RU2299081C2 - Dosimetric method for planning intracavitary brachytherapy of uterine body carcinoma - Google Patents
Dosimetric method for planning intracavitary brachytherapy of uterine body carcinoma Download PDFInfo
- Publication number
- RU2299081C2 RU2299081C2 RU2005116634/14A RU2005116634A RU2299081C2 RU 2299081 C2 RU2299081 C2 RU 2299081C2 RU 2005116634/14 A RU2005116634/14 A RU 2005116634/14A RU 2005116634 A RU2005116634 A RU 2005116634A RU 2299081 C2 RU2299081 C2 RU 2299081C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metrastat
- dose
- source
- applicator
- active
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000002725 brachytherapy Methods 0.000 title claims description 27
- 201000009030 Carcinoma Diseases 0.000 title 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 claims abstract description 11
- GKOZUEZYRPOHIO-IGMARMGPSA-N iridium-192 Chemical compound [192Ir] GKOZUEZYRPOHIO-IGMARMGPSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 230000002357 endometrial effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 claims description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 15
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 13
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 10
- 206010046766 uterine cancer Diseases 0.000 description 8
- 208000002495 Uterine Neoplasms Diseases 0.000 description 6
- 210000004291 uterus Anatomy 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 description 5
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 4
- 206010014733 Endometrial cancer Diseases 0.000 description 3
- 206010014759 Endometrial neoplasm Diseases 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 210000000664 rectum Anatomy 0.000 description 3
- 231100000588 tumorigenic Toxicity 0.000 description 3
- 230000000381 tumorigenic effect Effects 0.000 description 3
- 241001123605 Peru tomato mosaic virus Species 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 201000003908 endometrial adenocarcinoma Diseases 0.000 description 2
- 208000029382 endometrium adenocarcinoma Diseases 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052705 radium Inorganic materials 0.000 description 2
- HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N radium atom Chemical compound [Ra] HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 231100000628 reference dose Toxicity 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 208000026817 47,XYY syndrome Diseases 0.000 description 1
- 206010008342 Cervix carcinoma Diseases 0.000 description 1
- 208000005189 Embolism Diseases 0.000 description 1
- 206010014523 Embolism and thrombosis Diseases 0.000 description 1
- 241000562569 Riodinidae Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000001435 Thromboembolism Diseases 0.000 description 1
- 208000006105 Uterine Cervical Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 231100000987 absorbed dose Toxicity 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 201000010881 cervical cancer Diseases 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000004980 dosimetry Methods 0.000 description 1
- 201000003914 endometrial carcinoma Diseases 0.000 description 1
- 229920002457 flexible plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000008155 medical solution Substances 0.000 description 1
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 1
- 210000004877 mucosa Anatomy 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 208000025421 tumor of uterus Diseases 0.000 description 1
- 210000001215 vagina Anatomy 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины, в частности онкологии, лучевой терапии рака тела матки (РТМ).The invention relates to medicine, in particular oncology, radiation therapy for cancer of the uterine body (RTM).
Лучевая терапия РТМ в качестве самостоятельного метода применяется только при абсолютных противопоказаниях к операции. Они чаще всего обусловлены тяжелыми, некомпенсированными сопутствующими заболеваниями и/или распространением опухоли на параметральную клетчатку и влагалище. Поэтому данная категория пациентов является очень сложной для радиотерапии и нуждается в щадящих режимах, исключающих применение больших объемов облучения. В этом случае наиболее подходит технология аппаратной брахитерапии, обеспечивающей максимальную дозную нагрузку на злокачественную опухоль с сохранением окружающих здоровых тканей за короткий промежуток времени. Современная методология учета дозной нагрузки при внутриполостном лучевом лечении в гинекологии изложена в докладе Международной комиссии по радиационным единицами измерениям (МКРЕ) N 38 "Спецификация доз и объемов для внутриполостной терапии в гинекологии", 1985 г (International Commission on Radiation Units and Measurements. Dose and volumespecification for reporting intracavitary therapy in gynecology. ICRU Report 38. - 1985. - Bethesda. MD.). Основные положения этого документа, посвященные брахитерапии рака шейки матки, также правомерны в брахитерапии рака тела матки:Radiotherapy of RTM as an independent method is used only with absolute contraindications to surgery. They are most often caused by severe, uncompensated concomitant diseases and / or the spread of the tumor to the parametric tissue and vagina. Therefore, this category of patients is very difficult for radiotherapy and requires gentle regimes that exclude the use of large volumes of radiation. In this case, the technology of hardware brachytherapy, which provides the maximum dose load on a malignant tumor while maintaining the surrounding healthy tissues for a short period of time, is most suitable. The modern methodology for calculating the dose load for intracavitary radiation treatment in gynecology is described in the report of the International Commission on Radiation Units and Measurements, 1985 (International Commission on Radiation Units and Measurements. Dose and volumespecification for reporting intracavitary therapy in gynecology. ICRU Report 38. - 1985. - Bethesda. MD.). The main provisions of this document on brachytherapy for cervical cancer are also valid in brachytherapy for uterine cancer:
- мощность дозы брахитерапии в конвенциальной радиевой терапии в пределах 0,4-2 Гр/час и обычно определяется как низкая мощность дозы (НМД) - low dose rate (LDR), средняя - 2-12 Гр/час (СМД) - midle dose rate (MDR) и >12 Гр/час - высокая (ВМД) - high dose rate (HDR);- the dose rate of brachytherapy in conventional radium therapy in the range of 0.4-2 Gy / hour and is usually defined as low dose rate (NMD) - low dose rate (LDR), average - 2-12 Gy / hour (SMD) - midle dose rate (MDR) and> 12 Gy / hour - high (AMD) - high dose rate (HDR);
- планирование конвенциальной брахитерапии с НМД проводится по референтной изодозе, соответствующей 60 Гр. Для внутриполостного облучения с СМД и ВМД планируемая очаговая доза должна быть биологически эквивалентна 60 Гр с НМД;- planning of conventional brachytherapy with NMD is carried out according to the reference isodose corresponding to 60 Gy. For intracavitary irradiation with DMD and AMD, the planned focal dose should be biologically equivalent to 60 Gy with NMD;
- референтный объем соответствует классической грушевидной форме, причем референтная изодоза проходит через точки учета (точки А);- the reference volume corresponds to the classical pear-shaped form, and the reference isodose passes through the metering points (points A);
- точки учета дозных нагрузок определяются относительно источников (максимальная доза) и в области органов риска (минимально возможная доза);- Dose load registration points are determined relative to the sources (maximum dose) and in the area of risk organs (minimum possible dose);
- референтная точка в мочевом пузыре определяется на рентгенограммах в центре изображения баллона катетера Фолея, в области его контакта со слизистой задней стенки;- the reference point in the bladder is determined on radiographs in the center of the image of the Foley catheter balloon, in the area of its contact with the mucosa of the posterior wall;
- референтная точка в прямой кишке расположена в 5 мм от стенки влагалища в месте расположения вагинальных овоидов.- the reference point in the rectum is located 5 mm from the vaginal wall at the location of the vaginal ovoid.
