4 курс / Лучевая диагностика / Радиационная_защита_в_Лучевой_терапии

5.3.Методы оценки дозы на пациентов в контактной лучевой терапии

Контактная лучевая терапия (брахитерапия) отличается от дистанционной терапии тем, что каждая новая фракция облучения планируется так же, как и первая фракция. Каждый раз необходимо визуализировать размещение интрастатов в теле облучаемых пациентов и на компьютерных системах планирования рассчитывать распределение поглощенной дозы и оптимизировать его за счет выбора места нахождения и времени стояния источника в интрастате.

В брахитерапии наблюдаются такие же тенденции по увеличению поглощенных доз на опухолевые очаги, что и в дистанционной лучевой терапии [69, 70]. Однако подход к выбору объемов облучения мишеней и органов риска в брахитерапии стал более строгим, чем еще 20 лет назад. Некоторым снижением доз на органы риска радиационные онкологи обязаны переводу гамма-терапевтических аппаратов для контактного облучения на применение наряду с кобальтом-60 источников иридия-192, палладия-103, йода125. Применение последнего позволило увеличить поглощенную дозу на предстательную железу до 160 Гр без увеличения частоты и тяжести лучевых реакций и осложнений со стороны органов риска [71].

При использовании сочетанного облучения (дистанционного и контактного) дозы от контактной терапии, естественно, уменьшены. Уменьшены они и при применении химиолучевого лечения различных локализаций, поскольку такие методы являются, как правило, паллиативными. Поглощенные дозы в этих случаях не превышают 50 Гр и в дистанционной и в контактной терапии [71].

Экспериментальная оценка полученных пациентами доз в контактной терапии сильно ограничена. In vivo контроль может осуществляться практически только при внутриполостной гамма-терапии мишеней в тазовой области. При облучении шейки или тела матки детекторы могут

51

быть размещены в прямой кишке и в мочевом пузыре. В качестве детекторов используются ионизационные камеры малого диаметра, диодные или люминесцентные детекторы. При облучении прямой кишки детекторы располагаются

вшейке матки и мочевом пузыре у женщин или в мочевом пузыре у мужчин. Такое же применение детекторы находят при облучении рака предстательной железы. При облучении мочевого пузыря детекторы располагаются в шейке матки у женщин и в прямой кишке у мужчин. Расположение детекторов определяется при производстве снимков облучаемой области перед проведением сеанса облучения. Желательно, чтобы сами детекторы на снимках были видны. В этом случае доза рассчитывается в системе планирования сеанса облучения по месту расположения детекторов.

Особое значение для точного отпуска дозы пациентам при проведении контактной лучевой терапии имеет правильное определение мощности дозы, создаваемое радионуклидами на опорном (стандартном) расстоянии. Погрешность подведения дозы к мишени при проведении контактной лучевой терапии должна быть не хуже, чем при дистанционной терапии, для которой она определена в 5%. Соответ­ ственно погрешность проведения калибровки источников должна находиться в пределах 3%. Любой источник гаммаизлучения должен обязательно проверяться при его поставке в клинику, а кобальтовые источники должны обмеряться периодически в течение всего времени их использования [72–76]. Полученные калибровочные значения вводятся

впланирующие системы, в которых и рассчитываются программы оптимального облучения.

Введенное МКРЕ определение активности источника через мощность воздушной кермы в стандартной точке рекомендуется для использования большинством аналогичных протоколов других стран, так как эта величина непосредственно измеряется при калибровке и связана с поглощенной дозой в воде простым соотношением [74, 75].

Очень важной составляющей радиационной защиты пациентов в брахитерапии является их предлучевая подго-

 52

товка. Если раньше производство рентгеновских снимков осуществлялось чаще всего на симуляторах, после чего пациентов перевозили в процедурные помещения для облучения, то с появлением в процедурных помещений встроенных рентгеновских систем IBU (Imager Body Unit), а также ультразвуковых систем, все процедуры с пациентами проводятся на одном столе. Применяются и фиксирующие приспособления. Такой технологический процесс позволяет существенно уменьшить погрешности, связанные со смещениями пациента на столе, источников внутри тела, а также точной привязкой изображений к реальной геометрии облучения.

