Методы повышения эффективности фотонной и нейтронной лучевой терапии

Создание системы коллимации пучка быстрых нейтронов с помощью МЛК позволит проводить конформное облучение объема ЗНО (формирование поля облучения максимально приближенного к форме опухоли) и снизить нежелательные пострадиационные повреждения здоровых тканей, окружающие опухоль. МЛК для пучка быстрых нейтронов циклотрона У-120 (НИ ТПУ) является первой разработкой в РФ для реализации конформной лучевой терапии быстрыми нейтронами. Предложенное решение может быть адаптировано под особенности других терапевтических источников быстрых нейтронов с использованием МЛК, используя: техническое задание (ТЗ), комплект документов рабочей конструкторской документации (РКД) для изготовления изделия (механической части и автоматизированной системы управления). 3D дозиметрическое планирование быстрыми нейтронами на базе рентгеновских томографических изображении (информация об электронной плотности материала) с использованием вероятностных методов расчета переноса ионизирующего излучения через вещество повышает точность в оценке распределения поглощенной дозы в гетерогенной среде более чем на 20%. Формирование численной модели источника быстрых нейтронов с учетом параметров пучка циклотрона У-120 (выходной канал циклотрона У-120, бериллиевая мишень, спектр выходного пучка быстрых нейтронов) и моделей имеющихся аппликаторов позволит повысить точность расчетов и провести подготовительные работы для внедрения конформной терапии на базе разрабатываемого МЛК. Данная система не имеет аналогов в РФ и может использоваться для различных источников быстрых нейтронов через: разрабатываемый код на базе вероятностного метода расчета распределения поглощенной дозы в гетерогенной среде с учетом параметров источника и создания виртуальной модели устройства для формирования геометрической формы поля облучения. Проведение исследований радиобиологических процессов при фотонной и нейтронной лучевой терапии (от клетки до организма (пациента)) поможет оценить их эффективность на биологическом уровне, т.е. повысить предсказательность результатов данных видов лечения в зависимости от биологических особенностей тканей. Это позволит повысить эффективность лечения за счет адаптации курса облучения под индивидуальные условия ЗНО (локализация, объем, окружающие здоровые ткани, гистология). Полученные результаты обобщаются и систематизируются в разрабатываемых программных продуктах, которые уже проходят апробацию: • ПО база данных клинически значимых показателей лучевой терапии: обобщает, расширяет и систематизирует данные для повышения их доступности, анализа и использования; • ПО «Калькулятор TCP\NTCP» позволяет проводить оценку эффективности дозиметрического плана облучения по трехмерному распределению поглощенной дозы на индивидуальных анатомических данных с учетом режима лечения и биологических свойств тканей, используя значения клинически значимых показателей лучевой терапии и их неопределенности. Может быть помощником в принятии решения по выбору оптимального режима лечения. Результаты по реализации проекта позволят повысить эффективность фотонной и нейтронной лучевой терапии более чем на 3-10% для различных ЗНО (по оценке значений критериев TCP\NTCP) путем: 1) снижения лучевых нагрузок на здоровые ткани, окружающие опухоль при использовании МЛК пучка быстрых нейтронов на базе циклотрона У-120 и системы 3D дозиметрического планирования, 2) радиобиологической оценки эффективности дозиметрических планов облучения по трехмерному распределению поглощенной дозы на индивидуальных анатомических данных с учетом режима лечения и биологических свойств тканей, т.е. поиска оптимального индивидуального режима облучения.