Автореферат и диссертация по медицине (14.00.14) на тему:Дозиметрическое и радиобиологическое планирование внутритканевого облучения злокачественных новообразований слизистой оболочки полости рта

РГЗ од

| Т V-: г *Ч

На правах рукописи

Аль Згул Басам Юсеф

ДОЗИМЕТРИЧЕСКОЕ И РАДИОБИОЛОГИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ВНУТРИТКАНЕВОГО ОБЛУЧЕНИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ПОЛОСТИ РТА

14.00.14 - онкология 03.00.01 - радиобиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1997

Работа иыпо.шепа в Онкологическом научном центре им. Н.Н.Блохин Российской Лк°акдсмип Медицинских Наук.

Научные руководители:

доктор физико-математических наук

доктор медицинских наук

В.А.Костылев. М.И.Нечушкин

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор доктор физико-математических наук, профессор

А.Г.Коноплянников

Б.Я.Наркевич

Ведущее учреждение:

Московский научно-исследовательский онкологический институт им.П.А.Герцена МЗМП России

£ и

Защита состоится "й ¿-"июня 1997 года в часов на заседании специализированного совета Д 001.17.01. при Онкологическом Научном Цен Iре Российской АМН по адресу: 115478 Москва. Каширское шоссе, 24.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВОНЦ Автореферат разослан мая 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета:

кандидат медицинских наук. Ю.В.Шишкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. Внутритканевая лучевая терапия эффективно ис-тользуется в самостоятельном варианте, а также как часть сочстанного или <омбинированного курса при лечении опухолей различных локализаций. Контактное облучение (брахитерапия) делает возможным подведение высокой дозы с заданному объему с наименьшей лучевой нагрузкой на здоровые ткани и критические органы. Это преимущество контактного облучения, а также требуемая очность подведения планируемой дозы ±5% реализуется лишь при соблюде-1ии комплекса мер, составляющих программу гарантии качества в контактом >блученин. Разработка и внедрение в клинику комплекса методов по обес-[ечепию качества контактной лучевой терапии, в том числе, дозиметрического [ радиобиологического планирования является актуальной задачей.

Новые возможности контактной лучевой терапии повысили требования к ровню выполнения сопутствующей дозиметрии, дозиметрического и радио-¡иологического планирования и реализации всего плана облучения. По ному дновременно с установкой в отделении радиохирургии ОНЦ РАМН аппарата ггпсго8е1ес1гоп-иЖ" и освоением методик контаютого облучения опухолей лизистой оболочки полости рта, была начата разработка способов дозимет-ического и радиобиологического сопровождения внутритканевого облучения, [акопленный нами опыт позволил сформулировать, отработать и внедрить омплекс мер, включающих предлучевую подготовку, радиобиологическое и озиметрическое планирование контактного облучения опухолей слизистой болочки полости рта, повысив тем самым эффективность внутритканевого учевого лечения, проводимого в ОНЦ РАМН.

Цель и задачи исследования. Основной целью работы является повыше-ие качества лечения злокачественных новообразований слизистой оболочки олости рта на основе исследования радиобиологических и дозиметрических араметров, лежащих в основе планирования внутритканевого облучения и

формирования комплекса мер по обеспечению гарантии его качества. В ветствни с целью исследования были поставлены следующие задачи:

1. Разработать методику калибровки источника (ЗмКи), оцб необходимость проведения собственной аттестации источников излучения.

2. Сформулировать задачи и отработать методики дозиметричес обеспечения внутритканевого облучения опухолей слизистой оболочки по; рта источниками низкои активности

на аппарате "ппсго8е1ес1гоп-1ЛЖ

3. Исследовать этап топометрической подготовки к контактному лучению больных с опухолями слизистой оболочки полости рта, и предло необходимый для этой локализации объем топометрического исследования

4. Проанализировать результаты сочетанной лучевой терапии гр; больных раком слизистой оболочки полости рта с целью поиска клини1 значимых параметров неоднородности дозного поля. Исследовать возможг оценки физического дозного поля по гистограммам доза-объем.

5. Разработать на основе проведенных исследований методику радис логического и дозиметрического планирования контактного облучения ог лей слизистой оболочки полости рта, гарантирующую выполнение требуе качества внутритканевой лучевой терапии.

Научная новизна. Впервые выполняется комплекс физических, нических и клинических мероприятий, составляющих основу программы п тип качества внутритканевого облучения злокачественных новообразов слизистой оболочки полости рта.