Клинические преимущества применения высокой и средней мощности дозы при контактной аппаратной радиотерапии очевидны: возможность амбулаторного проведения облучения, позиция источника высоко воспроизводима и при необходимости относительно легко визуально контролируется во время всего сеанса лечения, пациентка неподвижна в течение короткого промежутка времени, что уменьшает риск возникновения тромбозов и эмболий.The clinical advantages of using high and medium dose rates in contact radiotherapy equipment are obvious: the possibility of outpatient irradiation, the position of the source is highly reproducible and, if necessary, relatively easily visually controlled during the entire treatment session, the patient is motionless for a short period of time, which reduces the risk of thrombosis and embolism.
В современных брахитерапевтических установках с высокой мощностью дозы излучения все более популярными становятся источники иридия-192 с активностью 5-10 Ки, несмотря на сравнительно небольшой период полураспада (74,02 суток), что обуславливает необходимость частой перезарядки аппарата (3-4 раза в год). При хорошей организации технического обслуживания указанный недостаток ни в коей мере не может быть решающим. Основным преимуществом иридия-192 является относительно низкая средняя энергия его гамма-излучения (0,456 МэВ), благодаря чему удается резко снизить массу сейфа-хранилища и, самое главное, с клинической точки зрения уменьшить число и тяжесть лучевых осложнений. Для модификации дозных распределений во внутриполостных гамма-терапевтических аппаратах используются точечные или линейные источники, которые для облучения протяженных мишеней выстраиваются в неподвижную цепочку или, перемещаясь в процессе облучения, такую цепочку имитируют. Существенное различие в оптимизации дозных распределений при использовании неподвижных и перемещаемых во время облучения источников возникает вследствие того, что при неподвижных источниках мощность дозы в любой точке облучаемой среды остается постоянной, а поглощенная доза пропорциональна времени, тогда как в случае перемещаемого во время облучения источника мощность дозы в каждой точке окружающего пространства изменяется по мере перемещения источника, так что для построения дозного распределения надо учитывать накопление поглощенной дозы за все время движения источника из одного крайнего положения в другое. Различны также формы изодозных кривых, которые в случае использования цепочки источников имеют характерный провал в направлении к торцам цепочки вследствие ослабления излучения одних источников другими, тогда как при перемещении точечного источника в процессе облучения изодозы в осевом направлении не искажаются.In modern brachytherapy units with a high radiation dose rate, iridium-192 sources with an activity of 5-10 Ci become more and more popular, despite the relatively short half-life (74.02 days), which necessitates frequent recharging of the device (3-4 times a year ) With a good organization of maintenance, this drawback can in no way be decisive. The main advantage of iridium-192 is the relatively low average energy of its gamma radiation (0.456 MeV), due to which it is possible to drastically reduce the mass of the storage vault and, most importantly, from a clinical point of view, reduce the number and severity of radiation complications. To modify dose distributions in intracavitary gamma-therapeutic devices, point or linear sources are used which, for irradiating extended targets, line up in a fixed chain or, moving during the irradiation process, imitate such a chain. A significant difference in the optimization of dose distributions when using sources that are stationary and transported during irradiation occurs due to the fact that with stationary sources the dose rate at any point of the irradiated medium remains constant, and the absorbed dose is proportional to time, whereas in the case of a source transferred during exposure, the dose rate at each point of the surrounding space changes as the source moves, so to build up the dose distribution, the accumulation of absorption dose for the entire time the source moves from one extreme position to another. The forms of isodose curves are also different, which, in the case of using a source chain, have a characteristic dip towards the ends of the chain due to attenuation of the radiation of some sources by others, whereas when moving a point source during irradiation, the isodoses in the axial direction are not distorted.
