ИСТИНА

В настоящее время метод протонной терапии, при котором используется сканирующий тонкий пучок, является одним из наиболее эффективных и современных способов для создания конформного (совпадающего по форме с опухолью) распределения поглощенной дозы в опухоли. Дозное распределение высокой конформности достигается с помощью оптимизации тысяч тонких пучков протонов. С целью предотвращения возникновения клинически значимых ошибок, к точности доставки каждого отдельно взятого тонкого пучка предъявляются повышенные требования. Преимущества, которые обеспечивает пик Брэгга, позволяют получить более точное распределение дозы, но также требуют большей точности позиционирования пациента. Неправильное позиционирование пациента при протонной терапии может привести к серьезным ошибкам в облучении, включая недостаточное воздействие на опухоль и избыточное воздействие на здоровые ткани. Для нейтрализации этого эффекта применяется концепция, которая заключается в облучении области, которая превышает размер субклинического распространения опухоли. Клинический объем опухоли, включающий микроскопическое распространение раковых клеток вокруг нее, называется CTV. Планируемый целевой объем (PTV) - это CTV плюс некоторый отступ. Предполагается, что часть нормальной ткани, окружающей CTV в пределах облучаемой области, может быть включена в облучение для обеспечения адекватного покрытия мишени равномерной дозой с учетом возможных геометрических неопределенностей. При лучевой терапии наличие различных неоднородностей на пути пучка протонов (например, кости, легкие, воздушные полости) может привести к значительному ухудшению предсказуемости окончательного распределения дозы в случае ошибок в доставке пучка. Перед каждым сеансом протонной терапии необходимо провести проверку позиции пациента с помощью двух ортогональных снимков и последующей оценкой коррекции положения. В Российской Федерации пока не установлены стандарты отступов на PTV для протонной терапии, поэтому используются общепринятые отступы, применяемые при фотонной терапии. Обычно отступ CTV-PTV составляет от 0 мм до 20 мм. При сравнении ПТ с традиционной фотонной терапией, необходимо применить другой подход к определению отступа между CTV и PTV. Особенно в случае ПТ с использованием сканирующего узкого пучка для неподвижных мишеней, окруженных костными структурами, возможно определить минимальный отступ, который учитывает точность доставки дозы конкретной системой ПТ. В литературе не встречаются упоминания о методиках оценки точности систем протонной терапии и влиянии результатов такой оценки на точность доставки дозы облучения опухолей различных локализаций. В протонном центре ФГБУ ФНКЦРиО ФМБА России используется система протонной терапии IBA Proteus Plus, основанная на циклотроне IBA С235-V3. В 2011-2012 годах циклотрон был собран и протестирован в Объединённом институте ядерных исследований в Дубне, затем доставлен в Димитровград. Программа гарантии качества системы протонной терапии представляет собой адаптивный документ, учитывающий специфику оборудования и доступные средства контроля дозиметрических и механических параметров. Учитывая особенности системы и организацию клинических процессов, на точность подведения дозы к клиническому объему могут влиять различные факторы, такие как радиационный выход, точность доставки узкого пучка, выбор энергии и коллинеарность систем. Для ускорения процесса утренних измерений была выбрана комбинация сцинтилляционного детектора IBA LynxPT и фантома IBA Sphinx, что позволило значительно сократить время измерений с 2-2,5 часов до 20-30 минут. Это повысило эффективность использования клинического времени и позволило лечить дополнительных пациентов, улучшая пропускную способность центра протонной терапии на 18%. Размеры отступов CTV-PTV, установленные в ФГБУ ФНКЦРиО ФМБА России, основаны на клинических рекомендациях, разработанных для применения фотонных установок в лучевой терапии, и составляют для случая внутричерепных опухолей 3 мм. Однако, для учета погрешностей в доставке дозы к клиническому объему облучения, необходимо провести расчет минимально необходимого отступа CTV-PTV. Для этого расчета требуется анализировать стабильность дозиметрических параметров