Для источников

низкой активности разработана система дози рического обеспечения контактного облучения, реализация которой непос ственно влияет на точность подведения планируемой дозы.

Впервые разработано конкретное содержание топометрической подгот больного к контактному облучению опухолей слизистой оболочки полости определены роль и место топометрического исследования в общем объеме готовки к лучевому лечению.

Исследованы способы оценки и коррекции дозных полей путем построения гистограмм доза-объем и оптимизации времени нахождения источника излучения в активной позиции.

Впервые определены клинически значимые факторы неоднородности лозного поля, позволяющие проводить оценку дозиметрического планирования и прогнозировать результаты контактной лучевой терапии больных злокачественными новообразованиями слизистой оболочки полости рта.

Научно-практнческая значимость. На основе проведенных исследований и разработанных методик планирования контактного облучения опухолей слизистой оболочки полости рта в отделении радиохирургии ОНЦ РЛМН осуществляется дозиметрическое сопровождение, дозиметрическое и радиобиологическое планирование лучевой терапии опухолей головы-шеи, проводимой на аппарате "microSelectron-LDR.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из 4 глав, изложенных на 124 страницах , иллюстрирована 13 таблицами и 26 рисунками и состоит из введения, описания материалов и методов исследования, собственных исследований и их обсуждения, заключения и выводов. Список цитируемой литературы включает &4 работы на русском и 67 на иностранных языках.

Материалы и методы исследования.

Аппараты для проведения контактного облучения, источники излучения. Работа выполнена с использованием аппарата для проведения контактного облучения по принципу "remote afterloading". "MicroSelectron-LDR" Nucletron) — 15-канальный аппарат для проведения контактного облучения в 1иапазоне низкой мощности дозы (LDR). Конструкция аппарата предусматри-тет работу с гибкими сборками на основе

Вычислительная техника. Основная часть работы выполнена на IBM 'ersonal Sistem/2, модель 80-111, включающей главный процессор 80386, ЮМНг, сопроцессор 80387, 3,5 дюймовый дисковод для дискет 1,44 МВт, жсст-:ий диск 115 МВт, IBM модель 8513 цветной монитор, матричный принтер, ди-

гитайзер 16x24 дюйма, HP А4/АЗ графический шестицветный плоттер. Про граммпый комплекс NPS, инсталлированный на PS-2 дает возможность прово дить планирование контактного облучения на аппаратах "Selectron" "microSelectron-LDR", "microSelectron-HDR", и объемных имплантаций корот коживущих изотопов; программу для "microSelectron-LDR" можно адаптирова л для расчета дозных полей от источников для ручного введения.

Методы дозиметрии. Калибровка источника l37Cs проводилась в цилиндрическом фантоме, предназначенном для относительной калибровки детекторов, применяемых для прямой дозиметрии в контактной лучевой терапии, и определения активности источника излучения по значению поглощенной дозы в ткани (PTW - Freiburg). Источник и камера помещались в адаптеры с каналами для тонкого катетера диаметром 2 мм и Farmer-type ионизационной камеры объемом 0,6 см1 соответственно. Геометрия фантома обеспечивает расстояние источник-камера 8,0 см. Измерения проводились ионизационной камерой с чувствительным объемом 0,6 см3 и универсальным дозиметром UNIDOS.

Ионизационная камера PTW30001 Farmer-type открытого типа, предназначенная для использования в твердотельном фантоме, имеет чувствительный объем 0,6 см3, материал стенок — плексиглас с графитовым слоем, плотность материала стенок — 1,18 г/см1, толщина стенок 0,45 мм, радиус измерительного объема 3,05 мм, материал электрода — Al, его диаметр — 1мм, длина — 21,2 мм, равновесный колпачок — плексиглас. Напряжение на камере -400 В. Предпочтительное направление излучения — перпендикулярно к оси камеры. Область применения камеры PTW30001 —фотоны в диапазоне энергий от 70 кВ до 60Со.

Клинический материал. С 1991 по 1995 г. по разработанным методикам ланирования на аппарате 1гпсго8е!ес1гоп-1ЛЖ проведено лечение ±3 больных с пухолями слизистой оболочки полости рта.

