Климанов Радиобиологическое и дозиметрическое планирование 2011

тестированной части системы. Это случается, главным образом, когда использовать софт начинает новый персонал или когда специальные клинические случаи потребуют использования неисследованных процедур или функций. В лучшем случае система рухнет и ошибка станет очевидной. В других случаях план будет составлен, но явится ошибочным.

Ошибка данных случается при введении в систему некорректного параметра. Возможностей для таких ошибок вполне достаточно, от простой ошибки при печатании ввода до неадекватной процедуры получения изображений. Так как последствия могут оказаться весьма серьезными, необходимы специальные процедуры для выявления таких ошибок. Вероятность ошибок в данных можно значительно уменьшить, применяя систематический критический обзор индивидуальных планов и используя независимый метод для наиболее критических данных.

Критический обзор должен проводиться опытными специалистами, хорошо разбирающимися во влиянии различных параметров на ожидаемое дозовое распределение для клинических случаев. Критическая рецензия включает тщательный анализ всех доступных данных, проверку их внутренней согласованности и сравнение всей сопутствующей документации. Особое внимание следует уделить параметрам пучка (включая вспомогательное оборудование), предписанным величинам (доза, веса и позиции весовых точек, нормировка и т.д.) и графическому отображению анатомии, пучков и изодоз.

Расчет количества МЕ (времени облучения) заслуживает отдельного рассмотрения, так как определяет конечную дозу для пациента. По этой причине рекомендуется выполнять независимый расчет дозы. Такой расчет может быть менее точным, чем расчет системы планирования, но с накоплением опыта величина этой разницы становится предсказуемой. Если независимые расчеты невозможны, тогда следует воспользоваться различными референсными таблицами.

В общем ГК работы системы планирования во многом является вопросом личных ощущений пользователя. В дополнение к хорошо документированным процедурам пользователь всегда должен задаваться вопросом о правильности всего, что делается.

Точность облучения в IMRT зависит не только от системы планирования, но также и от системы передачи дозы. При расчете дозо-

561

вых распределений в IMRT увеличивается по сравнению с конвенциальной терапией значимость многих факторов, например, дозиметрия полей малых размеров, моделирование лепестков МЛК и др. Кроме того, в IMRT используются дополнительные специальные параметры. По этой причине тот факт, что библиотека данных пучка приводит к удовлетворительным результатам в описанных выше условиях, не дает гарантии удовлетворительных расчетов дозы для пучков в IMRT. Поэтому рекомендуется проверять индивидуальные планы сравнением с экспериментальными данными пока не будет получены непротиворечивые точные результаты в центре. Это может выполняться для каждого модулированного пучка, применяя установку, используемую для пациента (но с вертикальным падением) как для расчета дозового распределения на заданной глубине в плоском фантоме, так и для измерений.

Другой вариант состоит в расчете и измерении дозы для всех пучков вместе, сохраняя их направления, но используя простую геометрию фантома. Такие планы, в которых пациент заменяется фантомом, называют гибридными планами. Следует признать, что индивидуальные пучки, которые лишь частично облучают детектор, могут показать дозу, значительно отличающуюся от рассчитанной [54]. Суперпозиция пучков будет безусловно сглаживать различие, однако даже для такой комбинации пучков форма фантома должна аппроксимировать пациента. В противном случае, если размеры будут разные, то это изменит относительный вклад отдельных пучков и дозовое распределение потеряет однородность. Общий опыт показывает, что в IMRT измеренные дозы отличаются

больше, чем для стандартных пучков. Систематическое занижение докладывалось в целом ряде работ (например, [55,56]).

При верификации IMRT имеется два одинаково важных аспекта: абсолютная величина дозы и дозовое распределение. Для дозового распределения особенно важно положение края облучаемого объема, и пленочная дозиметрия является удобным способом его измерения. Здесь очень полезно применение оценки точности с помощью гамма-индекса. Сейчас разработаны специальные программы для сравнения дозовых сеток, рассчитанных TPS и измеренных пленкой или матричным детектором, и созданы специальные новые устройства, совмещающие фантомы цилиндрической формы и матричные детекторы. Эти устройства дают больше возможностей для изучения как отдельных пучков, так и суммарной дозы. На на-

562

чальной фазе внедрения IMRT фантомные измерения отдельных пучков оказываются крайне желательными. Также весьма существенно, чтобы контроль качества IMRT дополнялся детальным контролем линейного ускорителя и точности позиционирования лепестков МЛК.

Контрольные вопросы к главе 15

1.Какие мероприятия охватывает Гарантия Качества (ГК) в лучевой терапии?

2.Из каких процессов состоит Программа ГК?

3.Какие принципиальные элементы должны иметь место при реализации систематического подхода к ГК?

4.Что такое Контроль Качества (КК) и какие он выполняет зада-

чи?

5.Что собой представляют Стандарты Качества (СК)?

6.С какими целями проводится Аудит Качества (АК)?

7.В чем заключается различие между понятиями точности и погрешности?

8.В какой области зависимости доза-отклик необходима повышенная точность?

9.Какие рекомендации по точности подведения дозы дает МКРЕ?

10.Какие имеются рекомендации к точности реализации распределения дозы?

11.Какие требования к геометрической точности разработаны международными организациями?