системы протонной терапии, таких как постоянство размера и положения спота, коллинеарности центральных осей протонной и рентгеновской систем, а также стабильность системы выбора энергии. Результаты измерений параметров системы протонной терапии были записаны в базу данных программного обеспечения IBA MyQA, включая дату и измеренные значения. Эти данные были экспортированы в формат электронных таблиц для дальнейшей аналитики. В течение 11 месяцев были проведены ежедневные утренние проверки параметров системы ПТ. Измерения проводились при разных углах гантри (0°, 90° или 270°) в будние дни. В результате за три рабочие недели было сделано по 5 измерений при каждом угле гантри. Для положения узкого пучка был установлен допустимый диапазон колебаний в ±10% от референсного значения, чтобы обеспечить постоянство полутени пучка в пределах 1 мм. Положение узкого пучка оставалось в пределах ±1 мм на протяжении всех измерений в обеих комнатах протонной терапии. Среднее отклонение положения спота от референсного значения не превышало 0,4 мм. Анализ изображений, полученных на экране LynxPT, в рамках утренних проверок также показал, что колебания положения спота были незначительными. Диапазон отклонений всех изученных параметров системы протонной терапии от референсных значений оставался в пределах, рекомендованных в TG-224. В литературе не встречаются упоминания о методиках оценки точности систем протонной терапии и влиянии результатов такой оценки на точность доставки дозы облучения опухолей различных локализаций. Поэтому было решено адаптировать известный подход расчета отступа для учета геометрических неопределенностей к результатам 11-месячного контроля стабильности параметров системы ПТ. Ошибки в латеральном направлении происходят из погрешностей положения спота и коллинеарности, а в аксиальном - из погрешностей параметров энергии. Исходя из стандартной ориентации пациента на лечебном столе, латеральные погрешности в направлении X используются для расчета отступа в направлении голова-ноги, а в направлении Y - для лево-право и живот-спина. Аксиальные погрешности применяются для расчета отступа вдоль оси пучка. В латеральных направлениях относительно оси пучка рассчитанный отступ составил 0,8 мм, вдоль оси пучка – 0,4 мм. Рассчитанные значения представляют минимальные отступы в соответствующих направлениях для планирования протонной терапии в ФГБУ ФНКЦРиО ФМБА России. Их применение, учитывая точность доставки дозы системой ПТ, обеспечивает покрытие CTV 95% предписанной дозой. Это особенно важно для неподвижных мишеней, окруженных косными структурами, например, для опухолей головного мозга, где можно пренебречь интрафракционным движением мишени. После изучения методик проведения утренних проверок параметров системы ПТ был определен оптимальный набор параметров, которые должны быть проверены в рамках программы ежедневной гарантии качества для системы ПТ IBA Proteus Plus, используемой в протонном центре ФГБУ ФНКЦРиО ФМБА России. Методика утренних проверок параметров системы ПТ была оптимизирована с использованием комплекса LynxPT+Sphinx, что привело к сокращению времени проведения проверок в 7,5 раза и увеличению пропускной способности центра ПТ на 18%. Эти проверки включают все рекомендуемые тесты из TG-224 для систем PBS. Было проанализировано постоянство относительных дозиметрических параметров системы ПТ, влияющих на расчет отступа CTV-PTV. За девять месяцев не было обнаружено значительных отклонений от референтных значений, превышающих допустимые пределы. Общая механическая погрешность превышала 1 мм в 1,3% случаев, максимальное значение составило 1,3 мм. Используя известный из литературы подход для расчета отступа CTV-PTV с учетом погрешности укладки пациента, был рассчитан отступ CTV-PTV, учитывающий погрешность доставки дозы системой ПТ. Полученные минимальные значения отступов, учитывающие точность доставки доз, могут быть применены как для однопольного (0,8 мм в латеральных относительно оси пучка направлениях, 0,4 мм в направлении вдоль оси пучка), так и для многопольного (0,8 мм во всех направлениях) облучения. Предлагается использовать эту методику расчета отступа, учитывающую точность доставки дозы системой ПТ, в новых центрах ПТ.