5.4. Дозиметрическое сопровождение дистанционной лучевой терапии

Для проведения облучения по методикам современной высокотехнологичной лучевой терапии на одном уровне

сведущими европейскими клиниками необходимо соблюдение определенных условий: наличие соответствующей материально-технической базы, а также высококвалифицированного медицинского и инженерно-физического персонала, строгое следование протоколам лечения и, безусловно, внедрение соответствующей программы гарантии качества. Программа должна обеспечить необходимый контроль технических параметров линейного ускорителя и многопластинчатой диафрагмы, а также дозиметрических характеристик пучка излучения и, тем самым, гарантировать качественную реализацию индивидуальных планов лечения пациентов. Неотъемлемой частью такой программы, помимо различного рода функциональных тестов и проверок технических характеристик используемого оборудования, будет являться проведение дозиметрических измерений,

споследующим анализом полученных результатов и калибровкой радиационного пучка. В общем случае дозиметрическое сопровождение дистанционной лучевой терапии бу-

53

дет состоять из абсолютных и относительных измерений параметров радиационного пучка линейного ускорителя для каждой используемой энергии излучения.

Регулярные абсолютные измерения значения поглощенной дозы фотонов в стандартных условиях в опорной точке применяются для калибровки интегрированных ионизационных камер медицинских линейных ускорителей электронов и являются обязательным мероприятием при использовании любого метода ВЛТ.

Относительные измерения на медицинских линейных ускорителях электронов проводятся для настройки и проверки характеристик радиационного терапевтического пучка в соответствии с требованиями международных, национальных или внутриклинических нормативно-технических документов. Такие измерения должны выполняться при вводе в эксплуатацию нового линейного ускорителя, при конфигурации алгоритмов расчета дозового распределения в компьютерных системах планирования облучения, при периодических дозиметрических обследованиях терапевтического радиационного пучка медицинских ускорителей, а также после ремонтных работ на линейных ускорителях, которые могут вызвать изменения параметров пучка.

В РНПЦ онкологии и медицинской радиологии им. Н. Н. Александрова в 2014 г. подготовлена и утверждена Министерством здравоохранения Республики Беларусь инструкция по применению «Методы дозиметрического сопровождения высокотехнологичной лучевой терапии» [77].

Инструкция включает следующие разделы: измерение поглощенной дозы фотонов в стандартных

условиях; относительные дозиметрические измерения на линей-

ных ускорителях электронов; верификация дозовых распределений.

Метод измерения поглощенной дозы фотонов в стандартных условиях полностью соответствует Рекомендации № 398 МАГАТЭ, выпущенной в 2000 г. [78]. Эти рекоменда-

 54

ции не были утверждены в Республике Беларусь до выпуска инструкции и применялись в клиниках страны в качестве документа, рекомендуемого к применению. После утверждения новой инструкции метод становится обязательным для применения.

К относительным дозиметрическим измерениям на аппаратах дистанционной лучевой терапии и, главным образом, на современных медицинских линейных ускорителях электронов относятся:

профильные распределения поглощенной дозы; процентные глубинные дозовые распределения; коэффициенты радиационного выхода; коэффициент пропускания пластин МПД; дозиметрический зазор МПД.

Верификация дозовых распределений будет рассмотрена в главе 8.

5.5.Дозиметрическое сопровождение контактной лучевой терапии

Калибровка радиоактивных источников для брахитерапии имеет ряд проблем, отличных от тех, которые возникают при калибровке пучков аппаратов дистанционной лучевой терапии. В общем случае требуется проводить калибровкурадиационныхизлучателейвтехжегеометрических условиях, которые используются и при лечении в единицах поглощенной дозы. Но из-за большого градиента дозы на расстоянии 1–5 см от радиоактивных источников, на которое обычно рассчитывается доза, произвести измерения с необходимой точностью оказывается затруднительным. Еще более сложной является калибровка ионизационных камер при применении различных терапевтических радио-

нуклидов. В контактной терапии применяются радионуклидные источники 60Со, 192Ir, 137Cs, 103Pd, 125I и другие,

имеющие отличную от кобальта эффективную энергию излучения. Но если для аппаратов с кобальтом при дозиме-

55

трических измерениях можно использовать данные калибровки в метрологических лабораториях, то для остальных радионуклидов таких данных метрологические лаборатории не выдают. Это связано с коротким временем жизни этих радионуклидов, и использование эталонных источников в метрологических лабораториях является практически невыполнимым.