Подробный анализ клинического материала приведен в диссертациях на оискание ученой степени доктора медицинских наук Матякпна Г.Г и в совме-тных публикациях с врачем Е.А. Сидоренко. Топометрическое исследование и абота со снимками проводилось с сотрудником ОЛТКД С.Ю. Морозовой. Рет-оспекгивный анализ клинического материала с применением гистог рамм доза-бъем - для группы больных с опухолями слизистой полости рта проводился овместно с врачом отделения радиохирургии Е.А. Сидоренко.

Результаты и обсуждение.

ДОЗИМЕТРИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОНТАКТНОГО ОБЛУЧЕНИЯ

Современные требования к точности подведения планируемой дозы ±5% выделяют дозиметрическое обеспечение как один из основных физических аспектов, определяющих качество контактного облучения. Средства и методы проведения дозиметрических исследований решают следующие задачи:

1. Определение активности источника излучения.

2. Исследование содержимого контейнера-хранилища.

3. Определение позиции источника в интрастате (аппликаторе) и ее соответствие с его программируемым положением.

Определение активности капсулированного источника "'Се. При контактном облучении доза ионизирующего излучения пропорциональна активности применяемых источников излучения. В настоящее время для расчета параметров аппликаций в диапазоне низкой и средней мощности дозы используется значение активности излучателя, указанное в калибровочном сертификате изготовителя, где сила источника выражена в терминах мощности кермы в воздухе на расстоянии 1 м от источника. Для спецификации источника используются также значения мощности экспозиционной дозы в свободном воздухе и активность капсулированного источника. По мнению ряда авторов, наилучшим способом калибровки источника для контактной лучевой терапии является значение поглощенной дозы в ткани, измеренное вблизи источника.

Значения поглощенной дозы и/или мощности дозы на расстоянии 1-10 см от источника излучения представляют наибольший интерес, так как именно в этом диапазоне находится граница мишени и располагается точка дозирования (точка референсной дозы). Основными трудностями при определении поглощенной дозы на малых расстояниях от источника являются точность определения расстояния источник-камера и большой градиент дозы по объему камеры. Для уменьшения погрешностей, обусловленных этими факторами, и воспроиз-

водимости геометрии калибровочных измерений мы проводили их в твердом тканеэквивалентном фантоме.

Была проведена калибровка источников l37Cs в твердом фантоме. По результатам измерений определялось среднее значение мощности кермы в воздухе для набора гибких сборок l37Cs, которое сравнивалось с соответствующей величиной, указанной в сертификате. Работа проводилась в следующей последовательности:

1)в специальном фантоме из плексигласа (ПММЛ) измеряли значение поглощенной дозы на расстоянии 8 см от оси источника;

2) проводили расчет значения дозы в ткани по компьютерной программе NPS для геометрии эксперимента;

3)по отношению измеренной и расчетной величин определяли среднее фактическое значение реферепсной кермы в воздухе для выбранного набора источников.

Для измерений использовали фантом диаметром 20 см и высотой 15 см, имеющий канал в центре и 4 канала, расположенных на дуге окружности радиусом 8 см. Адапторы из пластмассы позволяют размещать в фантоме без воздушного зазора ионизационную камеру и тонкие катетеры для источников. Два гибких катетера с источниками излучения по 5-7 гранул располагались симметрично относительно ионизационной камеры на расстоянии 8 см от ее оси. Геометрический центр чувствительного объема камеры располагается на расстоянии 6,7 см от верхней плоскости фантома, центр последней активной гранулы гибкой сборки из семи источников располагается на 2 мм ниже, глубина канала адаптера достаточна для проведения измерений с 5, 6 и 7-гранульными сборками. Геометрия эксперимента восстанавливалась по рентгенограммам, по этим же снимкам на системе дозиметрического планирования NPS проводился расчет поглощенной дозы в ткани в центре объема камеры.

При сравнении результатов измерений в фантоме и расчета дозы в ткаш необходимо делать поправку на материал фантома:

Mw = Pph-Mph, (1)

где М„ и Mph — показания электрометра; Ррь — поправка на плотность. Для расчета значения ррь учитывали разницу поглощения и рассеяния из лучения водой и ПММА, использовали фактор коррекции для точечного ис точника 137Cs, приводимый Kornelsen & Young ("Brahytherapy build-up factor" Brit. J. Radiol., 1981, vol. 54, p. 136,):

S(d) = (1 + 1'14(^d)U°)e"Md, (2)

где: S — поправочный коэффициент;

d — расстояние от точечного источника (8,0 см); ц — коэффициент линейного ослабления. Мы использовали (ц/р)„=0,08957 см2/г и (ц/р)рь=0,08701 см2/г где ррь=1,18 г/см3— плотность материала. По нашим расчетам ррь= 1,024.

