CC BY
26
DOI: 10.21870/0131-3878-2022-31-2-128-136 УДК 616.351-006.6-085.849.1
Оптимизация проведения сочетанного курса лучевой терапии у больных раком прямой кишки
Григорьева А.А.1, Булавская А.А.1, Нгуен Туан Ань1, Стучебров С.Г.1, Старцева Ж.А.2, Великая В.В.2, Тургунова Н.Д.2, Милойчикова И.А.1'2
1 ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», Томск;
2 Научно-исследовательский институт онкологии ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук», Томск
В современном быстроразвивающемся технологическом оснащении онкологических клиник на первый план выходит поиск оптимального сочетания топометрической подготовки с планированием и доставкой лечения для достижения основной цели лучевой терапии - максимального облучения очага с минимальным поражением нормальных тканей. При этом снижение дозо-вых нагрузок на критические органы и здоровые ткани в целом является важной и актуальной задачей. Цель работы - исследовать возможность оптимизации проведения сочетанного курса лучевой терапии у больных раком прямой кишки с учётом современных подходов к то-пометрии и дозиметрическому планированию. В исследование включены 6 пациенток в возрасте 47-59 лет, с диагнозом рак нижнеампулярного отдела прямой кишки III стадии, которым в плане комбинированного лечения в НИИ онкологии Томского НИМЦ проведена предоперационная сочетанная лучевая терапия в два этапа. I этап - дистанционная лучевая терапия в стандартном режиме с разовой однократной дозой (РОД), равной 2 Гр, и суммарной очаговой дозой (СОД), равной 40 Гр, на планируемый объём облучения, ежедневно 5 раз в неделю, 20 фракций. II этап - внутриполостная лучевая терапия в режиме: РОД - 3 Гр, СОД - 15 Гр локально в области опухоли, 2 раза в неделю, 5 фракций. Планирование конвенционального курса лучевой терапии проводилось с помощью системы дозиметрического планирования ХЮ для гамма-терапевтического аппарата «Theratron Equinox 80» (излучение изотопа 60Co, Еу=1,25 МэВ) и для линейного ускорителя СЛ75-5-МТ (тормозное излучение электронов, Е=6 МэВ). Для курса конформной лучевой терапии планирование реализованно в системе дозиметрического планирования XiO для линейного ускорителя «Elekta Synergy» (тормозное излучение электронов, Е=6 МэВ). Планирование курса внутриполостной лучевой терапии проводилось в системе дозиметрического планирования HDRPlus для аппарата «MultiSource» (излучение изотопа 60Со, Еу=1,25 МэВ). Получены результаты определения дозовых нагрузок на критические органы для сочетанного курса лучевой терапии у пациенток с диагнозом рак нижнеампулярного отдела прямой кишки. Показано, что применение современных подходов к топометрической подготовке и дозиметрическому планированию позволяет оптимизировать проведение сочетанного курса облучения с учётом дозовой нагрузки на критические органы.
Ключевые слова: дистанционная лучевая терапия, брахитерапия, сочетанный курс облучения, рак прямой кишки, конвенциальное облучение, конформное облучение, дозиметрическое планирование, линейно-квадратичная модель, гамма-терапевтический аппарат, клинический линейный ускоритель.
Введение
Ежегодно в мире диагностируется около 1 млн новых случаев рака прямой кишки и около 500 тыс. пациентов погибают ежегодно от данного заболевания [1]. В России на 2019 г. показатель заболеваемости раком прямой кишки составил 4,4%, а показатель смертности от данного заболевания - 7,6% [2]. Наибольшая эффективность в лечении данного заболевания наблюдается при проведении комбинированного химиолучевого лечения в сочетании с оперативным вмешательством [3]. Обычно лучевая терапия реализуется на предоперационном этапе комбини-
Григорьева А.А. - аспирант, инженер-исследователь; Булавская А.А. - м.н.с., к.ф.-м.н.; Нгуен Туан Ань - аспирант; Стучебров С.Г. -доцент, к.ф.-м.н. ФГАОУ ВО НИ ТПУ. Старцева Ж.А. - зав. отдел., д.м.н., проф. РАН; Великая В.В. - н.с., к.м.н.; Тургунова Н.Д. - медицинский физик. НИИ онкологии ФГБНУ ТНИМЦ РАН. Милойчикова И.А.* - медицинский физик, к.ф.-м.н. ФГАОУ ВО НИ ТПУ, НИИ онкологии ФГБНУ ТНИМЦ РАН.
