Климанов Радиобиологическое и дозиметрическое планиров. Ч.1 2011

Рис. 3.18. Сравнение между методом облучения при фиксированном SSD (а) и изоцентрическим методом (б) для четырехпольного облучения двумя парами противоположно направленных полей. Проекции центральных осей пучков на кожу совпадают c пересечением или проекциями настенных лазеров (толстый пунктирные линии) [8]

Лазеры направлены в изоцентр и поэтому пересекаются с пациентом, что дает возможность использовать боковые метки для контроля неподвижности и отсуствия поворота пациента при перехо-

221

де к оставшимся полям. Хотя применение ОИР не является обязательным для оставшихся полей, он служит полезным дополнительным контролем величины SSD для каждого пучка.

При облучении методом постоянных пучков SSD ОИР и лазеры должны устанавливаться для каждой точки входа пучков с помощью поперечного и вертикального перемещения стола. При этом еще требуются дополнительные измерения для проверки отсутствия поворота пациента. Изоцентрический план поэтому легче реализуется, так как укладка и настройка проводятся только один раз на первом поле.

Отметим также дополнительные преимущества: а) компенсация небольших систематических ошибок при определении расстояний (и, следовательно, отпускаемых доз), особенно в случае параллельных противоположных полей; б) изменение толщины пациента будет влиять только на ослабление излучения тканью, но не на расстояние до мишени, которое остается постоянным.

Иногда высказывается мнение, что многопольное облучение при постоянном SSD упрощает расчет дозы, так как ослабление по закону обратных квадратов сохраняется неизменным и может быть выбранным их таблиц. Однако использование таблиц TPR или TMR при изоцентрическом облучении не сильно осложняет вычисления. Поэтому если не имеется проблемы из-за возможного столкновения гантри со столом или пациентом, то предпочтительным является изоцентрический метод облучения.

6.2. Статические пучки

При изоцентрической технике изоцентр аппарата помещается на определенной глубине внутри пациента, а пучки направляются на него с разных направлений. РИО (SAD) поддерживается постоянным, а РИП (SSD) меняется в зависимости от направления. Имеет место следующее соотношение:

SSD SAD d ,

(3.5)

где d – глубина изоцентра.

Главное преимущество метода – легкость, с которой многопольное облучение реализуется за один день. Еѐ надежность основывается на точности аппаратного изоцентризма, а не на кожных

222

метках, которые в большинстве случаев не являются надежными точками.

6.3. Ротационное облучение

Ротационное облучение является одним из вариантов изоцентрической техники. При ротационной терапии пучок вращается непрерывно вокруг пациента, или пучок неподвижен, а вращается пациент. Хотя этот метод и применяется для облучения ряда локализаций опухолей, он имеет мало преимуществ перед многопольным облучением. Часто это дело личного предпочтения.

Ротационное облучение наиболее подходит для небольших, глубоко расположенных опухолей. Если опухоль ограничена зоной, простирающейся не далее, чем на полпути от центра контура поперечного сечения, ротационное облучение может быть наилучшим выбором.

Ротация не рекомендуется, если:

•облучаемый объем слишком велик;

•внешняя поверхность сильно отличается от цилиндрической;

•опухоль слишком далека от центра сечения.

•требуется сложная блокировка.

Расчеты для ротационной терапии могут выполняться так же, как и для статических изоцентрических пучков. Необходимо только расставить разумное число пучков по контуру пациента через фиксированный угловой интервал. Мощность дозы в изоцентре равна:

				(3.6)
Diso Dref T ,

где Dref – референсная мощность дозы в зависимости от выбора

T ;

T может быть средним TAR или TMR (усреднение по всем глубинам для выбранных углов).

В случае использования TAR Dref мощность дозы в свободном пространстве для данного размера поля в изоцентре, а в случае

223

				для данного поля на РИО. При					использова-
TMR Dref			есть Dmax
нии TMR получаем следующее выражение:
						S p TMR ,			(3.7)
				Diso	D0 Sc
					2	на РИО.
где D0 есть Dmax для поля 10х10см

Рис. 3.19. Изодозовые распределения при ротационной терапии с разными углами

ротации для 4 МВ пучка и размера поля 7х12 см в изоцентре: А – угол ротации =100о, Б – угол ротации 180о, В – полная ротация 360о [1]

224

В случае ЛУЭ D0 является мощностью мониторных единиц

(MЕ или англ. MU). Обычно регулировкой добиваются, чтобы в изоцентре на глубине Dmax для поля 10х10см2 1 MЕ = 1 сГр.

