Внутриполостная автономная «ин виво» дозиметрия при высокомощностной брахитерапии рака предстательной железы c применением Ir-192: разработка технологии и первые результаты

DOI: 10.21870/0131-3878-2017-26-2-72-82

Степаненко В.Ф., Бирюков В.А., Каприн А.Д.1, Галкин В.Н., Иванов С.А., Карякин О.Б., Мардынский Ю.С., Гулидов И.А., Колыженков Т.В., Иванников А.И., Борышева Н.Б., Скворцов В.Г., Ахмедова У.А., Богачева В.В., Петухов А.Д., Яськова Е.К., Хайлов А.М., Лепилина О.Г., Санин Д.Б., Коротков В.А., Обухов А.А., Анохин Ю.Н.

«Радиация и риск». 2017. Том 26. № 2, с.72-82

Сведения об авторах

Степаненко В.Ф. – зав. лаб., д.б.н., проф. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России. Контакты: 249036, Калужская обл., Обнинск, ул. Королёва, 4. Тел. (484) 399-70-02; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .
Бирюков В.А. – с.н.с., к.м.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Каприн А.Д.1 – ген. директор ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России, акад. РАН, д.м.н., проф.
Галкин В.Н. – директор, д.м.н., проф. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Иванов С.А. – зам. дир. по научн. и лечеб. работе, д.м.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Карякин О.Б. – зав. отд., д.м.н., проф. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Мардынский Ю.С. – г.н.с., чл.-корр. РАН, д.м.н., проф. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Гулидов И.А. – зав. отд., д.м.н., проф. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Колыженков Т.В. – с.н.с., к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Иванников А.И. – в.н.с., к.ф.-м.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Борышева Н.Б. – зав. отд., к.ф.-м.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Скворцов В.Г. – зав. лаб., к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Ахмедова У.А. – инженер. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Богачева В.В. – инженер. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Петухов А.Д. – м.н.с. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Яськова Е.К. – в.н.с., к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Хайлов А.М. – с.н.с., к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Лепилина О.Г. – мед. физик. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Санин Д.Б. – мед. физик, к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Коротков В.А. – и.о. зав. отд. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Обухов А.А. – врач-уролог, к.м.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Анохин Ю.Н. – в.н.с., к.м.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.

Аннотация

Представлены первые результаты разработки и апробации в клинических условиях технологии внутриполостной автономной «ин виво» дозиметрии при высокомощностной (высокодозной) брахитерапии рака предстательной железы излучением 192Ir с использованием автономных мини- и микродетекторов в виде кристаллов миллиметровых размеров и порошков из микрокристаллов (Al2O3, аланин). Детекторы герметически упаковывали внутри гибких тканеэквивалентных трубок в условиях электронного равновесия, а затем размещали внутри медицинских катетеров. С целью взаимной верификации результатов «ин виво» дозиметрии измерения радиационно обусловленных сигналов в детекторах проводили независимыми методами: термостимулированной люминесценции (ТЛ) и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Поглощённые дозы определяли с использованием калибровочных дозовых зависимостей, построенных для каждого детектора с применением стандартных источников ионизирующего излучения. Данная технология позволяет проводить измерения поглощённых доз во многих точках тела и при внутриполостном размещении дозиметров в автономном режиме, то есть, при отсутствии кабельных соединений с регистрирующими системами. Испытания технологии начаты в МРНЦ им. А.Ф. Цыба в 2016 г. Области интереса для инструментальных оценок доз при брахитерапии рака предстательной железы, определённые онкологом-радиологом: мочевой пузырь (катетер с размещёнными в нём дозиметрами, вводимый через уретру); периферическая (ректальная) область – при введении катетера с размещёнными в нём дозиметрами в просвет прямой кишки. Введение медицинских катетеров предусмотрено технологией высокомощностной брахитерапии. Наличие детекторов внутри катетеров не мешает проведению всех необходимых медицинских процедур – в силу миниатюрности детекторов. Все процедуры по размещению мини- и микродетекторов проводились онкологом-радиологом под контролем УЗИ. Сравнение результатов инструментальной дозиметрии и расчётных данных показывает, что в области мочевого пузыря измеренные дозы достаточно хорошо согласуются с расчётными (различия не превышают 5% по сравнению с расчётными дозами). Между тем, расчётные дозы в периферической (ректальной) области существенно превышают данные, полученные инструментальным способом – от 2 до 5 раз. Сделан вывод о необходимости создания усовершенствованной расчётной системы планирования терапевтических доз – с более точным учётом реальной геометрии облучаемых органов и тканей, а также различий в плотностях облучаемых тканей, в особенности, между мягкой и костной тканями.