Чтобы компенсировать недостаточность объема твердого фантома дл: полного рассеяния, его помещали в резервуар с водой размером 40Х 30Х 20см.

Табл.1 представляет характеристики ионизационной камеры и значени: коэффициентов, которые использовались для расчета значения поглощенно! дозы в ткани.

Таблица 1.

Характеристики ионизационной камеры

тип камеры чувствительный объем стенка и колпачок толщина стенки длина чувствительного объема

PTW 23333 0,6 см3 ПМА 50 мг/см2 23 мм

Значения коэффициентов для расчета значения поглощенном дозы п ткани.

а S »Ir (M/p)-" г CcaP air ((•/PW г k.it km k»it

1,00 1,101 0,925 1,101 0,925 0,982 0,993 0,974

Nk Pwall Prcpl Pwnll-Pirpl Pph

5,347 1,002 0,97 0,972 1,024

По результатам измерений в ПММА фантоме с помощью ионизационной камеры PTW 23333 и клинического дозиметра UNIDOS рассчитывалась поглощённая доза в воде по следующей формуле:

Dw,3 = Pph ' М • Nk • (1 - g) • Sjjr • K¡ • P¡ t (3)

где Dw>3 — значение поглощенной дозы в воде по результатам измерения;

М — показания электрометра с коррекцией на температуру, давление и влажность воздуха: М = Muncor • pt • рр • ph;

Nt — калибровочный коэффициент камеры по значению кермы в воздухе;

g — часть энергии вторичных заряженных частиц, которая конвертируется в рентгеновское излучение, g=0,003 для '"Со и ещё меньше для l37Cs. Неопределенность значения g вносит

незначительный вклад в общую погрешность расчета, и обычно принимают (1-§)=1; — отношение тормозных способностей электронов в воде и воздухе;

К;=кт-каИ — коррекция на ослабление в стенках камеры и колпачка (кац) и на материал стенки и колпачка(кт);

^ = Риа11' Ргср! — поправочный коэффициент на материал стенки камеры (р„,ац) и возмущение, вносимое камерой (смещение эффективной точки) (ргер1).

Р^а^ФГ +(1-а),

V рУ

(4)

где а — заряд в полости камеры, обусловленный потоком электронов, рожденных в стенках камеры.

Расчет поглощенной дозы в ткани проводился с помощью программного комплекса ЫРБ по формуле:

°№,рас = —-2- (сГР)' (5)

где Крсф — указанное в сертификате референсное значение кермы в воздухе на 1 м от источника, усредненное по всему набору источников; (1 — расстояние от источника излучения (см);

8(с1)— поглощение и рассеяние в ткани, которое расчитывается по полиному К^БЬе^ег:

8(£1) = А0+в0а + с0(12 + п0с1', (6)

где для |Т7Сб : АН,0091, Вр-9,015x10^', Ог=-З,495х104см3, Цр-2,817x1 а5см"3.

Расчёт поглощенной дозы в воде (0№рас.) проводился на момент эксперимента, ОТБ автоматически вводил поправку на распад источника.

Сравнение результатов измерений и расчетов значения поглощенно!! дозы в ткани для геометрии эксперимента позволило оценить разницу фактической Креф.а и сертификатной Крсфс средней активности гранулы |17Ся:

п к

_ ^рсфд

Г) К

\v.pac рсф,с

(7)

Табл.2 содержит данные об источниках, которые использовались в работе, измеренное и расчетное значения мощности дозы в контрольной точке (центр чувствительного объема камеры) и их отношение.

Таблица 2.

Позиция источников излучения, измеренное и расчетное значения дозы в контрольной точке и их отношение.

Полное число позиция активных I ранул в сГр/ч сГр/ч креф.а ^рсф.с

1 2 3 4 5 6 7

10(5x2) X X X X X 1,104 1,09 0,987

12(6x2) X X X X X X 1,277 1,25 0,979

14(7x2) X X X X X X X 1,424 1,39 0,976

— среднее значение для серии экспериментов (9 измерений).

Стандартное отклонение значения мощности дозы в контрольной точке в группе результатов составляло 0,7%. Общая погрешность определения фактического значения средней активности гранулы '"Сб путем измерений в твердом фантоме, обусловленная статистическими и прочими факторами, составляет 1,2%.