В аппарате "Микроселектрон HDR", выпускаемом фирмой "Нуклетрон", для эндокюритерапии с высокой мощностью дозы применяется источник (диаметр 1 мм) иридия-192 (5-10 Ки) с активной длиной 3,5 мм, прочно связанный с 2,0 метровым стальным тросиком. Источник соответственно программе облучения поочередно устанавливается с шагом 2,5 или 5 мм в любую из 48 позиций в эндостате, формируя излучающую линию протяженностью до 24 см. Многообразие фигур изодозного распределения, получаемого на данном аппарате, обусловлено длительностью времени стояния источника в выбранной позиции. Максимальное удаление источника от аппарата составляет 1500 мм. Малый диаметр (1 мм) источника иридия-192 позволил создать тонкие аппликаторы диаметром 3 мм. В комплекте аппликаторов имеется двойной метрастат "Rotte Endometrial Applicator Sets", состоящий из двух симметричных аппликаторов, метрастатов, изогнутых под углом 30 градусов, вводимых в матку поочередно и затем прочно закрепляющихся вместе таким образом, что во фронтальной проекции имитируют букву Y. Ранее этот аппликатор имел название Y-образный, где каждый метрастат расположен в своем углу полости матки. В работе K.Rotte "HDR Brachytherapy for Endometrial Cancer". (In: Mould R.F., Battermann J.J., Martinez A.A. and Speiser, B.L. eds. Brachytherapy from Radium to Optimization. - 1994. Veenendaal, the Netherlands: Nucletron Corporation. - P.91-100) справедливо отмечает основные трудности брахитерапии рака тела матки, связаны с определением объема мишени и достижения гомогенного дозного распределения в объеме мишени. Впервые этим автором для лечения РТМ с брахитерапией ВМД был использован двойной Y-образный аппликатор, что позволило полностью избежать такие тяжелые осложнения как тромбоэмболии. J.A.Stitt и A.A.Abitbol в главе 28 "Brachytherapy for Endometrial Carcinoma" (In: Subir Nag.eds.Principles and Practice of Brachytherapy. - 1997 - Futura Publishing Company, Inc. - New York. - P.553-567.) достаточно полно описывают различные технологии брахитерапии рака тела матки. В том числе интересен опыт ВМД эндокюритерапии этой опухоли в клинике Университета Miami, где использовали Y-образный двойной аппликатор, позволяющий более оптимально облучать опухоли, расположенные в дне матки, в сравнении с другими стандартными аппликаторами. Разовая доза 6-7 Гр один раз в неделю задавалась в точках, расположенных на 2 см ниже дна матки и на 2 см латеральнее средней оси полости матки.In the Microselectron HDR apparatus manufactured by Nucletron, a source (diameter 1 mm) of iridium-192 (5-10 Ci) with an active length of 3.5 mm, firmly connected to 2.0 meters, is used for endocurotherapy with a high dose rate steel cable. The source, according to the irradiation program, is alternately installed with a step of 2.5 or 5 mm in any of the 48 positions in the endostat, forming a radiating line up to 24 cm long.The variety of figures of the isodose distribution obtained on this device is due to the length of time the source has stood in the selected position. The maximum distance of the source from the apparatus is 1500 mm. The small diameter (1 mm) of the iridium-192 source made it possible to create thin applicators with a diameter of 3 mm. The applicator kit contains a double metrastat "Rotte Endometrial Applicator Sets", consisting of two symmetric applicators, metrastat, bent at an angle of 30 degrees, inserted into the uterus alternately and then firmly fixed together so that in the frontal projection they mimic the letter Y. Previously, this applicator had the name Y-shaped, where each metrastat is located in its corner of the uterine cavity. In K. Rotte's "HDR Brachytherapy for Endometrial Cancer". (In: Mold RF, Battermann JJ, Martinez AA and Speiser, BL eds. Brachytherapy from Radium to Optimization. - 1994. Veenendaal, the Netherlands: Nucletron Corporation. - P.91-100) rightly notes the main difficulties of uterine cancer brachytherapy, are associated with determining the target volume and achieving a homogeneous dose distribution in the target volume. For the first time, this author used a double Y-shaped applicator to treat RTM with AMD brachytherapy, which completely avoided such serious complications as thromboembolism. JAStitt and AAAbitbol in Chapter 28, “Brachytherapy for Endometrial Carcinoma” (In: Subir Nag.eds. Principles and Practice of Brachytherapy. - 1997 - Futura Publishing Company, Inc. - New York. - P.553-567.) fully describe the various technologies of brachytherapy for cancer of the uterus. Of particular interest is the experience of AMD of endocuritherapy of this tumor in the clinic of the University of Miami, where they used a Y-shaped double applicator, which makes it possible to more optimally irradiate tumors located in the bottom of the uterus, in comparison with other standard applicators. A single dose of 6-7 Gy once a week was set at points located 2 cm below the bottom of the uterus and 2 cm lateral to the middle axis of the uterine cavity.