•Контакты: 634009, Томск, пер. Кооперативный, 5. Тел.: +7 (3822) 282686 (вн. т. 3149); e-mail: miloichikova@gmail.com.
рованного лечения. Согласно клиническим рекомендациям показано проведение конформного облучения, то есть такого облучения, когда форма дозного распределения приближена к объёму поражения [3]. Однако, в большом количестве случаев существует возможность проведения только традиционного облучения прямоугольными полями больших размеров. Как следствие, в объём облучения вовлекается большее количество здоровых тканей, что ведёт не только к постлучевым реакциям, но и к таким серьёзным осложнениям как фиброз клетчатки в области малого таза, а это существенно затрудняет проведение операционного этапа. Решением для снижения нагрузки на нормальные окружающие ткани становится проведение предоперационного облучения рака прямой кишки в виде сочетанного курса, включающего в себя дистанционный и внутриполостной этапы [4]. По данным авторов работы [4] такой способ лучевой терапии показал свою эффективность, однако не была проведена количественная оценка планов облучения с учётом современных подходов к топометрии и дозиметрическому планированию.
Наиболее распространённым источником гамма-излучения для дистанционной и внутриполостной лучевой терапии является изотоп 60Со со средней энергией фотонов, равной 1,25 МэВ [5]. Основным преимуществом изотопа 60Со по сравнению с другими источниками гамма-излучения аналогичной интенсивности является относительно большой период полураспада 5,27 года, что позволяет применять его длительное время без потери качества облучения [5].
Дистанционная лучевая терапия может быть реализована посредством клинических линейных ускорителей и гамма-терапевтических аппаратов. Гамма-терапевтические аппараты с источником излучения 60Со не уступают линейным ускорителям с энергией фотонов 4-6 МэВ по таким основным характеристикам пучка как мощность дозы и ширина полутени, при этом являясь экономически выгодными. Особенности конструкции стандартных гамма-терапевтических аппаратов и линейных ускорителей, не оснащённых мультилепестковым коллиматором, позволяют реализовать традиционное - конвенциальное - облучение прямоугольными или фигурными полями с применением стандартных или индивидуальных блоков, болюсов, компенсаторов и клиньев [6, 7]. В свою очередь линейные ускорители, оснащённые мультилепестковым коллиматором, позволяют реализовывать высокоточное конформное облучение, когда форма облучаемого объёма максимально приближена к форме опухоли [8]. При таком подходе, с одной стороны, выполняется прецизионность облучения опухоли неправильной формы, а, с другой стороны, селективность при минимизации облучения окружающих опухоль здоровых тканей и критических органов [3, 8].
При проведении сеансов внутриполостной лучевой терапии специальные аппликаторы с источником излучения 60Со размещаются в полостных органах в непосредственной близости к опухоли. Преимущество метода заключается в возможности подведения высокой однократной дозы непосредственно в зону интереса при минимизации воздействия на критические органы [6].
В современном быстроразвивающемся технологическом оснащении онкологических клиник на первый план выходит поиск оптимального сочетания топометрической подготовки с планированием и доставкой лечения для достижения основной цели лучевой терапии - максимального облучения очага с минимальным поражением нормальных тканей. При этом снижение до-зовых нагрузок на критические органы и здоровые ткани в целом является важной и актуальной задачей [3].
Общепринятым стандартом топометрической подготовки для сочетанного курса лучевой терапии является разметка - размещение контрастных меток на теле пациента для правильного позиционирования тела во время облучения - на компьютерном томографе (КТ) - для дистанционного этапа, и разметка на рентгеновском аппарате С-дуга - для внутриполостного этапа [3].
Полученные КТ-изображения используются для оконтуривания зоны интереса и критических органов для последующего планирования сеансов дистанционной лучевой терапии с учётом анатомического строения конкретного пациента [3, 9].