МАГАТЭ рекомендует применять в брахитерапии калибровку ионизационных камер по двум энергиям фотонного излучения, одной из которых является калибровка по 60Со или 137Cs, а второй – калибровка по рентгеновскому излучению с максимально возможной эффективной энергией фотонов, близкой к энергии фотонов радионуклидов, применяемых в клинических условиях. Например, для радионуклида 192Ir с эффективной энергией фотонов 397 кэВ предлагается применять линейную интерполяцию между калибровочным каэффициентом для кобальта и калибровочным коэффициентом для рентгеновского излучения с эффективной энергией 130 кэВ [76]. При этом калибровки камер проводятся с использованием накопительного колпачка из ПММА, имеющего толщину стенок 4,45 мм (537 мг/см2) [72]. С колпачком проводятся измерения и на проверяемом радионуклиде.

С учетом вышеизложенного калибровку ионизационных камер по кобальту и рентгеновскому излучению предпочтительно проводить в метрологических лабораториях, но с заказом проведения измерений на рентгеновских аппаратах камерами, как без накопительного колпачка, так и с ним. Дозиметрический паспорт на камеру, поступающий в клинику с камерой (обычно камерой Фармера), позволяет затем легко вычислить калибровочный коэффициент для источников иридия и применять его на практике.

Для калибровки источников, поступивших в клинику, можно применять калибровку в свободном воздухе или в специальном фантоме (например, PTW T9193). Методика определения активности через мощность воздушной кермы

 56

в стандартной точке была введена Международной комиссией по радиологическим единицам еще в 1985 г. [73]. Мы не останавливаемся здесь на методиках проведения измерений, поскольку они прекрасно изложены в публикациях [72, 76]. В обоих случаях измеряется мощность воздушной кермы на расстоянии, приведенном к 1 м, а также эффективная активность источника.

Дозиметрическая камера с квази-4п-геометрией может быть использована как прибор для рутинных измерений (Well-chamber PTW 33005). Она должна быть калибрована для определенного типа источника, стандартная мощность воздушной кермы которого измерена одним из двух выше упомянутых методов либо известна.

Эта камера специально разработана для измерения источников большой активности (до 4 × 1011 Бк). В ней используется специальный термоизоляционный материал между стенками камеры и катетером для уменьшения эффекта нагревания стенок измерительной камеры, так как образующийся градиент температуры внутри измерительного объема вносит дополнительную погрешность в измерение [79].

Позиция источника при проведении калибровки и измерений определяется так же, как и при измерении в воздухе, путем построения графика зависимости показаний дозиметра от положения источника в камере. При последующих измерениях позиция источника должна строго воспроизводиться для данного источника и дозиметрической камеры. Это достигается за счет специальных при - способлений, жестко фиксирующих положение катетера

систочником относительно камеры. Калибровочный коэффициент определяется для каждого типа источника

сизвестной стандартной мощностью воздушной кермы путем его измерения и последующего вычисления. После калибровки источника излучения в дальнейшем может быть проведено измерение и вычислена активность источника в единицах мощности воздушной кермы. Эти величины в дальнейшем используются в системах планирова-

57

ния контактного облучения, прилагаемых к каждому аппарату брахитерапии.

Если аппарат для контактного облучения содержит более одного источника, например 3 в раздельных постоянных каналах, то необходимо проводить калибровку каждого источника в отдельности.