Метод калибровки источников, основанный на измерениях поглощенной дозы от системы источников в твердом фантоме явился полезным ннс цементом для определения среднего значения активности гранулы |,7Ся из набора

гибких источников аппарата "гтсгоБекс^оп - 1ЛЖ". По данным измерений, отклонение среднего значения активности гранулы от сертификатного значения составило 1,3% - 2,5%. Воспроизводимость результатов в серии измерений составила 0,7%, а погрешность, по данным литературы, оценивалась нами как 1,2%. Погрешность Креф1С, указанная в сертификате на источник, составляет ±5%, поэтому проведенная самостоятельная калибровка полного комплекта источников 137Сз аппарата "гшсгоЗеЬсйчт - ЫЖ" улучшила точность определения истинной активности применяемых источников.

ДОЗИМЕТРИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ КОНТАКТНОГО ОБЛУЧЕНИЯ.

Дозиметрическое планирование контактного облучения проводится индивидуально для каждого больного с учетом всех особенностей имплантата и его положения относительно нормальных тканей и критических органов. Информация о взаимном расположении интрастатов и источников, общем объеме имплантата, его позиции — результат топометрического исследования, которое является обязательной частью предлучевой подготовки при контактном облучении. Конкретное содержание этапа предлучевой подготовки, включающего топометрическое исследование, дозиметрическое и радиобиологическое планирование, определяется видом имплантации: регулярной, с жесткими интра-статами и фиксирующими пластинами, или нерегулярной, с гибкими катетерами. Основой для определения необходимого и достаточного объема пред-лучевого исследования для каждого вида имплантаций стало сопоставление результатов дозиметрического планирования для идеальной схемы и реального размещения источников.

Предлучевое исследование для регулярных имплантатов. Регулярные имплантаты с жесткими интрастатами и фиксирующими пластинами хорошо воспроизводят планируемую схему размещения источников. Относительная разница мощности дозы в точке дозирования для идеального и реального вариантов составляет около 3%. Облучаемый объем для этого вида имплантации (за

редким исключением) всегда перекрывает объем мишени, поэтому при планировании ориентируются не столько на положение точки дозирования, сколько на процентное соотношение мощности дозы на краю и в центре имплантата. Отношение значения мощности дозы в пределах 3% означает несущественное изменение величины облучаемого объема (положение точки дозирования изменяется в пределах 1 мм). Таким образом, относительное положение источников для правильного имплантата соответствует планируемому в допустимых пределах и конкретизация идеальной схемы для данного больного заключается в указании длин источников, загружаемых в каждый шмрпстлт.

Предлучевое исследование н дозиметрическое планирование для нерегулярных имплантатов. Нерегулярные имплантаты с гибкими катетерами требуют большего объема предлучевой подготовки. Она начинается с оценки размеров облучаемого объема, формирования границ мишени и определения идеального варианта размещения источников. По указанным данным проводится этап предварительного планирования, определяется положение точки дозирования, значение мощности дозы в ней и время облучения для получения планируемой дозы.

Степень соответствия реального расположения источников планируемой идеальной схеме, изменение параметров дозиметрического планирования и качества дозного поля были изучены для группы из 9 больных. Оказалось, что реальная точка дозирования, как правило, не соответствует планируемой как по значению мощности дозы (Греф), так и по положению относительно источников излучения. Наибольшая разница значений референсной мощности дозы составила 25%, облучаемого объема - 32%, времени облучения - 36%. Проведенное исследование доказывает необходимость индивидуального планирования для реального нерегулярного расположения источников, осуществляемого по схеме:

• предварительное планирование идеального варианта;

• топометрическое исследование реальной системы источников;

• дозиметрическое и радиобиологическое планирование для реального имплантата.

Поэтому после внедрения интрастатов необходимо получить информацию о реальном расположении катетеров, размерах и форме облучаемого объема, соответствии положения его границы границе мишени, расстоянии до критических органов. В интрастаты загружаются имитаторы источников излучения, ставятся рентгеноконтрастные метки, а для совмещения границ облучаемого объема и мишени используется направляющая пластина с маркером. Выполняется пара снимков для ортогональной реконструкции. Этот тип реконструкции дает наилучшие результаты по точности положения интрастата - в пределах 2 мм и наиболее удобен для идентификации катетеров на паре снимков.

