9. Редукция гдо и вычисление радиобиологических функций

1. Что такое редукция

Процедура редукции следующая. Интегральная ГДО, которая соответствует данному органу, в общем случае имеет форму лесенки (однако использованные методы могут быть применены и для распределений). Редукция состоит в нахождении униформной ГДО, эквивалентной первичной. Две ГДО эквивалентны, если их биологический эффект статистически идентичен, например, вероятность появления или непоявления определенного осложнения. Этот биологический эффект хорошо определен и является единственным для каждого органа.

2. Модели редукции

Существуют разные модели редукции ГДО, каждая из которых дает эквивалентную дозу для облучения всего органа или эквивалентный объем для заданной дозы.

Н ачальная ГДО Редукция 1 Радио

биологическая

Deq NTCP илиTCP

Veq

Dmax D модель

1

3. Эквивалентная униформная доза

Случай, когда вычисляется эквивалентная униформная доза, вероятность осложнения критического органа (NTCP) или локальный контроль опухоли (TCP) вычисляется просто. Вычисление основывается на какой-либо биологической модели. Эта вычисленная вероятность будет зависеть от:

• начальной ГДО;

• использованной модели редукции;

• радиобиологических параметров (TD₅₀, n, m и др.), которые соответствуют рассматриваемому органу. Параметры будут рассмотрены далее.

4. Объемный эффект

Уменьшение толерантной дозы TD₅₀ при увеличении облучаемого объема органа риска – хорошо известный эффект.

Предположим, что часть органа V_a облучается постоянной дозой D_a.

1-V_a

D=0

V_b 1-V_b

D_b D=0

V_a

D_a

Какова биологическая доза D_b , которая, будучи подведена к парциальному объему того же органа V_b, даст тот же самый биологический эффект? Она дается уравнением

(5)

Это соотношение представляет объемный эффект. Оно нелинейно и зависит от рассматриваемого органа при помощи параметра n, который может принимать значения от 0 до 1. В статистической модели орган с большим n соответствует последовательной архитектуре: осложнение проявляется, когда затронута большая часть органа. Орган с малым n соответствует параллельной архитектуре: если затронута малая часть органа, орган справляется с наступлением осложнения. Когда n = 1, объемный эффект важен: слабое изменение объема приводит к важным изменениям толерантной дозы. Когда n = 0, объемный эффект слаб.

Если объемный эффект велик, NTCP лучше коррелирует с интегральной дозой (площадью под ГДО). Если объемный эффект слаб, NTCP лучше коррелирует с максимальной дозой.