Что касается планирования внутриполостного этапа, то два рентгеновских снимка, получаемых на аппарате С-дуга, не позволяют в полной мере оценить дозовые нагрузки на критические органы и, как следствие, спрогнозировать вероятность появления постлучевых осложнений. Также невозможно с достаточной точностью определить положение опухоли прямой кишки по рентгеновским снимкам, что, в свою очередь, приводит к увеличению объёма облучения. Как следствие, возникает необходимость применения томографических методов на этапе подготовки к лечению.
В настоящей работе предложено использовать компьютерную томографию для визуализации внутренних структур и положения опухоли для разметки и планирования, как дистанционного, так и внутриполостного этапа сочетанного курса облучения, что позволит провести количественную оценку планов облучения.
Таким образом, целью данной работы является исследование возможности оптимизации проведения сочетанного курса лучевой терапии у больных раком прямой кишки с учётом современных подходов к топометрии и дозиметрическому планированию.
Материалы и методы
В исследование включено 6 пациенток с диагнозом: плоскоклеточный рак нижнеампуляр-ного отдела прямой кишки III стадии, которым с целью апробирования методики планирования облучения проведён сочетанный курс лучевой терапии, включающий предлучевую подготовку с помощью компьютерной томографии, как для ДЛТ, так и для ВПЛТ. Возраст больных составил 47-59 лет. Сопутствующей патологии со стороны прямой кишки у больных не было. Соматический статус по шкале ECOG 0-1.
При данной стадии рекомендовано проведение предоперационной лучевой или химиолу-чевой терапии и последующего радикального хирургического лечения в объёме тотальной или парциальной мезоректумэктомии [3].
Для дистанционного облучения планируемый объём включал в себя первичную опухоль, левые и правые внутренние подвздошные лимфатические узлы - согласно рекомендациям Российского общества клинической онкологии (RUSSCO) [9]. Для внутриполостного - первичную опухоль [4].
Предлучевая топометрическая подготовка проводилась в положении больного на спине, с использованием специальной подставки для иммобилизации ног. КТ-исследование проводилось в режиме свободного дыхания. Верхний уровень исследования - граница L3-L4 позвонков; нижний уровень - на 5-8 см ниже ануса или нижней границы опухоли [9].
Сочетанная лучевая терапия проводилась по разработанной программе в два этапа. I этап - дистанционная лучевая терапия в стандартном режиме с разовой однократной дозой (РОД), равной 2 Гр, и суммарной очаговой дозой (СОД), равной 40 Гр на планируемый объём облучения, ежедневно 5 раз в неделю, 20 фракций. II этап - внутриполостная лучевая терапия в режиме: РОД - 3 Гр, СОД - 15 Гр локально в области опухоли, 2 раза в неделю, 5 фракций [4].
Для исследования возможностей разных подходов к топометрии и дозиметрическому планированию для каждой пациентки была создана серия планов для: дистанционного конвенциального облучения C^n^D) - с применением стандартных систем формирования дозовых полей; дистанционного конформного облучения (ДЛТ-SD) - с применением мультилепесткового коллиматора; внутриполостного облучения (ВПЛТ) с использованием стандартных аппликаторов. Для каждого плана облучения был проведён расчёт дозовых нагрузок на критические органы с целью поиска оптимального сочетания топометрической подготовки и реализации курса облучения.
Планирование конвенционального курса лучевой терапии проводилось с помощью системы дозиметрического планирования ХЮ для гамма-терапевтического аппарата «Theratron Equinox 80» (излучение изотопа 60Co, Еу=1,25 МэВ) и для линейного ускорителя СЛ75-5-МТ (тормозное излучение электронов, Е=6 МэВ). Для курса конформной лучевой терапии планирование реализованно в системе дозиметрического планирования XiO для линейного ускорителя «Elekta Synergy» (тормозное излучение электронов, Е=6 МэВ) [10]. Планирование курса внутриполостной лучевой терапии проводилось в системе дозиметрического планирования HDRPlus для аппарата «MultiSource» (излучение изотопа 60Со, Еу=1,25 МэВ) [10]. Внутриполостное облучение проводилось с использованием стандартных цилиндрических аппликаторов.