Наиболее подробно в современной литературе представлено описание различных способов дозиметрического планирования брахитерапии РТМ R.Potter, A.Gerbaulet, C.Haie-Meder "Endometrial Cancer". In: The GEC ESTRO Handbook of Brachytherapy. Ed. A.Gerbaulet at all. - 2002. - P.365-401), который взят нами в качестве прототипа предлагаемого изобретения. Технология использования Y-образного аппликатора Rotte позволяет излечивать небольшие злокачественные опухоли, расположенные в малых и средних размерах полостях матки. Дозное распределение оптимизируется в зависимости от толщины стенок матки. Авторы суммировали опыт применения данной технологии различными исследователями, которые использовали как стандартные дозиметрические планы, учитывающие дозную нагрузку в различных референтных точках, так и индивидуальное дозиметрическое планирование по специальной локализации активных позиций источника и различному времени расположения источника. Известно, что оптимизация времени расположения источника никогда не будет так важна, как оптимизация пространственного расположения аппликаторов и позиций источника в них. Поэтому в нашем изобретении использован именно последний метод. В технологии дозного планирования прототипа основное внимание уделено размерам полости матки и лечебному объему, обеспечивающему излечение злокачественной опухоли матки, а дозная нагрузка на критические органы (мочевой пузырь и прямая кишка) учитывается в последнюю очередь. В нашем изобретении на основе тщательного дозиметрического анализа различных оптимальных дозных планов равноценно решены обе эти задачи.The most detailed in the modern literature is a description of various methods for dosimetric planning of RTM brachytherapy by R. Potter, A. Gerbaulet, C. Haie-Meder "Endometrial Cancer". In: The GEC ESTRO Handbook of Brachytherapy. Ed. A. Gerbaulet at all. - 2002. - P.365-401), which we took as a prototype of the invention. The technology of using the Rotte Y-shaped applicator makes it possible to treat small malignant tumors located in small and medium-sized uterine cavities. Dose distribution is optimized depending on the thickness of the walls of the uterus. The authors summarized the experience of using this technology by various researchers, who used both standard dosimetric plans that take into account the dose load at various reference points, and individual dosimetric planning for special localization of the active positions of the source and different source location times. It is known that the optimization of the location time of the source will never be as important as the optimization of the spatial location of the applicators and the position of the source in them. Therefore, in our invention, it was the latter method that was used. In the technology of dose planning of the prototype, the main attention is paid to the size of the uterine cavity and the treatment volume that provides cure for a malignant tumor of the uterus, and the dose load on critical organs (bladder and rectum) is considered last. In our invention, on the basis of a thorough dosimetric analysis of various optimal dose plans, both of these problems are equally solved.
Технический результат настоящего изобретения состоит в значительном уменьшении риска рецидива злокачественной опухоли без лучевых осложнений со стороны смежных органов риска. Это достигается за счет подведения необходимой тумороцидной дозы на опухоль, при условии выбора оптимального дозиметрического плана.The technical result of the present invention is to significantly reduce the risk of relapse of a malignant tumor without radiation complications from adjacent risk organs. This is achieved by summarizing the necessary tumorigenic dose to the tumor, provided that the optimal dosimetric plan is selected.
Сущность изобретения заключается в выборе оптимальной модели расположения позиций шагающего источника иридий-192 с размером шага 2.5 мм, в аппликаторе двойном метрастате "Rotte Endometrial Applicator Sets ", с активной длиной каждого метрастата 50 мм, аппарата "Микроселектрон HDR" при внутриполостной брахитерапии рака тела матки, обеспечивающей полное излечение злокачественной опухоли с минимальным числом лучевых осложнений. Нами в большинстве случаев для планирования брахитерапии применяется стереореконструкция расположения аппликатора со стереоэлектрорентгенограмм, выполненных со смещением фокусов в каждую сторону на 80 мм. Контрастирование смежных органов малого таза проводится с помощью рентгеноконтрастных медицинских растворов и гибких пластиковых катетеров, в которых имеются металлические метки. Выбор референтных точек пациента осуществляется на основе использования ортогональной реконструкции с последующим обозначением зон интереса с диджитайзера в системе координат рентгеновского снимка. Совокупность точек, относящихся к аппликатору, по которым планируется очаговая доза излучения, выбирается в соответствии с Манчестерской методикой для лечения опухолей матки. Референтная изодоза имеет грушевидную форму, соответственно форме тела матки, и проходит через обе точки А. Таким образом референтный лечебный объем включает в себя всю полость и тело матки. Определение месторасположения учитываемых точек органов риска и референтного объема облучения производится согласно рекомендациям ICRU Report 38. Время пребывания источника во всех возможных задаваемых позициях может быть оптимизировано в соответствии с необходимой дозой в одной или нескольких точках или требуемым изодозным распределениям. Эти точки могут являться точками больного и/или аппликатора, в которых задается референтная разовая доза. Изодозная кривая формируется по ряду дозных точек для одного или нескольких катетеров. Каждая дозная точка изодозной кривой может размещаться на различных расстояниях от задаваемых активных позиций источника в выбранном катетере. Время нахождения источника в том или ином месте выбирается так, чтобы обеспечить идентичную заданную дозу в каждой точке на кривой.The essence of the invention is to select the optimal positioning model of the positions of a walking source of iridium-192 with a step size of 2.5 mm, in a Rotte Endometrial Applicator Sets double applicator, with an active length of 50 mm each, Microselectron HDR apparatus for intracavitary brachytherapy of uterine body cancer providing a complete cure for a malignant tumor with a minimum number of radiation complications. In most cases, for planning brachytherapy, we use a stereo reconstruction of the location of the applicator from stereo electroradiographs made with a focus shift of 80 mm on each side. Contrasting adjacent pelvic organs is done using radiopaque medical solutions and flexible plastic catheters that have metal marks. The selection of patient reference points is based on the use of orthogonal reconstruction, followed by the designation of areas of interest from a digitizer in the x-ray coordinate system. The set of points related to the applicator, according to which a focal dose of radiation is planned, is selected in accordance with the Manchester method for the treatment of uterine tumors. The reference isodose has a pear-shaped, corresponding to the shape of the uterus body, and passes through both points A. Thus, the reference treatment volume includes the entire cavity and body of the uterus. The location of the considered points of the risk organs and the reference volume of exposure is determined in accordance with the recommendations of ICRU Report 38. The residence time of the source in all possible preset positions can be optimized in accordance with the required dose at one or more points or the required isodose distributions. These points can be the points of the patient and / or applicator at which the reference single dose is set. An isodose curve is formed along a number of dose points for one or more catheters. Each dose point of the isodose curve can be placed at different distances from the given active positions of the source in the selected catheter. The time spent by the source in one place or another is chosen so as to ensure an identical predetermined dose at each point on the curve.
