владимирович, врач-радиотерапевт радиотерапевтического отделения
пр-т Ленина, 115, Томск, 634050
Aleksandr V. Taletskiy, Radiotherapist, Radiotherapy Department
prospekt Lenina, 115, Tomsk, 634050, Russian Federation
Вертинский Андрей Владимирович, медицинский физик отдела медицинской физики радиотерапевтического отделения
пр-т Ленина, 115, Томск, 634050
Аndrey V. Vertinskiy, Medical Physicist, Medical Physics Division, Radiotherapy Department
prospekt Lenina, 115, Tomsk, 634050, Russian Federation
Ижевский Павел Владимирович, к. м. н., доцент, вед. науч. сотр. лаборатории методов и технологий лучевой терапии
ул. Живописная, 46, Москва, 123182
Pavel V. Izhevskiy, Cand. Med. Sc., Associate Professor, Leading Researcher, Laboratory for Methods and Technologies of Radiation Therapy
ul. Zhivopisnaya, 46, Moscow, 123182, Russian Federation
Цель. Определение наиболее эффективного режима облучения пациента (общая доза и доза за фракцию) для гипофракционированного лечения карцином предстательной железы на основе радиобиологических критериев вероятности локального контроля опухоли (TCP) и вероятности осложнений в нормальных тканях (NTCP).
Материал и методы. На примере томографической информации 5 пациентов с аденокарциномой предстательной железы низкого риска созданы дозиметрические планы облучения с использованием методики объемной модуляции интенсивности излучения. Рассмотрен диапазон общих доз от 33,5 до 38 Гр, подводимых за 4 и 5 фракций. На основе концепции эквивалентной равномерной дозы А. Niemierko на базе рассчитанных дифференциальных гистограмм «доза–объем» смоделированы величины TCP с учетом неопределенностей основных радиобиологических параметров и рассчитаны показатели NTCP для передней стенки прямой кишки как наиболее облучаемого органа риска. Отбор эффективного дозиметрического плана проводился по критерию вероятности контроля опухоли без лучевых осложнений (UTCP), то есть TCP×(1–NTCP).
Результаты. Результаты моделирования критерия UTCP показывают, что при увеличении суммарной дозы растет величина TCP, но возрастает и величина NTCP, поэтому оптимальными планами облучения являются облучение суммарной дозой 34 Гр за 4 фракции или дозой 36–37 Гр за 5 фракций. Разница между режимами фракционирования заключается в том, что при 4 фракциях значение критерия UTCP достигается за счет большего значения TCP, а при 5 фракциях – за счет меньшей нагрузки на стенку прямой кишки.
Заключение. Выбор конкретного режима фракционирования должен определяться на основе рассчитанных значений дифференциальных гистограмм «доза–объем» для каждого пациента, а также из радиобиологических критериев, таких как TCP, NTCP и UTCP.
Objective. To determine the most effective irradiation regimen (total dose and dose per fraction) for hypofractionated treatment for prostate carcinomas according the TCP/NTCP radiobiological criteria.
Material and methods. Using the tomographic information of five patients with low-risk prostate adenocarcinoma as an example, the authors devised dosimetric radiation therapy plans using the volumetric modulated arc therapy (VMAT) procedure. They considered the range of total doses of 33.5 to 38 Gy administered in 4 and 5 fractions. Based on the equivalent uniform dose concept proposed by A. Niemierko and on the computed differential dose volume histograms, the investigators modeled local tumor control probability (TCP) values, by taking into account the uncertainties of main radiobiological parameters, and estimated normal tissue complication probabilities (NTCP) for the anterior rectal wall as the organ most at risk of irradiation. An effective dosimetric plan was selected according to the UTCP criterion and the probability of complication-free tumor control, i.e. TCP (1 – NTCP).
Results. The results of modeling the UTCP criterion show that with a higher total dose, the TCP value increases and so does the NTCP value, therefore the optimal radiation therapy plans are to irradiate with a total dose of 34 Gy over 4 fractions or with a dose of 36–37 Gy over 5 fractions. The difference between the fractionation regimens is that the UTCP value is achieved with a higher TCP value over 4 fractions and with a lower load on the rectal wall over 5 fractions.
Conclusion. The choice of a specific fractionation regimen should be determined from the calculated values of differential dose volume histograms for each patient, as well as from radiobiological criteria, such as TCP, NTCP and UTCP.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.