Принимая во внимание тот факт, что при создании плана облучения доза на здоровые ткани и критические органы минимизировалась, но не была равной нулю, необходимо было рассчитать дозу на критические органы. Современный подход к оценке дозовых нагрузок предполагает применение линейно-квадратичной модели для описания радиобиологических эффектов [11]. Эта модель позволяет рассчитать дозу, отличающуюся от стандартной разовой величины, равной 2 Гр, в значениях эквивалентных стандартному режиму облучения с точки зрения доза-эффект. Расчёт дозы на критические органы проводился по формуле:
d+a/p
ЛКЭД2 = й п- ,
™ 2+а/р'
где ЛКЭД2 - линейно-квадратичная эквивалентная доза; Гр; б - разовая доза на критический орган; Гр; п - количество сеансов; 2 - разовая доза при стандартном режиме облучения, Гр; а/р - радиобиологический параметр, отражающий чувствительность клеток к облучению, который определяется из кривых выживаемости клеток опухолей и нормальных тканей, численно равен дозе, при которой погибает одинаковое количество клеток с ранней и поздней реакцией на облучение, Гр [11].
Значение б определялось из дифференциальной гистограммы доза-объём (ГДО) для каждого плана облучения [12], которое рассчитывается системой дозиметрического планирования. Дифференциальная ГДО позволяет определить максимальную дозу, приходящуюся на максимальный объём критического органа, что позволяет прогнозировать вероятность возникновения постлучевых осложнений [12]. Пример такой диаграммы, полученный в системе планирования ХЮ, представлен на рис. 1 для конформного плана облучения.
Доза, Гр
Матка
Головка бедренной кости слева Головка бедренной кости справа Яичник слева Яичник справа Мочевой пузырь
Рис. 1. Дифференциальная гистограмма доза-объём для конформного плана облучения рака нижнеампулярного отдела прямой кишки III стадии.
Результаты
В рамках исследования был проведён расчёт дозовых нагрузок на критические органы на основе планов облучения больных раком нижнеампулярного отдела прямой кишки III стадии. Расчёт осуществлялся для двух этапов - дистанционного (конвенциальное и конформное облучение) и внутриполостного. План для конвенциональной лучевой терапии (ДЛТ-2D) был создан для облучения опухоли с двух пар встречных полей на аппаратах «Theratron Equinox 80» и СЛ75-5-МТ. Для конформной лучевой терапии (ДЛТ-3D) - девятипольное (с девятью ракурсами облучения опухоли) облучение на аппарате «Elekta Synergy». При планировании внутриполостной лучевой терапии (ВПЛТ) был использован прямой аппликатор с цилиндрической насадкой для аппарата «MultiSource».
В табл. 1 представлены усреднённые по выборке значения объёмов (V) для каждого критического органа и доз (d), приходящихся на эти объёмы. V и d определялись из дифференциальной ГДО для каждого плана облучения.
Таблица 1
Объёмы критических органов и дозы облучения, определённые из дифференциальной ГДО
ДЛТ-2й ДЛТ-2й ДЛТ-3й ВПЛТ
Критический орган Theratron Equinox СЛ75-5-МТ Elekta Synergy MultiSource
V, % d, Гр V, % d, Гр V, % d, Гр V, % d, Гр
Мочевой пузырь 60+8 1,5+0,2 80+9 1,5+0,2 20+10 1,3+0,2 100 0,8+0,2
Головки бедренных костей 27+5 1,0+0,2 14+6 0,9+0,1 13+7 0,9+0,1 100 0,6+0,1
Матка 13+8 1,9+0,3 20+9 1,9+0,2 15+10 1,8+0,2 100 0,8+0,2
Яичники 58+20 0,3+0,1 33+15 0,2+0,1 5+3 0,2+0,1 100 0,9+0,2
Результаты расчёта дозовых нагрузок (ЛКЭД2) на критические органы (мочевой пузырь, головки бедренных костей, матка, яичники) в сравнении с толерантными значениями по рекомендациям QUANTEC [13] приведены в табл. 2. Из данных литературы были определены значения коэффициента а/р для каждого критического органа с учётом вероятных постлучевых осложнений [14]. Со стороны мочевого пузыря к ранним реакциям на облучения относятся воспаление, дизурия, гематурия и болевой синдром, к поздним осложнениям - фиброз и некроз. Для головок бедренных костей поздним осложнением является остеонекроз, для матки - фиброз, для яичников - бесплодие [15].