Нами исследовано множество изодозных распределений, полученных при различном расположении позиций шагающего источника иридий-192 с размером шага 2.5 мм, аппликаторе двойном метрастате "Rotte Endometrial Applicator Set" с активной длиной каждого метрастата 50 мм, аппарата "Микроселектрон HDR" при внутриполостной брахитерапии рака тела матки. При использовании данной методики внутриполостной лучевой терапии расположение референтной разовой дозы в требуемом лечебном объеме практически всегда достигается при помощи математического аппарата системы планирования брахитерапии. Основные трудности заключаются в выборе такого оптимального варианта подведения тумороцидной дозы, при котором имеется возможность максимального уменьшения количества и тяжести ранних и поздних лучевых осложнений со стороны критических органов. Нами были выбраны 8 наиболее оптимальных дозиметрических планов (ДП), применявшиеся в брахитерапии различных больных раком тела матки. Основные характеристики этих планов представлены в таблицах 1 и 2. Время расположения в каждой активной позиции равно частному от деления общего времени лечения на количество позиций источника. Для более наглядного сравнения всех дозиметрических планов объем мишени - планируемый опухолевый объем (planning treatment volume - PTV) определен как стандартный V0=48 см3. Нами проводилось лечение опухолей с PTV, близкими или меньшими по значению в сравнении с V0. Сравнение дозных планов проводилось при идентичной активности источника иридий-192 и шагом равным 2.5 мм.We have studied many isodose distributions obtained for different positions of the walking source of iridium-192 with a step size of 2.5 mm, a double metrastat applicator "Rotte Endometrial Applicator Set" with an active length of each metrastat 50 mm, the Microselectron HDR apparatus for intracavitary brachytherapy of uterine body cancer . When using this technique of intracavitary radiation therapy, the location of the reference single dose in the required treatment volume is almost always achieved using the mathematical apparatus of the brachytherapy planning system. The main difficulties lie in the selection of such an optimal variant of summing up the tumorigenic dose, at which it is possible to minimize the number and severity of early and late radiation complications from critical organs. We selected 8 of the most optimal dosimetric plans (DP) used in brachytherapy for various patients with cancer of the uterus. The main characteristics of these plans are presented in tables 1 and 2. The location time in each active position is equal to the quotient of the total treatment time divided by the number of source positions. For a more visual comparison of all dosimetric plans, the target volume - the planned tumor volume (planning treatment volume - PTV) is defined as the standard V0 = 48 cm 3 . We have treated tumors with PTVs that are close or less in value compared to V0. Comparison of dose plans was carried out with an identical activity of the source of iridium-192 and a pitch of 2.5 mm.
Условные обозначения:Legend:
Количество активных позиций источника в обоих метрастатах - NThe number of active source positions in both metrastats is N
Количество активных позиций источника в одном метрастате - nThe number of active source positions in one metrastat is n
Интервал между активными позициями в одном метрастате (мм) - iInterval between active positions in one metrastat (mm) - i
Активная длина одного метрастата (мм) - аActive length of one metrastat (mm) - a
Дозная нагрузка в мочевом пузыре (% от заданной) - dCystDose load in the bladder (% of the target) - dCyst
Дозная нагрузка в в прямой кишке (% от заданной) - dRectDose load in the rectum (% of target) - dRect
Референтная мощность дозы (Гр/час) - РReference dose rate (Gy / hour) - P
Мощность дозы в мочевом пузыре (Гр/час) - pCystBladder dose rate (Gy / hour) - pCyst
Мощность дозы в прямой кишке (Гр/час) - pRectRectal dose rate (Gy / hour) - pRect
Объем референтной 100% изодозы (см3) - V1The volume of the reference 100% isodose (cm 3 ) - V1
Объем 200% изодозы (см3) - V2The volume of 200% isodose (cm 3 ) - V2
Объем 300% изодозы (см3) - V3The volume of 300% isodose (cm 3 ) - V3
Отношение V1 к V0 - V1/V0Ratio V1 to V0 - V1 / V0
Отношение V2 к V3 - V2/V3Ratio V2 to V3 - V2 / V3
Нами проведен тщательный сравнительный анализ 8 наиболее оптимальных по равномерному соответствию объема референтной дозной нагрузки и клинического объема облучения дозиметрических планов внутриполостной брахитерапии двойным метрастатом по всем выше представленным параметрам. Необходимо еще раз отметить, что двойной метрастат состоит из двух одинаковых симметрично расположенных метрастатов, жестко фиксированных между собой, образующих тем самым после установки Y-образный аппликатор Rotte. Поэтому описание схем расположения активных позиций (АП) источника в двойном метрастате сводится к описанию АП в каждом метрастате. При этом во всех дозных планах, подвергнутых нашему анализу, последовательность расположения активных позиций одинакова в каждом метрастате двойного метрастата, т.