Preview

Вестник рентгенологии и радиологии

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

Радиобиологическая оценка дозиметрических планов для стереотаксической радиотерапии рака предстательной железы в зависимости от режима фракционирования

https://doi.org/10.20862/0042-4676-2019-100-5-263-269

Полный текст:

Аннотация

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.

Об авторах

Е. С. Сухих
ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»; ОГАУЗ «Томский областной онкологический диспансер»
Россия

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



И. Н. Шейно
ФГБУ «Государственный научный центр – Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна» Федерального медико-биологического агентства России
Россия

Шейно Игорь Николаевич, к. ф.-м. н., заведующий лабораторией методов и технологий лучевой терапии

ул. Живописная, 46, Москва, 123182



Л. Г. Сухих
ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
Россия

Сухих Леонид Григорьевич, д. ф.-м. н., директор исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов

пр-т Ленина, 30, Томск, 634050



А. В. Талецкий
ОГАУЗ «Томский областной онкологический диспансер»
Россия

Талецкий Александр Владимирович, врач-радиотерапевт радиотерапевтического отделения

пр-т Ленина, 115, Томск, 634050



А. В.  Вертинский
ОГАУЗ «Томский областной онкологический диспансер»
Россия

Вертинский Андрей Владимирович, медицинский физик отдела медицинской физики радиотерапевтического отделения

пр-т Ленина, 115, Томск, 634050



П. В. Ижевский
ФГБУ «Государственный научный центр – Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна» Федерального медико-биологического агентства России
Россия

Ижевский Павел Владимирович, к. м. н., доцент, вед. науч. сотр. лаборатории методов и технологий лучевой терапии

ул. Живописная, 46, Москва, 123182



Список литературы

1. Lo S.S., Teh B.S., Lu J.J., Schefter T.E. (Eds.). Stereotactic body radiation therapy. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag; 2012.

2. Харченко В.П., Клеппер Л.Я., Панышин Г.А., Сотникова В.М., Даценко П.В. Математическое моделирование зависимости вероятности лимфомы Ходжкина от суммарной очаговой дозы. Медицинская физика. 2005; 4 (28): 28–35.

3. Brenner D.J. The linear-quadratic model is an appropriate methodology for determining isoeffective doses at large doses per fraction. Semin. Radiat. Oncol. 2008; 18 (4): 234–9. DOI: 10.1016/j.semradonc.2008.04.004

4. Li X.A., Alber M., Deasy J.O., Jackson A., Jee K.W., Marks L.B. et al. The use and QA of biologically related models for treatment planning: short report of the TG-166 of the therapy physics committee of the AAPM. Med. Phys. 2012; 39 (3): 1386–409. DOI: 10.1118/1.3685447

5. National Radiotherapy Implementation Group Report. Stereotactic Body Radiotherapy Clinical Review of the Evidence for SBRT. NHS. National Cancer Action Team. Part of the National Cancer Programme. 2010: 13–25. Available at: http://www.academia.edu/978819/National_Radiotherapy_Implementation_Group_Report_Stereotactic_Body_Radiotherapy_Clinical_Review_of_the_Evidence_for_SBRT (accessed October 14, 2019).

6. Benedict S.H., Yenice K.M., Followill D. Stereotactic body radiation therapy: the report of AAPM Task Group 101. Med. Phys. 2010; 37 (8): 4078–101. DOI: 10.1118/1.3438081

7. Chatterjee S., Willis N., Locks S.M., Mott H., Kelly C.G. Dosimetric and radiobiological comparison of helical tomotherapy, forward-planned intensity modulated radiotherapy and two-phase conformal plans for radical radiotherapy treatment of head and neck squamous cell carcinomas. Br. J. Radiol. 2011; 84 (1008): 1083–90. DOI: 10.1259/bjr/53812025

8. Niemierko A. Reporting and analyzing dose distributions: a concept of equivalent uniform dose. Med. Phys. 1997; 24 (1): 103–10. DOI: 10.1118/1.598063

9. Niemierko A.A. Unified model of tissue response to radiation. In: Proceedings of the 41th AAPM annual meeting. Nashville, Tennessee, 1999. Med. Phys. 1999: 1100.