Качество дозного поля оценивается по его равномерности: отношением мощности дозы на границе к значению минимальной мощности дозы в центре мишени и по соответствию объема, охватываемого референсной изолинией, объему мишени. Равномерность реального дозного поля всегда хуже планируемого и обычно составляет 70-75%, величина облучаемого объема перекрывает объем мишени из-за вовлечения в облучение нормальных тканей в подчелюстной зоне из-за особенностей конструкции источников (фиксированный неактивный хвостовик) - именно эта область, к сожалению, имеет наибольшую лучевую нагрузку из-за относительной близости интрастатов. Сопоставление результатов предварительного планирования для идеальной схемы и реального имплантата показывают необходимость тщательной индивидуальной предлучевой подготовки для обеспечения гарантии качества проведения контактного облучения при использовании нерегулярных имплантатов.

Оценка дозного поля по гистограммам "доза-объем". Клинический результат лучевого лечения в достаточной степени зависит от характера подведения планируемой дозы: разброс поглощенной дозы внутри облучаемого объема не должен превышать ±5% для дистанционного облучения. Контактное об-

лучение по сути своей неравномерно: ткань, непосредственно окружающая источники излучения, получает дозу, значительно превышающую очаговую; отличаются значения поглощенной дозы в центре облучаемого объема и на его границе. Контроль однородности дозного поля в контактной лучевой терапии до недавнего времени осуществлялся по отношению доз в двух точках - в центре и на краю облучаемого объема, и лишь сравнительно недавно стали использовать гистограммы "доза-объем" и определять процентную величину объема "сверхдозы", влияющего на вероятность лучевых осложнений.

При внутритканевом облучении однородность дозы внутри облучаемого объема связана, прежде всего, с геометрией формируемого нмплшггата. Степень соответствия распределения источников в ткани принципам классических систем определяет близость однородности формируемого дозного поля к идеальной, определяемой как ±10% относительно дозы в центре плоскости дозирования по манчестерской системе или 85% -отношение мощности дозы на краю облучаемого объема к минимальному ее значению внутри мишени - по парижской системе.

Технология формирования имплантатов для внутритканевого облучения опухолей слизистой оболочки полости рта предполагает использование гибких интрастатов в достаточно больших объемах тканей при наличии анатомически труднодоступных областей, мишеней сложной формы, в непосредственной близости от критических органов. Для таких нерегулярных имплантатов парижская система служит "идеальной схемой", степень реализации которой зависит от многих факторов.

•Для изучения возможностей анализа дозных полей по гистограммам "доза-объем" и поиска критерия однородности дозы внутри объема мишени, коррелирующего с клиническим результатом, был проведен анализ дозиметрических характеристик поля для группы из 32 излеченных больных, получавших внутритканевое облучение опухоли языка и дна полости рта и имевших срок наблюдения не менее года. Нерегулярные имплантаты, формируемые для об-

лучения опухолей полости рта, являются самыми сложными как по возможностям реализации, так и по адекватности оценки качества дозного поля, а клинический результат связан с совпадением облучаемого объема и объема мишени. Именно поэтому в группу для проведения анализа не вошли больные, имевшие неизлеченность или рецидив. Наличие лучевых осложнений и появление лучевой язвы в сроки от трех месяцев до года после окончания лечения или его отсутствие служило тестом для оценки клинической значимости факторов "доза-объем".

Таблица 3 дает представление о дозиметрических характеристиках внутритканевого облучения и распределении дозы в курсе сочетанной лучевой терапии опухолей полости рта для исследуемой группы больных.

Оценка параметров проводилась для трех подгрупп больных с I, II и III стадией заболевания. Для внутритканевой имплантации использовалось от 5 до 8 источников, доза от контактной части и за весь курс облучения составляла 30 +35 Гр и 66+76 Гр соответственно (по модели ТОР). Средние значения параметров внутритканевого облучения достаточно близки для всех трех подгрупп: референсная мощность дозы 89+92 сГр/час, время облучения 26+29 часов, и лишь среднее значение облучаемого объема для больных с первой стадией -41,6 см^, на 30% меньше чем в группах со второй и третьей стадией - 65 см-\ В таблице 3 приведены также средние значения параметров для всей исследуемой группы, независимо от стадии заболевания.

Таблица 3

Дозиметрические характеристики внутритканевого облучения и распределения дозы в курсе сочетаннон лучевой терапии опухолей полости рта.