Несмотря на то, что у всех 6 больных раком прямой кишки была проведена конвенциальная дистанционная лучевая терапия, оптимизация плана облучения с проведёнными расчётами до-зовых нагрузок на критические органы (табл. 2) позволила уменьшить проявления ранних лучевых реакций и поздние лучевые осложнения.
Таблица 2
Дозовые нагрузки на критические органы за курс сочетанной лучевой терапии
Критический орган а/р, Гр ЛКЭД2, Гр Толерантная доза, Гр [13]
ДЛТ^ Theratron Equinox + ВПЛТ MultiSource ДЛТ^ СЛ75-5-МТ + ВПЛТ MultiSource ДЛТ^ Elekta Synergy + ВПЛТ MultiSource
Мочевой Ранние реакции 10 31±5 31±5 27±4
пузырь Поздние осложнения 3 29±5 29±5 25±5
Головки бед- Поздние осложнения 0,8 14±4 12±2 12±2 40
ренной кости
Матка Поздние осложнения 2,5 40±8 40±6 37±5 60
Яичники Поздние осложнения 1 5±2 4±2 4±2 6
Во всех случаях в процессе сочетанного курса лучевой терапии дизурические явления и явления энтерита были минимальными, не требовали перерыва в лучевой терапии и достаточно хорошо купировались симптоматической терапией.
Через 6 недель после завершения предоперационной сочетанной лучевой терапии для оценки ответа опухоли и наличия/отсутствия осложнений от проведённого лечения выполнено обследование, включающее пальцевое ректальное исследование, видеоректоскопию, УЗИ и магнитно-резонансную томографию (МРТ) органов малого таза. Поздних осложнений со стороны критических органов отмечено не было.
Обсуждение
По результатам исследования было показано (табл. 1 и 2), что наиболее благоприятным является проведение конформной лучевой терапии на дистанционном этапе сочетанного курса, это позволяет уменьшить объём критических органов, вовлечённый в поле облучения, и снизить риск возникновения острых постлучевых осложнений по сравнению с конвенциональным облучением.
Однако, проведённая количественная оценка дозы от сочетанной лучевой терапии с использованием конвенциального облучения показала, что при оптимизации плана облучения так же возможно снижение нагрузки на критические органы. Толерантный уровень облучения сохранён.
Заключение
Таким образом, показано, что применение компьютерной томографии на обоих этапах то-пометрической подготовки сочетанного курса лучевой терапии рака нижнеампулярного отдела прямой кишки позволяет провести количественную оценку дозы, что невозможно с использованием стандартного рентгеновского аппарата С-дуга. Это даёт возможность спрогнозировать, а, значит, минимизировать вероятность развития постлучевых осложнений и оптимизировать проведение курса лучевой терапии.
Исследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда (проект № 19-7910014).
Литература
1. Дубовиченко Д.М., Вальков М.Ю., Мерабишвили В.М., Карпунов А.А., Щербаков А.М., Валькова Л.Е., Панкратьева А.Ю. Заболеваемость и смертность от рака прямой кишки (обзор литературы и собственное исследование) //Вопросы онкологии. 2019. Т. 65, № 6. С. 816-824.
2. Состояние онкологической помощи населению России в 2019 году /под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старин-ского, А.О. Шахзадовой. М.: МНИОИ им. П.А. Герцена - филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии», 2020. 239 с.
3. Клинические рекомендации: рак прямой кишки. [Электронный ресурс]. URL: https://oncology-association.ru/wp-content/uploads/2020/09/rak_prjamoj_kishki.pdf (дата обращения 03.09.21).
4. Афанасьев С.Г., Тарасова А.С., Старцева Ж.А. Опыт использования внутриполостной лучевой терапии в лечении нижнеампулярного рака прямой кишки //Поволжский онкологический вестник. 2013. № 2. С. 28-32.
