Верификация радиобиологических и физико-дозиметрических параметров тонкого сканирующего пучка протонов с целью обеспечения гарантии качества протонной лучевой терапии

Цель работы: верификация радиобиологических и физико-дозиметрических характеристик тонкого сканирующего пучка протонов для обеспечения гарантии качества лучевой терапии. Протонная лучевая терапия на сегодняшний день продолжает набирать популярность. Новые терапевтические установки вводятся в эксплуатацию каждый год. Данный метод хорошо зарекомендовал себя в клинической практике, однако наряду с очевидными преимуществами протонного облучения существует ряд неопределенностей, которые необходимо учитывать при планировании лечения. Для протонной лучевой терапии, как и для конвенциональной фотонной лучевой терапии, существует необходимость обеспечения гарантии качества на всех этапах лечения. В работе исследованы основные дозиметрические параметры сканирующего пучка протонов и оценены случайные и систематические погрешности протонной лучевой терапии. Абсолютная доза, равномерность и полутень пучка протонов на глубине соответствует международным рекомендациям и хорошо согласуются с мировым опытом. Оценка биологической эффективности сканирующего пучка протонов на модельной опухоли (крысы с привитой саркомой М-1) показала соответствие полученного значения 1,1 общепринятому в клинической практике. Протонная лучевая терапия чувствительна к различного рода погрешностям. На финальное дозовое распределение влияют целый ряд случайных и систематических ошибок. В данной работе были определены геометрические отступы вокруг объёма мишени для компенсации возможных ошибок. Достаточным для обеспечения качества лечения является отступ 6 мм во все стороны от мишени в случае локализации в голове–шее. Протонный комплекс «Прометеус» обладает рядом уникальных характеристик и конструктивных особенностей, что не позволяет применить к оценке сканирующего протонного пучка общепринятые международные рекомендации по вводу лечебных установок в эксплуатацию (TRS 398, TG-51 AAPM др.). Поэтому в рамках настоящей работы была разработана программа гарантии качества протонной лучевой терапии сканирующим пучком с учётом дозиметрических и технических особенностей, а также с учётом систематических и случайных погрешностей подведения дозы к опухоли. Результатом исследования различных параметров сканирующего пучка протонов стало создание общей методологической базы для обеспечения гарантии качества протонных комплексов. Различные экспериментальные, математические, статистические методы позволили ввести протонный комплекс «Прометеус» в эксплуатацию и усовершенствовать подходы к лучевой терапии сканирующим пучком протонов.