е. каждый метрастат двойного метрастата симметричен как по форме, так и по схеме расположения АП. Практически два совершенно одинаковых метрастата, развернутых в разные стороны, образуют Y-образный двойной метрастат. В таблицах все планы ранжированы по уменьшению общего количества (N, n) активных позиций источника. В таблицах трудно отметить периодичность и равномерность расположения активных позиций источника, поэтому этот параметр описан в тексте. В каждом ДП активные позиции в разных вариантах в эндостатах располагались равномерно, их группирование являлось основным отличительным признаком, определяющим название того или иного плана. Нумерация позиций источника начиналась с замкнутого конца метрастата, расположенного в дне полости матки. В плане № 1 все АП расположены плотно друг за другом без пустого интервала в каждом метрастате двойного метрастата. Шаг источника равен 2.5 мм. В ДП № 2 активные позиции сгруппированы по 2 с пустым интервалом в 2.5 мм с 10-й по 21-ую (10-21) позицию, а с 1-й по 9-ю позицию (1-9) АП расположены плотно, в ДП № 3 АП расположены равномерно по одной через 2.5 мм (15-20) и плотно по 4 в группе с интервалом между группами 2.5 мм (1-14), в ДП № 4 активные позиции расположены равномерно по одной через 2.5 мм (16-21) и плотно по 3 в группе с интервалом между группами 2.5 мм (1-15), в ДП № 5 АП расположены по одной через 5 мм (11-22) и плотно без интервала (1-10), в ДП N6 все активные позиции расположены равномерно по одной через 2.5 мм, в ДП № 7 АП сгруппированы парами через 5 мм (1-14) и по одной через 2.5 мм (15-21), в ДП № 8 активные позиции расположены равномерно по одной через 2.5 мм в каждом метрастате через 2.5 мм (1-11) и далее по одной через 5 мм (12-20).We carried out a thorough comparative analysis of the 8 most optimal in terms of uniform correspondence of the reference dose volume and the clinical volume of exposure of the dosimetric plans of intracavitary brachytherapy with double metrastat according to all the above parameters. It should be noted once again that a double metrastat consists of two identical symmetrically arranged metrastats, rigidly fixed to each other, thereby forming, after installation, a Y-shaped applicator Rotte. Therefore, the description of the arrangement of active positions (AP) of the source in a double metrastat is reduced to the description of the AP in each metrastat. Moreover, in all dose plans subjected to our analysis, the sequence of arrangement of active positions is the same in each metrastat of double metrastat, i.e. each double metrastat metrastat is symmetrical both in shape and in the arrangement of the AP. Almost two identical metrastats, turned in different directions, form a Y-shaped double metrastat. In the tables, all plans are ranked by decreasing the total number (N, n) of active source positions. In the tables it is difficult to note the periodicity and uniformity of the arrangement of the active positions of the source, therefore this parameter is described in the text. In each DP, active positions in different versions in the endostats were located evenly, their grouping was the main distinguishing feature that defines the name of one or another plan. The numbering of the positions of the source began with the closed end of the metrastat located in the bottom of the uterine cavity. In plan No. 1, all APs are arranged densely one after another without an empty interval in each metrastat of double metrastat. The source pitch is 2.5 mm. In DP No. 2, active positions are grouped in 2 by an empty interval of 2.5 mm from the 10th to the 21st (10-21) position, and from the 1st to the 9th position (1-9) the APs are densely located in DP No. 3 APs are evenly distributed one by one through 2.5 mm (15-20) and tightly 4 each in a group with an interval between groups of 2.5 mm (1-14), in DP No. 4 active positions are located uniformly one after another 2.5 mm (16- 21) and tightly in 3 in a group with an interval between groups of 2.5 mm (1-15), in DP No. 5 APs are located one after 5 mm (11-22) and tightly without an interval (1-10), in DP N6 all active positions are arranged evenly one by one through 2.5 mm, in DP No. 7 AP grouped in pairs after 5 mm (1-14) and one after 2.5 mm (15-21), in DP No. 8 the active positions are arranged uniformly one after 2.5 mm in each metrastat through 2.5 mm (1-11) and then one through 5 mm (12-20).
Все 8 исследованных нами дозиметрических планов двойных метрастатов Rotte решают поставленную задачу - подведение тумороцидной (излечивающей) дозы на опухоль, что и доказывается приемлемым изодозным распределением всех ДП. Поэтому дозиметрические характеристики всех планов близки по значениям. Основная трудность в выборе того или иного плана заключалась в выборе оптимального сочетания всех приведенных выше параметров изодозного распределения, что позволило решить поставленную техническую задачу - минимизировать количество и тяжесть ранних и поздних лучевых осложнений. Во всех представленных ДП нами применялась разовая доза 8 Гр, подведенная по 100% изодозе с объемом VI. Общий анализ всех ДП двойных метрастатов показывает прямую зависимость высокой дозной нагрузки на критические органы от объема референтной изодозы, причем эта корреляция более явно видна по дозной нагрузке в мочевом пузыре. Из всех ДП явно выпадает план № 5, казалось бы при хороших показателях дозной нагрузки в критических органах очень плохое соотношение дозных объемов и равномерности дозного распределения. Это обусловлено