5. Труфанов Г.Е., Асатурян М.А., Жаринов Г.М. Лучевая терапия. Т. 2. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. 192 с.
6. Климанов В.А. Дозиметрическое планирование лучевой терапии. Часть 1. Радиобиологические основы лучевой терапии. Радиобиологическое и дозиметрическое планирование дистанционной лучевой терапии пучками тормозного и гамма-излучения и электронами. Учебное пособие. М.: НИЯУ МИФИ, 2011. 500 с.
7. Stuchebrov S.G., Miloichikova I.A., Shilova X.O. The dosimetric parameters investigation of the pulsed X-ray and gamma radiation sources //J. Phys. Conf. Ser. 2016. V. 671, N 1. P. 012051. DOI: 10.1088/17426596/671/1/012051.
8. Родько И.И., Сарычев Г.А., Балакирев П.В., Бондаренко Т.В., Дергачева И.Л., Евтеев А.С., Чередниченко Д.В. Разработка комплекса лучевой терапии на основе линейного ускорителя электронов энергией 6 МэВ и конусно-лучевого компьютерного томографа //Атомная энергия. 2018. Т. 125, № 5. С. 292-295.
9. Федянин М.Ю., Артамонова Е.В., Барсуков Ю.А., Болотина Л.В., Гладков О. А., Глебовская В.В., Гордеев С.С., Карачун А. М., Козлов Н.А., Любченко Л.Н., Малихова О.А., Мамедли З.З., Михайлов А.И., Подлужный Д.В., Проценко С.А., Рыбаков Е.Г., Рыков И.В., Самсонов Д.В., Сидоров Д.В., Снеговой А.В., Ткачёв С.И., Трякин А.А., Цуканов А.С., Черных М.В., Шелыгин Ю.А. Практические рекомендации по лекарственному лечению рака прямой кишки //Злокачественные опухоли: Практические рекомендации RUSSCO#3s2. 2020. Т. 10. С. 391-438.
10. Аубакиров М.И., Добрыгина М.А., Красных А.А., Милойчикова И.А., Стахова О.М., Старцева Ж.А., Тургунова Н.Д. Оценка дозовых нагрузок послеоперационного сочетанного курса лучевой терапии рака эндометрия //Фундаментальная и клиническая онкология: достижения и перспективы развития. 2019. С. 16-20.
11. Столбовой А.В., Залялов И.Ф. Радиобиологические модели и клиническая радиационная онкология //Онкология. Журнал им. П.А. Герцена. 2016. Т. 5, № 6. С. 88-96. DOI: 10.17116/onkolog20165688-96.
12. Ратнер Т.Г., Канчели И.А., Елуженкова К.А., Юрьева Т.В. Применение в клинике гистограмм доза-объём //Медицинская физика. 2006. № 1. С. 73-81.
13. Marks L.B., Yorke E.D., Jackson A., Ten Haken R.K., Constine L.S., Eisbruch A., Deasy J.O. Use of normal tissue complication probability models in the clinic //Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2010. V. 76, N 3. P. S10-S19. DOI: 10.1016/j.ijrobp.2009.07.1754.
14. Kehwar T.S. Analytical approach to estimate normal tissue complication probability using best fit of normal tissue tolerance doses into the NTCP equation of the linear quadratic model //J. Cancer Res. Ther. 2005. V. 1, N 3. P. 168-179. DOI: 10.4103/0973-1482.19597.
15. Cox J.D., Stetz J.A., Pajak T.F. Toxicity criteria of the radiation therapy oncology group (RTOG) and the European organization for research and treatment of cancer (EORTC) //Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 1995. V. 31, N 5. P. 1341-1346. DOI: 10.1016/0360-3016(95)00060-C.