10. Diot Q., Kavanagh B., Timmerman R., Miften M. Biologicalbased optimization and volumetric modulated arc therapy delivery for stereotactic body radiation therapy. Med. Phys. 2012; 39 (1): 237–45. DOI: 10.1118/1.3668059

11. Geinitz H., Roach M. 3rd, van As N. (Eds.) Radiotherapy in prostate cancer innovative techniques and current controversies. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag; 2015.

12. Kang S.W., Chung J.B., Kim J.S., Kim I.A., Eom K.Y., Song C. et al. Optimal planning strategy among various arc arrangements for prostate stereotactic body radiotherapy with volumetric modulated arc therapy technique. Radiol. Oncol. 2017; 51 (1): 112–20. DOI: 10.1515/raon-2017-0005

13. RTOG/EORTC Late Radiation Morbidity Scoring Schema. Available at: https://www.rtog.org/ResearchAssociates/AdverseEventReporting/RTOGEORTCLateRadiationMorbidityScoringSchema.aspx (accessed October 14, 2019)

14. Semenenko V.A., Reitz B., Day E., Qi X.S., Miften M., Li X.A. Evaluation of a commercial biologically based IMRT treatment planning system. Med. Phys. 2008; 35 (12): 5851–60. DOI: 10.1118/1.3013556

15. Ghandour S., Matzinger O., Pachouda M. Volumetric-modulated arc therapy planning using multicriteria optimization for localized prostate cancer. J. Appl. Clin. Med. Phys. 2015; 16 (3): 5410. DOI: 10.1120/jacmp.v16i3.5410

16. Gregoire V., Mackie T.R., De Neve W., Gospodarowicz M., Purdy J.A., van Herk M., Niemierko A. Prescribing, recording, and reporting photon beam intensity-modulated radiation therapy (IMRT). ICRU Report No. 83. J. ICRU. 2010; 10 (1): 92. DOI: 10.1093/jicru/10.1.Report83

17. Landberg T., Chavaudra J., Dobbs J., Gerard J.P., Hanks G., Horiot J.C. et al. Prescribing, recording, and reporting photon beam therapy. ICRU Report No. 62. J. ICRU. 1999; 32 (1): 52. DOI: 10.1093/jicru/os32.1.Report62

18. Dasu A., Toma-Dasu I. Prostate alpha/beta revisited – an analysis of clinical results from 14168 patients. Acta Oncologica. 2012; 51 (8): 963–74. DOI: 10.3109/0284186X.2012.719635

19. Brenner D.J., Hall E.J. Fractionation and protraction for radiotherapy of prostate carcinoma. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 1999; 43 (5): 1095–101. DOI: 10.1016/s0360-3016(98)00438-6

20. Levegrün S., Jackson A., Zelefsky M.J., Venkatraman E.S., Skwarchuk M.W., Schlegel W. et al. Risk group dependence of dose-response for biopsy outcome after three-dimensional conformal radiation therapy of prostate cancer. Radiother. Oncol. 2002; 63 (1): 11–26. DOI: 10.1016/s0167-8140(02)00062-2


Для цитирования:


Сухих Е.С., Шейно И.Н., Сухих Л.Г., Талецкий А.В., Вертинский А.В., Ижевский П.В. Радиобиологическая оценка дозиметрических планов для стереотаксической радиотерапии рака предстательной железы в зависимости от режима фракционирования. Вестник рентгенологии и радиологии. 2019;100(5):263-269. https://doi.org/10.20862/0042-4676-2019-100-5-263-269

For citation:


Sukhikh E.S., Sheyno I.N., Sukhikh L.G., Taletskiy A.V., Vertinskiy A.V., Izhevskiy P.V. Radiobiological Evaluation of Dosimetric Plans for Stereotactic Radiotherapy for Prostate Cancer According to Fractionation Regimen. Journal of radiology and nuclear medicine. 2019;100(5):263-269. (In Russ.) https://doi.org/10.20862/0042-4676-2019-100-5-263-269

Просмотров: 38


ISSN 0042-4676 (Print)
ISSN 2619-0478 (Online)