bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2020-18-7-31-39bsuir-2886Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКАELECTRONICS, RADIOPHYSICS, RADIOENGINEERING, INFORMATICSВлияние точности позиционирования онкологических пациентов в положении проведения лучевой терапии с использованием медицинских линейных ускорителей электронов на параметры доставляемого им индивидуального трехмерного дозового распределенияТhe effect of cancer patients’ positioning accuracy during radiation therapy sessions using medical linear electron accelerators on the parameters of their individual 3D dose distributionПеткевичМ. Н.PiatkevichM. N.

Петкевич Максим Николаевич, аспирант

220070, Республика Беларусь, г. Минск, ул. Долгобродская, 23/1

Piatkevich Maksim Nikolaevich, PG Student

220070, Minsk, Dolgobrodskaya str., 23/1

MaxPetkevichN@gmail.comТитовичЕ. В.TitovichE. V.

к.т.н., доцент, медицинский физик

Минск

PhD, Associate Professor, Medical Physicist

Minsk

БельковГ. В.BelkovG. V.

студент

Минск

student

Minsk

МГЭИ им. А.Д. Сахарова Белорусского государственного университетаInternational Sakharov Environmental Institute of Belarusian State UniversityУП «АДАНИ»Unitary Enterprise “ADANI”2020251120201873139Copyright © Петкевич М.Н., Титович Е.В., Бельков Г.В., 20202020Петкевич М.Н., Титович Е.В., Бельков Г.В.Piatkevich M.N., Titovich E.V., Belkov G.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/2886

В результате развития лучевой терапии онкологических заболеваний у врачей – радиационных онкологов появилась возможность прецизионно доставлять индивидуальные дозовые распределения в объем опухоли, максимально снизив дозовые нагрузки на критические органы, находящиеся в непосредственной близости к зоне облучения. Однако для корректного применения таких методов терапии необходимо было ужесточить требования, предъявляемые к технико-дозиметрическим параметрам радиотерапевтического оборудования, точности настройки и калибровки его геометрических, механических и радиационных параметров. Цель работы – определение величины возможной ошибки при позиционировании пациента в положении проведения лучевого лечения с использованием медицинских линейных ускорителей электронов путем моделирования воздействия тела пациента на радиотерапевтический стол (РТС). Для определения величин ошибки авторами рассмотрена конструкция и характеристики типовых РТС, разработана модель «среднего» тела пациента, позволяющая изменять нагрузку на терапевтическую поверхность (ТП) РТС с шагом 1 кг. Определены параметры положения ТП для основных локализаций лучевой терапии злокачественных новообразований: опухолей головного мозга и шеи, опухолей грудной клетки и малого таза. Экспериментально установлены численные величины отклонения ТП в изоцентре радиационного поля от предписанного горизонтального положения при нагрузке на нее от 40 до 180 кг для ТП, используемых в РНПЦ онкологии и медицинской радиологии им. Н.Н. Александрова. На основании полученных экспериментальных данных показана необходимость проведения коррекции условий облучения пациента на этапе моделирования параметров его лечения для обеспечения требуемой протоколами лучевой терапии точности доставки индивидуальных дозовых распределений, для чего следует провести анализ зависимости отклонений в дозе, доставляемой пациентам, от величины отклонения ТП РТС от горизонтального положения для каждого используемого в клинической практике РТС, а также разработать и внедрить механизм, который позволит учитывать эту информацию при выборе параметров сеанса облучения и предписания дозы для любой локализации злокачественных новообразований

Due to the rapid development and further improvement of radiation treatment technologies oncologists have an opportunity to precisely deliver individual dose distributions to the tumor, minimizing the doses obtained by critical organs and healthy structures. For the correct and successful application of these complex methods of radiation therapy, it was necessary to enforce the requirements for the technical and dosimetric parameters of the radiotherapy equipment. The purpose of the research is to determine the magnitude of the possible error for patients’ positioning during their radiotherapy treatments using medical linear accelerators by modeling the impact of the patient’s body on the treatment couch. To determine the values of a possible error, the authors have considered the design and characteristics of a typical treatment couch, developed a model of the “average” patient’s body (phantom), which allowed changing the load to the treatment couch with a step of 1 kg. The position parameters of treatment couches were determined for the main types of localization of radiation therapy for malignant tumors: head and neck tumors, breast tumors and pelvic tumors. Numerical values of the treatment coach deviations from prescribed horizontal position were experimentally established for a load from 40 to 180 kg for a treatment couch used at the N.N. Alexandrov National Cancer Centre of Belarus. Based on the obtained experimental data, the necessity to correct the patient's treatment conditions at the stage of treatment planning were confirmed in order to ensure the delivery accuracy of individual dose distributions as required by the radiation therapy protocols. Authors stated that an analysis of the dependence of the deviations in the dose delivered to the patients on the deviation of the radiotherapy table from its horizontal position should be carried out for each radiotherapy table used in clinical practice. The development and implementation of a mechanism that will allow considering this information when choosing the parameters of the patient’s treatment session and prescribing the dose for any localization of malignant neoplasms is needed.

линейный ускорительрадиотерапевтический столфантомвеличина отклоненияlinear acceleratortreatment couchphantompatient’s treatment positionReferencesОкеанов А.И. Моисеева П.И., Левина Л.Ф., Евмененко А.А., Ипатий Т.Б. Суконко О.Г. Рак в Беларуси: цифры и факты. Анализ данных Белорусского канцер-регистра за 2009–2018 гг. Минск: Национальная библиотека Беларуси; 2019.Oceanov A.I. Moiseeva P.I., Levina L.F., Evmenenko A.A., Ipatiy T.B., Sukonko O.G. [Cancer in Belarus: figures and facts. Analysis of the data of the Belarusian Cancer Register for 2009–2018]. Minsk: National Library of Belarus; 2019. (In Russ.)Климанов В.А. Радиобиологическое и дозиметрическое планирование лучевой и радионуклидной терапии. Ч. 1. Радиобиологические основы лучевой терапии. Радиобиологическое и дозиметрическое планирование дистанционной лучевой терапии пучками тормозного и гамма-излучения. Москва: НИЯУ МИФИ; 2011.Klimanov V.A. [Radiobiological and dosimetric planning of radiation and radionuclide therapy. P. 1. Radiobiological basis of radiation therapy. Radiobiological and dosimetric planning of remote radiation therapy with braking and gamma radiation beams]. Moscow: NRNU MEPhI; 2011. (In Russ.)Tepper J., Foote R., Michalski J. Clinical radiation oncology. 5th Ed. Elsevier; 2020.Tepper J., Foote R., Michalski J. Clinical radiation oncology. 5th Ed. Elsevier; 2020.Тарутин И.Г., Титович Е.В. Применение линейных ускорителей электронов в высокотехнологичной лучевой терапии. Минск: Беларуская навука; 2015.Tarutin. I.G. [The use of linear electron accelerators in high-tech radiation therapy]. Minsk: Belaruskaya Navuka; 2015. (In Russ.)Practical issues in treating heavy patients on a LINAC treatment couch. Journal of applied clinical medical physics. 2005;6(1):45-56.Practical issues in treating heavy patients on a LINAC treatment couch. Journal of applied clinical medical physics. 2005;6(1):45-56.Шарухо И.Н. Белорусы в антропологическом и этническом пространстве. Псковский региональный журнал. 2008;1:142-152.Sharuho I.N. [Belarusians in the anthropological and ethnic space]. Pskovskiy Regionalny Jurnal = Pskov Regional Journal. 2008;1:142-152. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.