I стадия II стадия III стадия Среднее значение по всей группе

Число пациентов в группе 10 10 12 всего 32

Доза от внутритканевого облучения, Гр 31,7 30+35 33,4 30+35 33,7 30+35 32,9

Общая доза, Гр 69,5 66+75 71,9 70+75 72,5 66+76 71,3

Размер облучаемого объема, см^ 41,6 16,6+60 63,3 28,5+ 120,3 66,7 22,2+ 97,7 57,2

Количество источников 5+6 6+8 6+8

Референсная мощность дозы, сГр/ч 88,4 68+135 93,7 70+105 89,2 68+130 90,4

Время облучения, час 26,8 15+35 25,9 20+36 28,8 15+41 27,2

В качестве факторов "доза-объем", используемых для оценки дозного поля, рассматривались следующие величины:

1. Объем полуторной дозы У1,5ТОР—объем, ограниченный изоповерх-ностью со значением мощности дозы, превышающим референсную в 1,5 раза, или значением изоэффективной дозы за время облучения в 1,5 раза больше ре-ференсной.

2. Объем, получающий от сочетанного курса дозу, превышающую толерантный уровень У1Ш1, который определяется как уровень возникновения

лучевых осложнений после сочетанного курса лучевой терапии в дозе 85 Гр, рассчитанных по модели ЕШб-ОЛоп с учетом перерыва в лечении.

3. Индекс однородности: HI (homogenity index) „_ VI,5-V2,0

HI =-у--(8)

рсф

где VI,5 - объем полуторной дозы, V2,0 - объем двойной дозы,

VpCij) - облучаемый объем, ограниченный изоповерхностью со значением референсной мощности дозы.

HI рассчитывался для поглощенной референсной дозы и биологически изоэффективной дозы, оцененной по моделям TDF (HI TDF).

. Таблица 4 представляет средние значения параметров контактного облучения и факторов однородности дозного поля для больных, получавших сочетанную лучевую терапию для лечения опухолей слизистой оболочки полости рта, и имевших в результате излеченность (24 пациента) или лучевую язву (8 пациентов) в сроки от трех месяцев до года после окончания облучения.

Рассматривая результаты обработки дозиметрических характеристик дозного поля для указанных групп, можно отметить некоторое "ухудшение" параметров облучения и факторов однородности дозного поля для больных с лучевыми осложнениями: большие средние значения облучаемого объема: 62,2 см3 против 56,4 см3, большие дозы от контактного облучения и всего курса лучевой терапии: 33,1 Гр против 32,4 Гр и 71,9 Гр против 71,2 Гр соответственно; увеличение среднего значения относительного объема полуторной дозы: 54,1% против 50,1%, возрастание среднего значения относительного толерантного объема: 60,8% против 54,1%; уменьшение индекса однородности, оценен-

ного по ТОР -модели, означает возрастание доли облучаемого объема, получающего дозу не ниже двойной референсной.

Для проверки достоверности различий средних значений в группах с неравным числом наблюдений и неизвестными дисперсиями применялся N критерий Стьюдента. Для всех исследуемых параметров, приведенных в Таблице 4, ^критерий оказался меньше критического значения ((о.5=2,06), таким образом, нет оснований утверждать, что средние значения параметров в группах без осложнений и с осложнениями достоверно различаются.

Таблица 4

Параметры контактного облучения н факторы однородности дозного поля

для двух групп больных (нзлечениость - лучевая язва), получавших сочетанпую лучевую терапию для лечения опухолей слизистой оболочки

полости рта.

Параметр Осложнение: лучевая язва

нет (N=24) да (N=8)

Референсная мощность дозы Греф, сГр/час 91,0+3,9 88,3+4,5

Облучаемый объем ^реф, СМ3 56,4±5,9 62,2+6,3

Доза от контактного облучения ОкТОР, Гр 32,4±0,5 33,1+1,1

Доза за весь курс О ТОР, Гр 71,2+0,6 71,9+1,3

Относительный объем VI,5 ТОР, % 50,1 ±0,8% 54,1+1,8%

полуторной дозы

Индекс однородности III ТОР, % 27,6+0,9% 26,5+1,2%

Относительный толерантный объем V,,,.,, % >85Гр ТОР 54,1 ±2,6% 60,8±5,9%

Проведенный анализ можно считать полезным для оценки курса лучевой терапии и прогнозирования результатов лечения, однако очевидна недостаточность материала для получения достоверных выводов о различиях в средних значениях исследуемых параметров и выделения одного из факторов, как клинически значимого. Наибольшая разница средних значений параметров для групп наблюдается для объема полуторной дозы и толерантного объема. Следует отметить и возрастание на 15% средней величины Урсф для второй группы больных. Полученные результаты выделяют объем полуторной дозы как клинически наиболее значимый; еще более чувствительным оказался относительный толерантный объем — необходимо отметить удачный выбор и самого параметра, и величины дозы для рассматриваемого эффекта — лучевого осложнения определенного характера, однако, для других локализаций и клинических результатов придется искать другой уровень толерантности.

