CC BY
21
• Определение клинически важных ошибок дозиметрического плана на основе радиобиологических параметров TCP и NTCP
Ключевые слова: гистограмма доза-объем, 3D гамма - анализ, вероятность контроля опухоли, вероятность лучевых повреждений нормальных тканей
Keywords:
dose volume histogram, 3D gamma-analyze, tumor control probability, norma l tissue complication prob ability
Сухих Е.С.1,2, Сухих Л.Г.2, Вертинский А.В.1,2
1 ОГАУЗ «Томский областной онкологический диспансер» 634050, Российская Федерация, г. Томск, пр-кт. Ленина, д. 115
2 ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» 634034, Российская Федерация, г. Томск, пр-кт. Ленина, д. 30
E-mail: sukhikh@tomonco.ru
Determination of clinically important dosimetric errors based on TCP and NTCP radiobiological parameters
Sukhikh E.S.12, Sukhikh L.G.2, Vertinsky A.V.12
1 Tomsk Regional Oncology Center
115 Lenina Ave., Tomsk 634050, Russian Federation
2 National Research Tomsk Polytechnic University 30 Lenina Ave., Tomsk, 634034, Russian Federation E-mail: sukhikh@tomonco.ru
Согласно рекомендациям рабочей группы 65 (Task Group 65) Американской ассоциации медицинских физиков (ААРМ, American Association of Physicists in Medicine), повышение чувствительности по отношению к изменениям в однородности дозы составляет: для TCP в 2-4 раза, а NTCP в 4-6. Таким образом, необходимо не только проводить верификацию плана облучения по физической дозе, но и по биологической, для получения адекватного результата эффекта от курса лучевой терапии (ЛТ).
Цель. Провести анализ результатов верификации по 2D — 3D гамма — анализу и DVH, а также определить клинически важные ошибки дозиметрического плана на основе радиобиологических параметров TCP и NTCP.
Пациенты и методы. Для анализа было использовано 15 дозиметрических планов с объемно-модулированной методикой доставки дозы (VMAT) для стереотаксиче-ского облучения (SBRT) предстательной железы (стадия T2N0M0) в режиме облучения 7,25 Гр за 5 фракций (СОД=36,25 Гр). Дозиметрическое планирование осуществлялось в среде Monaco (версия 5.1) с использованием модели пучка для линейного ускорителя Elekta Synergy. Распределение дозы в клиническом объеме мишени для всех планов находилось в диапазоне не ниже 98% от предписанной дозы покрывало не менее 98% объема мишени. Уровни лучевых нагрузок на критические органы (в особенности на переднюю стенку прямой кишки и заднюю стенку мочевого пузыря) не превышали установленные толерантные уровни.
При верификации рассчитанного дозиметрического плана облучения использовался цилиндрический дозиметрический фантом ArcCHECK совместно с программой 3DVH (Sun Nuclear Corporation, Мельбурн, Флорида, США) по критериям совпадения рассчитанного с измеренным планом облучения: гамма индекс с параметрами оценки Y (2%,2 мм) с локальной нормализацией по дозе и ГДО (путем наложения двух друг на друга).
В среде Wolfram Mathematica был написан код по расчёту параметров TCP — вероятность контроля опухоли (Tumor Control Probability) и NTCP — вероятность лучевых повреждений нормальных тканей (Normal Tissue Complication Probability). Для расчёта параметров TCP и NTCP использовался подход A. Niemierko, основанный на концепции равномерной однородной дозы (equivalent uniform dose, EUD). Для расчета параметров TCP были использованы следующие параметра: а/в = (1-2) Гр.
Результаты. По результатам исследования были обнаружены ряд технических ошибок с помощью 3D гамма — анализа (результат по прохождению точек находился в диапазоне от 92%-99% для 15-ти VMAT планов) для каждого анатомического контура в отдельности, которые не могли быть выявлены с помощью 2-D гамма — анализа (результат по прохождению точек находился в диапазоне от 97%-100% для 15-ти VMAT планов). А также по полученным результатам радиобиологических расчетов TCP и NTCP на основе трехмерных распределений дозы в виде DVH, были определены клинически значимые ошибки, которые позволяют как врачу, так и медицинскому физику определить значимость ложно-положительных и ложно-отрицательных результатов трёхмерной дозиметрической верификации планов.
Для всех 15 пациентов результаты измерений показывают, что доза, доставленная ускорителем, была выше, чем предписанная доза, особенно для PTV и передней стенки прямой кишки. Рассчитанные значения TCP и NTCP показывают, что доза за курс лечения в среднем может быть уменьшена с 36,25 Гр до 35,5 Гр при тех же значениях TCP (99,5%) и NTCP (4-5%). Без снижения дозы значение NTCP равно 8-10%, что может вызвать нежелательные осложнения.
Заключение. Трёхмерная дозиметрическая верификация планов с радиобиологическим анализом позволяет адекватно оценить как сам план облучения, так и весь курс ЛТ с клинической точки зрения.
256 Proceedings of the First International Forum of Oncology and Radiology, Moscow, September 23-27 2019