В современных аппаратах для проведения контактной лучевой терапии используется один линейный источник излучения. Необходимость облучения мишеней больших размеров требует ступенчатого перемещения источника по заранее рассчитанной траектории в интрастатах, введеных в полости или ткани тела. Поэтому в основе всех методов расчета распределений поглощенной дозы в облучаемых объемах лежит расчет воздушной кермы в точке [72, 80]. При расчетах мощность поглощенной дозы в любой точке облучаемой среды можно выразить через мощность воздушной кермы в стандартной точке, определенной при калибровке источника. Активная длина источника разделяется на элементарные участки, и рассчитывается керма в точках окружающей среды, после чего суммарная доза в среде определяется интегрированием доз от элементарных объемов источника. Обязательно вводятся поправки на поглощение излучения в самом источнике, его капсуле. Вводятся поправки на рассеяние и поглощение излучения в окружающих тканях, на анизотропию источника, на радиоактивный распад. Вводится определение эффективной активности источника, вычисляемой из мощности воздушной кермы в стандартной точке, и далее вычисляется мощность поглощенной дозы в каждой точке облучаемой среды. В современных аппаратах брахитерапии пространственное распределение дозы создается одним источником, который может находиться различное время в различных позициях. Поэтому суммарное распределение дозы может быть оптимизировано на компьютерных системах планирования контактного облучения для создания распределения, заданного радиационным онкологом.

 58

Подробное рассмотрение формализма вычислений распределений дозы в облучаемой среде приводится в работах

[72, 80 и др.].

5.6. Хранение и использование дозиметрической информации

В медицинских онкологических центрах, которые имеют несколько аппаратов лучевой терапии и используют современные методики лечения пациентов, вопросы получения, хранения и использования дозиметрической информации становятся все более актуальными. Дозиметрические измерения являются существенным составным элементом программы контроля качества оборудования для лучевой терапии на всех аппаратах для дистанционного и контактного облучения и должны проводиться на них регулярно. При этом необходимо четко представлять, что, как и для чего хранить.

Дозиметрическую информацию, подлежащую хранению и дальнейшему использованию, получают при измерении характеристик пучков излучения в процессе периодического контроля и при проведении тестов по обеспечению методик стереотаксического облучения, IMRT, RapidArc и др.

Самую первую дозиметрическую информацию, которую следует хранить и использовать на протяжении всего срока эксплуатации аппарата лучевой терапии, получают во время приемо-сдаточных работ.

Для гамма-аппаратов дистанционной лучевой терапии это глубинные и профильные распределения мощности поглощенной дозы в воде для открытых полей и полей, формируемых клиновидными фильтрами; коэффициенты пропускания подвесных платформ и клиновидных фильтров; зависимость мощности дозы от размеров поля облучения; совпадение границ светового и радиационного полей; значение мощности поглощенной дозы в опорной точке.

59

Для медицинских ускорителей указанные характеристики следует измерить для всех используемых видов и энергий излучения, а также получить глубинные и профильные распределения мощности дозы для динамического клина.

Весь набор дозиметрических данных, полученных при приемкеаппаратоввклиническуюэксплуатацию,представ­ ляет собой эталон, которому должны соответствовать дозиметрические и другие характеристики аппаратов в течение всего срока их жизни. Такой эталон должен храниться

вотделениях лучевой терапии не менее чем в двух экземплярах и в различных местах.

Текущая дозиметрическая информация может храниться на бумажных носителях: в рабочих журналах, протоколах периодического контроля, протоколах, прилагаемых к историям болезни пациентов, а также на рентгеновских пленках, в компьютерах и на различных магнитных носителях.

Рабочие журналы и в настоящее время являются основным документом и помощником специалиста, работающего в области дозиметрии. Основываясь на многолетнем опыте работы, мы можем дать следующие рекомендации по ведению рабочего журнала.

Рабочий журнал следует завести для каждого аппарата лучевой терапии. На первых страницах журнала, например для ускорителя, следует поместить следующую информацию, взятую из эталона: индекс качества для каждой используемой энергии фотонного излучения, значение параметра

R50 для каждой используемой энергии электронов, значения поправочных коэффициентов на качество излучения КQ для каждой используемой ионизационной камеры, для каждой энергии излучения; значения коэффициентов пропускания подвесных платформ и клиновидных фильтров.

При проведении текущих дозиметрических измерений

врабочем журнале следует указать, например, при определении цены мониторной единицы: дату измерения; вид из-

 60