К исследуемому материалу были применены классические методы корреляционного анализа, которые выявили те же параметры, в наибольшей степени влияющие на клинический результат.

Куи = 0,23 KvlirDF = 0,18

Приведенные оценки коэффициентов корреляции являются значимыми с вероятностью 0,8 (р=0,2), что для исследуемого статистического материала достаточно приемлемо.

Выбор объема полуторной дозы, в качестве параметра для оценки дозного поля, согласуется с работами Visser et al., Kolrman-Deurloo et al., Saw et al., которые также рассматривают VI,5 как полезный инструмент для оценки однородности дозного поля при нерегулярных имплантациях.

В отделении радиохирургии ОНЦ РАМН проводится индивидуальное предлучевое топометрическое исследование и дозиметрическое планирование, что позволяет говорить о более точном подведении планируемой дозы по сравнению со "стандартным" вариантом. Тщательный анализ полученных дозных полей по гистограммам "доза-объем" показывает, что последние являются

удобным инструментом для быстрого анализа качества имплантации и проведенного планирования.

Выводы.

1. Показана необходимость проведения индивидуальной предлучевой то-пометрической подготовки к внутритканевому облучению для нерегулярных имплантаций для лечения злокачественных новообразований слизистой оболочки полости рта, включающей производство двух ортогональных рентгеновских снимков с загрузкой рентгеноконтрастных имитаторов источников излучения в соответствующие катетеры, установки специальных меток и маркеров, что дает погрешность в пределах 2 мм.

2. Показано, что собственная калибровка источников 117 Ся улучшает точность определения истиной активности применяемых источников, и должна проводиться регулярно после зарядки аппарата. По результатам калибровки в твердом фантоме источников 137 Ся низкой активности (3 мКи) аппарата "гшсго8е1гс1гоп-1Л)11" отклонение среднего значения активности гранулы от сертификатного составило 1,3 - 2,5 %.

3. Проведена оценка эффективности дозиметрического планирования для реальных имплантатов в сопоставлении со "стандартным" подходом для идеальных схем. На основании дозиметрических расчетов для группы из 9 больных найдено, что реальная доза при облучении нерегулярными имплантатами отличается от планируемой по идеальной схеме - до 25%, облучаемого объема -до 32%, времени облучения - до 36 %.

4. На основании анализа результатов лечения группы из 32 больных с излеченными опухолями слизистой оболочки полости рта, предложен способ быстрой оценки качества дозного поля для неправильного имплантата с использованием значений относительного объема полуторной дозы и толерантного объема, получающего не менее 85 Гр от сочетанного облучения.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Б.Аль Згул " Рак и медицинская физика в Иордани. Медицинская физика, 1995 r.,N 2, С. 46.

2. Сидоренко Е.А., Нечушкин М.И.,Любаев B.JI. Аль Згул Б.Ю и др. "Сочетанная лучевая терапия рака корня и задних отделов подвижной части языка с использованием аппарата "microSelectron-LDR".

Вестник рентгенологии и радиологии, 1996, N 4, С. 147.

3. Сущихина М.А., Нечушкин М.И., Сидоренко Е.А., Аль Згул Б.Ю. "Оценка дозного поля по гистограммам "доза-объем".

Вестник рентгенологии и радиологии, 1996, N 4, С. 188.

4. Сущихина М.А., Нечушкин М.И., Сидоренко Е.А., Аль Згул Б.Ю. "Оценка дозного поля при внутритканевом облучении злокачественных новообразований слизистой оболочки полости рта".

Медицинская физика, 1997 г., N 4, С.36.

5. Сидоренко Е.А., Нечушкин М.И., Зайченко О.С., Аль Згул Б.Ю. и др. "Сочетанная лучевая терапия языка и дна полости рта с использованием аппарата МИКРОСЕЛЕКТРОН- LDR''-тез. докл. конференции.

"Новые технологии в лучевой терапии" Обнинск, 1997.