Расчет ИК для ротационной терапии очень трудоемок, и его лучше выполнять на компьютере по специальным программам. На рис. 3.19 показано три примера ИК: а) 100-градусная дуговая (arc) ротация (или секторное облучение); б) 180-градусная дуговая ротация; в) полная 360-градусная ротация.

В то время как Dmax для 360-градусной ротации находится в изоцентре, для частичной дуговой ротации Dmax смещается вперед к облучаемому сектору. Это иллюстрирует важный принцип, что в случае дуговой терапии или когда косые поля направляются через одну сторону пациента, они должны быть нацелены на некоторое

расстояние за область опухоли. Эта особенность иногда называется «за точку» (past pointing) и зависит от величины дуги.

7. Облучение с клиньями

Нередко опухоли простираются от поверхности в глубину на несколько сантиметров. В этом случае для получения подходящего дозового распределения полезно использовать два клиновидных пучка, направленных с одной стороны пациента.

На рис 3.20,А показаны ИК для двух угловых пучков без клиньев. В районе перекрытия пучков дозовое распределение крайне неоднородно. Доза максимальна вблизи поверхности и быстро падает с увеличением глубины.

Введение в пучки подходящих клиньев делает дозовое распределение поля достаточно однородным (рис. 3.20,Б, см. также рис. 3.7 и 3.8). Доза падает быстро за зоной перекрытия или области «плато».

Имеются три параметра, влияющие на область плато (его глубину, форму и дозовое распределение): ζ, Ф и S, где ζ – угол клина, Ф – петлевой угол, S – разъединение. Они показаны на рис. 3.21. Авторы работы [9] нашли оптимальное соотношение между параметрами, обеспечивающее наиболее однородное распределение дозы в области плато:

225

90o	.	(3.8)
	2

Это уравнение определяет условия, как для заданного угла петли найти угол клина, чтобы ИК каждого поля были бы параллельны биссектрисе петлевого угла. При этих условиях суммирование ИК двух полей дает однородное результирующее распределение.

Однако выполнение соотношения (3.8) не гарантирует оптимальный план для любого контура пациента. В уравнении (3.8) предполагается, что ИК с клином не модифицируются поверхностью пациента. На практике это не так. Данная проблема может быть решена с помощью компенсаторов, которые создают поверхность, перпендикулярную оси каждого пучка. Альтернативное решение – модификация самого клина так, чтобы часть клина работала бы как компенсатор, а оставшаяся как настоящий клин. Однако расчет такого клина сложен.

Рис. 3.20. Изодозовые распределения для двух угловых пучков: А–без клиньев, Б – с клиньями [1]

Согласно уравнению (3.8) для каждого петлевого угла требуются клинья со своим углом. Реально же существуют клинья 15о, 30о, 45о и 60о. Этого набора обычно достаточно для широкого диапазона петлевых углов.

226

Рис.3.21. Параметры клиновых пучков; ζ – угол клина, Φ –петлевой угол, S – разъединение

Так как парная клиновая техника регулярно используется для обработки поверхностных опухолей, то допускаются области с повышенной (до +10 %) дозой (горячие пятна). Эти горячие пятна (англ. hot spot) образуются под тонкими концами клиньев.

Подходящие ИК для облучения некоторых опухолей дают комбинации клиновых и открытых полей. Пример показан на рис. 3.16

и 3.22.

Рис. 3.22. План облучения при использовании открытого и клинового поля для 4 МВ. Открытое поле взвешено на 100 % и боковое поле на 15 % в изоцентре [1]

227

8. Дозовая спецификация для терапии внешними пучками

Для развития радиационной терапии важное значение имеет возможность сравнения различных методик лучевого лечения. В большинстве случаев наилучшая доза для конкретной болезни определяется эмпирически путем сравнения результатов облучения с разными дозами и с разными схемами фракционирования. Однако сравнение возможно только в том случае, если курсы лучевой обработки регистрируются согласующимся и значимым образом.