контрастным распределением АП в разных частях аппликатора. Подобными неудачными дозными характеристиками обладают ДП № 2 и 7, но в плане № 7 активные позиции расположены более равномерно, что и видно на лучших показателях. Худшими по высокой дозной нагрузке в критических органах являются ДП № 1, 3, 4 при приемлемых показателях соотношения объемов дозного распределения. Лучшими соотношениями практически всех показателей обладают планы 6 и 8. Примитивный по расположению активных позиций источника ДП №6 может быть предметом выбора в рутинной клинической практике. Но при тщательном сравнении последний явно проигрывает по дозной нагрузке в критических органах дозиметрическому плану № 8, что и сопровождается меньшим количеством и тяжестью лучевых осложнений при брахитерапии рака тела матки. Поэтому при отличном тумороцидном эффекте практически не было тяжелых лучевых осложнений среди больных, подвергавшихся внутриполостной брахитерапии рака тела матки при использовании дозиметрического плана № 8 двойного метрастата "Rotte Endometrial Applicator Sets" активной длиной каждого метрастата 50 мм с 6 активными позициями, расположенными от конца эндостата равномерно по одной через 2.5 мм и далее с 3 АП по одной через 5 мм в каждом метрастате шагающего источника иридий-192 с размером шага 2,5 мм.All 8 Rotte double metrastat dosimetric plans investigated by us solve the task - summarizing the tumorigenic (healing) dose to the tumor, which is proved by the acceptable isodose distribution of all DPs. Therefore, the dosimetric characteristics of all plans are close in value. The main difficulty in choosing one or another plan was to choose the optimal combination of all the above parameters of the isodose distribution, which allowed us to solve the technical problem - to minimize the number and severity of early and late radiation complications. In all the presented DPs, we used a single dose of 8 Gy, summed up at 100% isodose with a volume of VI. A general analysis of all DPs of double metrastats shows a direct dependence of the high dose load on critical organs on the volume of the reference isodose, and this correlation is more clearly visible in the dose load in the bladder. Of all DPs, plan No. 5 clearly falls out, and it would seem that, with good dose indicators in critical organs, there is a very poor ratio of dose volumes and uniformity of dose distribution. This is due to the contrast distribution of AP in different parts of the applicator. DP No. 2 and 7 have similar unsuccessful dose characteristics, but in plan No. 7 the active positions are more evenly distributed, which can be seen at the best indicators. The worst in high dose load in critical organs are DP No. 1, 3, 4 with acceptable indicators of the ratio of the dose distribution volumes. The best ratios of almost all indicators are possessed by plans 6 and 8. Primitive by the location of the active positions of the source of PD No. 6 may be the subject of choice in routine clinical practice. But with careful comparison, the latter clearly loses the dose load in critical organs to dosimetric plan No. 8, which is accompanied by a smaller number and severity of radiation complications during brachytherapy of uterine cancer. Therefore, with excellent tumor effect, there were practically no severe radiation complications among patients who underwent intracavitary brachytherapy of uterine cancer using the Rotte Endometrial Applicator Sets dosimetry plan No. 8 with an active length of 50 mm for each metrastat and 6 active positions located uniformly from the end of the endostat one after 2.5 mm and then with 3 APs, one after 5 mm in each metrastat of a walking source of iridium-192 with a step size of 2.5 mm.
Приводим примеры конкретной реализации:We give examples of a specific implementation:
1. Больная В., 75 лет. Находилась в стационаре Радиологического отделения НИИ онкологии им.проф. Н.Н.Петрова МЗ РФ с диагнозом: рак тела матки Т1а N0 М0. Гистология: высокодифференцированная аденокарцинома эндометрия. При поступлении обнаружено: опухоль 20 мм в дне полости матки. Подвергалась брахитерапии аппликатором двойным метрастатом "Rotte Endometrial Applicator Sets", с активной длиной каждого метрастата 50 мм, аппарата "Микроселектрон HDR", разовая очаговая доза (РОД)=8 Гр (Р=10 Гр/час), подводимая один раз в неделю, суммарная очаговая доза (СОД)=40 Гр, дозиметрический план №8 в соответствии с выше описанной методикой изобретения. Осложнений не было.1. Patient V., 75 years old. She was in the hospital of the Radiological Department of the Research Institute of Oncology named after prof. N.N. Petrova of the Ministry of Health of the Russian Federation with a diagnosis of cancer of the uterine body T1a N0 M0. Histology: highly differentiated endometrial adenocarcinoma. Upon admission, it was found: a tumor of 20 mm in the bottom of the uterine cavity. Was subjected to brachytherapy with a double metrastat applicator "Rotte Endometrial Applicator Sets", with an active length of each metrastat 50 mm, apparatus "Microselectron HDR", a single focal dose (ROD) = 8 Gy (P = 10 Gy / hour), administered once a week, total focal dose (SOD) = 40 Gy, dosimetric plan No. 8 in accordance with the above described methodology of the invention. There were no complications.
