Дозиметрическое планирование — ключевой этап в проведении внешней и внутренней лучевой терапии, обеспечивающий точную доставку предписанной дозы ионизирующего излучения в мишень (опухолевый объем) при минимизации облучения окружающих здоровых тканей и критических органов. Основной целью планирования является обеспечение терапевтического эффекта при снижении вероятности радиационно-индуцированных осложнений.
Для правильного дозиметрического моделирования и оценки эффективности облучения Международная комиссия по радиологическим единицам и измерениям (ICRU) определяет несколько типов объемов:
Разделение на указанные объемы позволяет более точно задавать параметры планирования и корректно формировать дозные ограничения.
Перед проведением КТ-симуляции для планирования пациенту обеспечивается надёжная иммобилизация (маски, вакуумные матрасы, подголовники и пр.). Это позволяет добиться высокой воспроизводимости положения тела в ходе каждой фракции облучения.
Визуализация опухоли и окружающих структур осуществляется с помощью КТ, МРТ и/или ПЭТ. Полученные данные используются для построения трехмерной модели анатомии пациента.
Радиотерапевт совместно с медицинским физиком выполняет контурирование GTV, CTV, PTV и OAR. Процесс осуществляется вручную или с использованием автоматизированных алгоритмов, в зависимости от программного обеспечения и протокола клиники.
В зависимости от клинической задачи и расположения опухоли выбирается один из методов:
Выбор метода влияет на форму распределения дозы, сложность планирования и длительность лечения.
Дозиметрическое планирование проводится с помощью специализированных программных комплексов (TPS — Treatment Planning System). Используются алгоритмы различной степени точности:
Каждый алгоритм имеет свои преимущества в отношении точности моделирования физико-дозиметрических характеристик пучка, особенно в гетерогенных средах (например, легкие, кости).
Оптимизация проводится в два этапа:
Целью является достижение как можно более равномерного охвата PTV предписанной дозой при одновременном соблюдении дозовых ограничений для OAR.
Для оценки качества плана используются:
В план входят также таблицы с абсолютными и относительными дозами, достигнутыми в критических органах и мишени.
Перед началом лечения план проходит проверку:
План должен соответствовать клиническому протоколу, который обычно задаёт:
Предписанную дозу (Prescribed Dose) — доза, которую должен получить PTV, например, 60 Гр за 30 фракций.
Допустимые отклонения — например, не менее 95% объема PTV должно получать не менее 95% предписанной дозы.
Ограничения на OAR — максимальные и средние дозы, которые не должны превышаться для снижения риска осложнений. Примеры:
В ряде случаев (при существенных изменениях анатомии, массе тела, опухоли в процессе лечения) используется адаптивное планирование. Оно предусматривает пересчёт и адаптацию исходного плана на основании новых КТ-изображений и клинической ситуации.
Современные TPS позволяют использовать биологические модели оценки вероятности:
Использование этих моделей особенно актуально при индивидуализированном планировании и оценке рисков.
После утверждения плана он передаётся в систему управления лечением (Record & Verify system), где осуществляется:
Таким образом, дозиметрическое планирование является критически важным компонентом современной лучевой терапии, требующим комплексного подхода, мультидисциплинарного взаимодействия и использования высокоточных физических моделей.