Optimization of radiotherapy combined course for rectal cancer
Grigorieva A.A.1, Bulavskaya A.A.1, Nguyen Tuan Anh1, Stuchebrov S.G.1, Startseva Zh.A.2, Velikaya V.V.2, Turgunova N.D.2, Miloichikova I.A.12
1 National Research Tomsk Polytechnic University, Tomsk;
2 Cancer Research Institute of Tomsk National Research Medical Centre of the RAS, Tomsk
Due to the new rapidly developed technological equipment for radiotherapy available in cancer clinics, the study of the optimal combination of topometric preparation of a patient with planning and the delivery of treatment in order to achieve the main goal of radiation therapy - maximum exposure of the foci with minimal damage to healthy tissue. The reduction of dose to critical organs and healthy tissues in general is an important and urgent task. The purpose of the paper is to explore the possibility of optimization of the combined radiation therapy in patients with rectal cancer, with account of advanced approaches to topometric preparation of a patient and dosimetry planning. Six patients 47-59 years of age, with the stage III of the lower ampullary rectal cancer, received two-phase preoperative combined radiotherapy at the Tomsk Cancer Research Institute NMRC. The Phase 1 -distant radiation therapy delivery in standard mode with a single focal dose (ROD) of 2 Gy, 5 times a week, totally 20 fractions, to focal dose (SOD) of 40 Gy. The Phase 2 - intracavitary radiation therapy, ROD - 3 Gy, SOD - 15 Gy, locally in the tumor area, 2 times a week, total number - 5 fractions. The conventional radiation therapy planning was carried out with the use of the XiO 3-D dosimetry planning system for the "Theratron Equinox 80" (radiation of the isotope 60Co, Ey=1.25 MeV), gamma-therapeutic apparatus, and for the SL75-5-MT (Electron braking radiation, E=6 MeV) linear accelerator. For conformal radial therapy the planning system for linear accelerator «Elekta Synergy» (electron brake radiation, E=6 MeV) is used. For intracavitary radiotherapy the dosimetry planning system HDRPlus for the apparatus "MultiSource" (radiation of isotope 60Co, Ey=1.25 MeV) is used. Radiation doses to critical organs of patients with lower ampullary rectal cancer exposed to combined course of radiotherapy was calculated. It has been shown that the use of advanced techniques for pre-treatment topometric preparation of a patient and dosimetry planning makes possible optimization of combined radiotherapy with account of radiation doses to critical organs.
Key words: external-beam radiotherapy, brachytherapy, combined radiotherapy course, rectal cancer, conventional radiotherapy, conformal radiotherapy, dosimetry planning, linear-quadratic model, gamma-teletherapy apparatus, clinical linear accelerator.
References
1. Dubovichenko D.M., Val'kov M.Yu., Merabishvili V.M., Karpunov A.A., Shcherbakov A.M., Val'kova L.E., Pankrat'yyeva A.Yu. Rectal cancer incidence and mortality (literature review and own research). Voprosy onkologii - Problems in Oncology, 2019, vol. 65, no. 6, pp. 816-824. (In Russian).
2. The status of cancer care for the population in Russia in 2019. Eds.: A.D. Kaprin, V.V. Starinskiy, G.V. Pe-trova. Moscow, NMRRC, 2019. 239 p. (In Russian).
3. Clinical practice guide: rectal cancer. Available at: https://oncology-association.ru/wp-content/up-loads/2020/09/rak_prjamoj_kishki.pdf (Accessed 03.09.2021). (In Russian).
4. Afanas'yev S.G., Tarasova A.S., Startseva Zh.A. Experience in the use of intracavitary radiation therapy in the treatment of lower ampullar cancer of the rectum. Povolzhskiy onkologicheskiy vestnik - Oncology Bulletin of the Volga Region, 2013, no. 2, pp. 28-32 (In Russian).
5. Trufanov G.E., Asaturyan M.A., Zharinov G.M. Radiation therapy. V. 2. Moscow, GEOTAR-Media Publ., 2010. 192 p. (In Russian).
Grigorieva A.A. - PhD Student, Research Engineer; Bulavskaya A.A. - Research Assistant, C. Sc., Phys.-Math.; Nguyen Tuan Anh - PhD Student; Stuchebrov S.G. - Associate Prof., C. Sc., Phys.-Math. NRTPU. Startseva Zh.A. - Head Dep., MD, Prof. RAS; Velikaya V.V. - Researcher, C. Sc., Med., Turgunova N.D. - Medical Physicist. CRI of Tomsk NRMC. Miloichikova I.A.* - Medical Physicist, C. Sc., Phys.-Math. NRTPU, CRI of Tomsk NRMC.