2. Больная Г., 71 год. Находилась в стационаре Радиологического отделения НИИ онкологии им. проф. Н.Н.Петрова МЗ РФ с диагнозом: рак тела матки Т1а N0 М0. Гистология: умереннодифференцированная аденокарцинома эндометрия. При поступлении обнаружено - опухоль 30 мм на задней стенке полости матки. Подвергалась брахитерапии аппликатором двойным метрастатом "Rotte Endometrial Applicator Sets", с активной длиной каждого метрастата 50 мм, аппарата "Микроселектрон HDR", РОД=8 Гр (Р=10 Гр/час), подводимая один раз в неделю, СОД=48 Гр, дозиметрический план № 8 в соответствии с выше описанной методикой изобретения. Осложнений не было.2. Patient G., 71 years old. Was in the hospital of the Radiological Department of the Oncology Research Institute. prof. N.N. Petrova of the Ministry of Health of the Russian Federation with a diagnosis of cancer of the uterine body T1a N0 M0. Histology: moderately differentiated endometrial adenocarcinoma. Upon admission, a tumor of 30 mm was found on the posterior wall of the uterine cavity. Was subjected to brachytherapy with a double metrastat applicator "Rotte Endometrial Applicator Sets", with an active length of each metrastat 50 mm, apparatus "Microselectron HDR", ROD = 8 Gy (P = 10 Gy / hour), delivered once a week, SOD = 48 Gy, dosimetric plan No. 8 in accordance with the above described methodology of the invention. There were no complications.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005116634/14A RU2299081C2 (en) | 2005-05-31 | 2005-05-31 | Dosimetric method for planning intracavitary brachytherapy of uterine body carcinoma |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005116634/14A RU2299081C2 (en) | 2005-05-31 | 2005-05-31 | Dosimetric method for planning intracavitary brachytherapy of uterine body carcinoma |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2299081C2 true RU2299081C2 (en) | 2007-05-20 |
Family
ID=38164272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005116634/14A RU2299081C2 (en) | 2005-05-31 | 2005-05-31 | Dosimetric method for planning intracavitary brachytherapy of uterine body carcinoma |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2299081C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605998C2 (en) * | 2010-06-11 | 2017-01-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Simultaneous multi-modality inverse optimization for radiotherapy treatment planning |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6217503B1 (en) * | 1994-01-21 | 2001-04-17 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Apparatus and method to treat a disease process in a luminal structure |
| RU2174019C1 (en) * | 2000-07-19 | 2001-09-27 | НИИ онкологии им. проф. Н.Н. Петрова | Dosimetric method for planning intratissular brachitherapy with organ-saving treating of mammary gland cancer |
| RU2251437C2 (en) * | 1998-11-06 | 2005-05-10 | Амершем пи-эл-си | Radioactive source for brachytherapy, method of making the device (versions), method of treatment by using the device and composition on its base |
-
2005
- 2005-05-31 RU RU2005116634/14A patent/RU2299081C2/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6217503B1 (en) * | 1994-01-21 | 2001-04-17 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Apparatus and method to treat a disease process in a luminal structure |
| RU2251437C2 (en) * | 1998-11-06 | 2005-05-10 | Амершем пи-эл-си | Radioactive source for brachytherapy, method of making the device (versions), method of treatment by using the device and composition on its base |
| RU2174019C1 (en) * | 2000-07-19 | 2001-09-27 | НИИ онкологии им. проф. Н.Н. Петрова | Dosimetric method for planning intratissular brachitherapy with organ-saving treating of mammary gland cancer |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| POTTER R. et al. The GEC ESTRO Handbook of Brachytherapy. - 2002, p.365-401. Subir Nag.eds.Principles and Practice of Brachytherapy., New York, Futura Publishing Company, Inc., 1997, p.553-567. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605998C2 (en) * | 2010-06-11 | 2017-01-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Simultaneous multi-modality inverse optimization for radiotherapy treatment planning |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kubo et al. | Impact of collimator leaf width on stereotactic radiosurgery and 3D conformal radiotherapy treatment plans | |
| US8139714B1 (en) | Few seconds beam on time, breathing synchronized image guided all fields simultaneous radiation therapy combined with hyperthermia | |
| Lee | Recent developments and best practice in brachytherapy treatment planning | |
| Gurjar et al. | A study on prostate movement and dosimetric variation because of bladder and rectum volumes changes during the course of image-guided radiotherapy in prostate cancer | |
| Stuecklschweiger et al. | Bladder and rectal dose of gynecologic high-dose-rate implants: comparison of orthogonal radiographic measurements with in vivo and CT-assisted measurements. | |
| RU2299081C2 (en) | Dosimetric method for planning intracavitary brachytherapy of uterine body carcinoma | |
| Esche et al. | Reference volume, milligram-hours and external irradiation for the Fletcher applicator | |
| Cilla et al. | Optimized stereotactic volumetric modulated arc therapy as an alternative to brachytherapy for vaginal cuff boost. A dosimetric study | |
| Erickson | The sculpted pear: an unfinished brachytherapy tale | |
| Hilaris et al. | Brachytherapy treatment planning | |
| RU2299080C2 (en) | Dosimetric method for planning intracavitary brachytherapy of uterine cervix carcinoma | |
| Nair et al. | High dose rate (HDR) brachytherapy technique: For carcinoma of uterine cervix using Nucletron applicators | |
| RU2254881C1 (en) | Individual applicator for contact ray therapy | |
| RU2299083C2 (en) | Method for carrying out dosimetric planning intracavitary metastatic vaginal carcinoma brachytherapy | |
| Gay et al. | Radiation Therapy | |
| RU2290233C2 (en) | Method for irradiating oncology patients, primarily using cobalt distance apparatuses | |
| Hoskin | Brachytherapy Clinical Introduction | |
| RU2174019C1 (en) | Dosimetric method for planning intratissular brachitherapy with organ-saving treating of mammary gland cancer | |
| Zingoni et al. | 82 Influence of applicator shape on the dose to rectum and bladder in vaginal cuff brachytherapy | |
| Crook et al. | Principles and Practice of Brachytherapy | |
| Ataman et al. | 84 Optimization in mdr brachytherapy for utero-vaginal applications | |
| Çetingöz et al. | 83 Rectum dose analysis of intracavitary applications in gynecological cancer | |
| Lee et al. | 81 Intracavitary brachytherapy in a patient with uterus didelphys | |
| Datta et al. | Midline shield for radiation therapy of carcinoma of the uterine cervix: Should it be “midline” or “individualized”? | |
| Enciu et al. | Dose and volume parameters for ct based treatment planning in intracavitary brachytherapy for cervical cancer. A comparison between 2D and 3D brachytherapy |