До тех пор пока не будет проводиться тщательный анализ схем фракционирования дозы и описываться детально облучаемый объем, результаты лечения не могут обобщаться независимыми исследователями. К сожалению, эта проблема часто игнорируется, поэтому Международная комиссия по радиационным единицам и измерению (MKРE) выработала рекомендации для обобщенной системы дозовой спецификации. Позднее в публикациях № 50 и 62 [10,11] MKРE пересмотрела и детализировала эти рекомендации.

8.1. Спецификация объемов

Согласно рекомендациям МКРЕ [10], вводится пять основных объемов в пациенте (рис.3.23), в которых проводится расчет и

регистрацию доз. Этим объемам дается следующее описание:

• Определяемый объем опухоли (Gross Tumor Volume -GTV).

GTV демонстрирует протяжение и локализацию злокачественного новообразования. Его протяжение может быть определено пальпацией, прямой визуализацией или косвенно через технику восста-

новления изображений.

• Клинический объем опухоли (Clinical Target Volume – СTV). GTV обычно окружен районом нормальной ткани, которая может быть поражена микроскопическими метастазами опухоли. Могут существовать также дополнительные объѐмы вследствие предположительных субклинических распространений. Такие объемы называются CTV. CTV – анатомическая концепция, представляющая известный или предполагаемый объѐм опухоли.

228

Определяемый объем

опухоли

Клинический объем

Планируемый объем

Терапевтический объем

Облученный объем

Рис. 3.23. Схематическая диаграмма, показывающая рекомендации MKРE для описания объемов и доз

•Планируемый объем облучения (Planning Target Volume – РTV). РTV изменяется во времени как по размеру, так и по расположению в результате движения пациента и тканей, содержащих CTV. Поэтому вокруг CTV проводится воображаемая поверхность, включающая все эти изменения. Это крайняя воображаемая поверхность. Результирующий планируемый объем (PTV) является геометрическим понятием, учитывающим цепной эффект всех возможных геометрических вариаций.

•Облучаемый объем (Treated Volume – TV). Облучаемый объем в России часто называют терапевтическим объемом.

Цель лучевой терапии – обеспечить высокую и однородную дозу в PTV и ограничить дозу в остальной области до минимума. Вследствие ограниченности (на практике) числа и формы полей облучения терапевтический объем обычно имеет регулярную форму, которая охватывает CTV. Терапевтический объем – это объем, охватываемый некоторой выбранной изодозовой поверхностью, выбранной врачом-онкологом как наиболее адекватной для достижения цели лечения.

•Облученный объем (Irradiated Volume – IV). В процессе облучения PTV естественно происходит облучение также и окружающих тканей. Облучаемый объем определяется как объем тка-

229

ней, получающих значимую дозу, например, больше 20 % от мишенной дозы. Сравнение между TV и IV для разных пучков и их комбинаций может использоваться в оптимизации.

8.2. Органы риска

MKРE определяет органы риска (ОР или OR) как нормальные ткани, чья высокая чувствительность к радиации может существенно влиять на планирование лечения и /или величину предписанной дозы. Другими словами – это такие органы, чья чувствительность к радиации такова, что получаемые ими при облучении дозы могут стать значимыми по отношению к их толерантности. Это, в свою очередь, может потребовать изменения в плане облучения. Особое внимание следует обращать на органы, которые, возможно, и не примыкают непосредственно к CTV, но имеют очень низкую толерантную дозу (например, зрительный нерв, костный мозг и др.).

8.3. Рекомендации для регистрации дозы

MKРE рекомендует, чтобы всегда регистрировались (протоколировались) дозы вблизи центра PTV, а также максимальная и минимальная дозы в PTV. По возможности нужно регистрировать также среднюю дозу, ее стандартное отклонение и гистограмму доза-объем (см. раздел 9).

Центральная точка, в которой регистрируется величина дозы, называется согласно MKRE контрольной или референсной (ссылочной) точкой. Выбор этой точки должен удовлетворять следующим критериям:

•доза в этой точке клинически значима и представляет дозу в

PTV;

•контрольная точка легко определяется;

•точка находится в области, где доза рассчитывается достаточно точно;

•точка выбирается в районе, где нет большого градиента в дозовом распределении.

230