•Contacts: 5 Kooperativny Str., Tomsk, 634009. Tel.: +7 (3822) 282686 (ext. 3149); e-mail: miloichikova@gmail.com.
6. Klimanov V.A. Dosimetric planning of radiation therapy. Part 1. Radiobiological bases of radiation therapy. Radiobiological and dosimetric planning of remote radiation therapy with bremsstrahlung and gamma beams and electrons. Guide. Moscow, NIYAU MIFI Publ., 2011. 500 p. (In Russian).
7. Stuchebrov S.G., Miloichikova I.A., Shilova X.O. The dosimetric parameters investigation of the pulsed X-ray and gamma radiation sources. J. Phys. Conf. Ser., 2016, vol. 671, no. 1, p. 012051. DOI: 10.1088/17426596/671/1/012051.
8. Rod'ko I.I., Sarychev G.A., Balakirev P.V., Bondarenko T.V., Dergacheva I.L., Evteev A.S., Cherednichenko D.V. Development of a radiation therapy complex based on a 6 MeV linear electron accelerator and a cone-beam computed tomograph. Atomnaya energiya - Atomic Energy, 2018, vol. 125, no. 5, pp. 292-295 (In Russian).
9. Fedyanin M.Yu., Artamonova E.V., Barsukov Yu.A., Bolotina L.V., Gladkov O.A., Glebovskaya V.V., Gordeev S.S., Karachun A.M., Kozlov N.A., Lyubchenko L.N., Malikhova O.A., Mamedli Z.Z., Mikhaylov A.I., Podluzhnyy D.V., Protsenko S.A., Rybakov E.G., Rykov I.V., Samsonov D.V., Sidorov D.V., Snegovoy A.V., Tkachev S.I., Tryakin A.A., Tsukanov A.S., Chernykh M.V., Shelygin Yu.A. Practical recommendations for drug treatment of rectal cancer. Zlokachestvennye opykholi: Prakticheskie rek-omendatsii RUSSCO#3s2 - Malignant Tumours: Practical Recommendations of RUSSCO#3s2, 2020, vol. 10, pp. 391-438 (In Russian).
10. Aubakirov M.I., Dobrygina M.A., Krasnyh A.A., Miloichikova I.A., Stakhova O.M., Startseva Zh.A., Turgunova N.D. Assessment of dose loads of postoperative combined course of radiation therapy for endometrial cancer. Fundamental'naya i klinicheskaya onkologiya: dostizheniya i perspektivy razvitiya - Fundamental and Clinical Oncology: Achievements and Development Prospects, 2019, pp. 16-20. (In Russian).
11. Stolbovoy A.V., Zalyalov I.F. Radiobiological models and clinical radiation oncology. Onkologiya. Zhurnal im. P.A. Gertsena - P.A. Herzen Journal of Oncology, 2016, vol. 5, no. 6, p. 88-96. DOI: 10.17116/onkolog20165688-96. (In Russian).
12. Ratner T.G., Kancheli I.A., Eluzhenkova K.A., Yur'yeva T.V. Clinical use of dose-volume histograms. Meditsinskaya fizika - Medical Physics, 2006, no. 1, pp. 73-81. (In Russian).
13. Marks L.B., Yorke E.D., Jackson A., Ten Haken R.K., Constine L.S., Eisbruch A., Deasy J.O. Use of normal tissue complication probability models in the clinic. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., 2010, vol. 76, no. 3, pp. S10-S19. DOI: 10.1016/j.ijrobp.2009.07.1754.
14. Kehwar T.S. Analytical approach to estimate normal tissue complication probability using best fit of normal tissue tolerance doses into the NTCP equation of the linear quadratic model. J. Cancer Res. Ther., 2005, vol. 1, no. 3, ph. 168-179. DOI: 10.4103/0973-1482.19597.
15. Cox J.D., Stetz J.A., Pajak T.F. Toxicity criteria of the radiation therapy oncology group (RTOG) and the European organization for research and treatment of cancer (EORTC). Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., 1995, vol. 31, pp. 1341-1346. DOI:10.1016/0360-3016(95)00060-C.