Ключевые слова
«Ин виво» дозиметрия, внутриполостная инструментальная дозиметрия, брахитерапия, высокомощностная (высокодозная) брахитерапия, внутритканевая радиотерапия, 192Ir, рак предстательной железы, локальные поглощённые дозы, расчётные дозы, планирование радиотерапии, радиационная безопасность пациентов, люминесцентные детекторы, Al2O3, термостимулированная люминесценция, ТЛ-дозиметрия, ЭПР-спектрометрия, ЭПР-дозиметрия.

Список цитируемой литературы

1. Каприн А.Д., Галкин В.Н., Иванов С.А. Роль брахитерапии в лечении локализованных форм рака предстательной железы //Biomedical Photonics. 2015. Т. 4, № 4. С. 21-26.

2. Иванов С.А. Брахитерапия как метод радикального лечения при раке предстательной железы: дис. … док. мед. наук. М., 2011. 265 с.

3. Иванов С.А., Каприн А.Д., Миленин К.Н., Альбицкий И.А., Иваненко К.В. Результаты применения низкодозной брахитерапии в качестве радикального лечения при раке предстательной железы //Диагностическая и интервенционная радиология. 2015. Т. 5, № 1. С. 73-76.

4. Каприн А.Д., Паньшин Г.А., Альбицкий И.А., Миленин К.Н., Цыбульский А.Д. Брахитерапия лока-лизованного рака предстательной железы (медицинская технология). [Электронный ресурс]. URL: http://www.rncrr.ru/nauka/new-technology/brakhiterapiya-lokalizovannogo-raka-predstatelnoy-zhelezy (дата обращения 08.02.2017).

5. WHO. Radiotherapy Risk Profile WHO/IER/PSP/2008.12. Geneva: WHO, 2008. 51 р. [Электронный ресурс]. URL: http://www.who.int/patientsafety/activities/technical/radiotherapy_risk_profile.pdf (дата обращения 19.04.2017).

6. IAEA. Lessons learned from accidental exposures in radiotherapy. IAEA Safety Report Series 17. Vienna: IAEA, 2000. 96 p. [Электронный ресурс]. URL: http://www-pub.iaea.org/mtcd/publications/pdf /pub1084_web.pdf (дата обращения 19.04.2017).

7. IAEA. IAEA Human Health Reports No. 8 Development of Procedures for In Vivo Dosimetry in Radiotherapy. Vienna: IAEA, 2013. 178 p. [Электронный ресурс]. URL: http://www-pub.iaea.org/books/IAEABooks/8962 /Development (дата обращения 19.04.2017).

8. Valentin J. Prevention of high-dose-rate brachytherapy accidents. ICRP Publication 97 //Annals of the ICRP. 2005. V. 35, N 2. P. 1-51.

9. Therriault-Proulx F., Briere T.M., Mourtada F., Aubin S., Beddar S., Beaulieu L. A phantom study of an in vivo dosimetry system using plastic scintillation detectors for real-time verification of 192Ir HDR brachytherapy //Med. Phys. 2011. V. 38, N 5. P. 2542-2551. doi:10.1118/1.3572229.

10. Andersen C.E., Nielsen S.K., Greilich S., Helt-Hansen J., Lindegaard J.C., Tanderup K. Characterization of a fiber-coupled Al2O3:C luminescence dosimetry system for online in vivo dose verification during 192Ir brachytherapy //Med. Phys. 2009. V. 36, N 3. P. 708-718. doi:10.1118/1.3063006.

11. Степаненко В.Ф., Бирюков В.А, Карякин О.Б., Каприн А.Д., Галкин В.Н., Иванов С.А., Мардынский Ю.С., Колыженков Т.В., Петухов А.Д., Богачева В.В., Ахмедова У.А., Яськова Е.К., Лепилина О.Г., Санин Д.Б., Скворцов В.Г., Иванников А.И., Хайлов А.М., Анохин Ю.Н. Локальные поглощённые дозы облучения медицинского персонала при брахитерапии рака предстательной железы микроисточниками 125I российского производства //Радиация и риск. 2017. Т. 26, № 1. C. 44-59.

12. Briemeister J.F. MCNP – A general Monte-Carlo N-particle transport code. Version 4C. Los Alamos: Los Alamos National Laboratory, 2000.

13. Adult Reference Computational Phantoms: ICRP Publication 110 //Annals of the ICRP. V. 39, N 2. Maryland Heights, MO: Elsevier, 2009. P. 1-165.

14. Agyingi E.O., Mobit P.N., Sandison G.A. Energy response of an aluminum oxide detector in kilovoltage and megavoltage photon beams: An EGSnrc Monte-Carlo simulation study //Radiat. Prot. Dosim. 2005. V. 118. P. 28-31.

15. Asni H.B. Photon energy response of silicon dioxide fibre optic and TLD 100 using Monte-Carlo simulation. Universiti Teknologi Malaysia, 2011. 72 p. [Электронный ресурс]. URL: http://eprints.utm.my/26923/ (дата обращения 19.04.2017).

Полная версия статьи