12.Какие требования к окончательной точности подведения дозы

вразных точках рекомендуются международными организациями в настоящее время?

13.Какие критические операции требуют особого контроля в дистанционной лучевой терапии, брахитерапии и в системе передаче информации?

14.Для чего рекомендуется в клиниках создавать Комитет по ГК?

15.Как реализуется ГК по отношению к оборудованию?

16.На какие этапы в соответствии с требованиями ГК разделяется клиническое внедрение программ планирования облучения?

17.На какие вопросы следует получить ответ от разработчика или продавца системы планирования облучения?

563

18.Каким требованиям должны удовлетворять отдельные элементы системы планирования облучения?

19.В чем заключаются основные задачи коммиссионинга?

20.Назовите допустимые отклонения в разных областях пучка, приемлемые при введении в эксплуатацию систем планирования облучения.

21.В чем заключается гамма-метод при определении пространственного и дозового отклонений?

22.Приведите примеры тестов для проверки правильности ввода

ипроцессинга анатомических данных?

23.Приведите примеры тестов для проверки процессинга данных пучков?

24.Из каких характеристик обычно состоят референсные данные пучков?

25.Что собой представляет клиническая верификация системы планирования?

26.Как проводится периодический контроль системы планирова-

ния?

27.Для чего и каким образом выполняется критический обзор индивидуальных планов?

Список литературы

1.WHO (World Health Organization). Quality assurance in radiotherapy // WHO. 1988. Geneva.

2.AAPM (American Association of Physicists in Medicine). Com-

prehensive QA for radiation oncology: Report of AAPM Radiation Therapy Committee Task Group 40 // Med. Phys. 1994. V. 21. P. 581 – 618.

3.Quality assurance in radiotherapy (European Society for Therapeutic Radiology and Oncology advisory report to the Commission of the European Union for Europe Against Cancer Programme) / D.I. Thwaites, C. Blyth, L. Carruthers et al. // Radiother. Oncol. 1995. V. 35. P. 61 – 73.

4.Bleehen N. Quality assurance in radiotherapy / Report of a Working Party of the Standing Subcommittee on Cancer of the Standing Medical Advisory Committee, May 1991. Department of Health. London. !991.

5.Practical guidelines for implementation of quality system in radiotherapy / J.W. Leer, A.L. McKenzie, P. Scalliet et al. // ESTRO Booklet

564

No. 4. ESTRO. Brussels. 1999. Available at www.estroweb. org/ESTRO/upload/publications/Qart.pdf.

6.Mayles P., Thwaites D. Rationale and management of quality system // In: Handbook of radiotherapy physics. Theory and Practice / Ed.: F. Mayles, A. Nahum, J.-C. Rosenwald. 2007. Taylor & Francis Group. P. 793 – 808.

7.Aird E., Mayles F., Mubata C. Quality control of megavoltage equipment // In: Handbook of radiotherapy physics. Theory and Practice / Ed.: F. Mayles, A. Nahum, J.-C. Rosenwald. 2007. Taylor & Francis Group. P. 809 – 840.

8.Rosenwald J-C. Quality assurance of treatment planning process // In: Handbook of radiotherapy physics. Theory and Practice / Ed.: F. Mayles, A. Nahum, J.-C. Rosenwald. 2007. Taylor & Francis Group. P. 841 – 866.

9.Evans F., Marinello J. Quality control of treatment delivery // In: Handbook of radiotherapy physics. Theory and Practice / Ed.: F. Mayles, A. Nahum, J.-C. Rosenwald. 2007. Taylor & Francis Group. P. 867 – 896.

10.Bidmead M. Recording and verification // In: Handbook of radiotherapy physics. Theory and Practice / Ed.: F. Mayles, A. Nahum, J.-C. Rosenwald. 2007. Taylor & Francis Group. P. 897 – 908.

11.Quality assurance in radiation oncology. J.A. Purdy, E.K. Klein, S.

Vijayakumar S. et al. // In: Technical basis of radiation therapy. Practical clinical applications. 4th revised edition / Ed.: S.H. Levitt, J.A. Purdy, C.A. Perez et al. 2006. Springer-Verlag. Berlin. Heidelberg. P. 395 – 422.

12.Van Dyk J. Quality assurance // In: Treatment planning radiation oncology. Second edition. Ed: F.M. Khan / 2007. Lippincott Willams &

Wilkins. Philadelphia. P. 98 – 115.

13.Тарутин И.Г., Страх Ф.Г. Контроль качества компьютерных

систем планирования дистанционного облучения // Медицинская физика. 2007. № 2 (34). С. 71 – 77.

14. Контроль качества гамма-терапевтических аппаратов для дис-

танционного облучения / И.Г. Тарутин, Ф.Г. Страх // Медицинская физика. 2006. № 4 (32). С. 59 – 69.

15.International Standards Organisation. Quality management and quality assurance, Vocabulary // BS EN ISO 8402:1995. BSI. London.

16.ICRU Report 50 / Bethesda. MD. 1993.

565

17.ISO (International Standards Organisation). Quality system, Model for quality assurance in design, development, production, installation and servicing / BS EN ISO 9001: 1994. British Standards Institution. London. 1994.

18.ISO (International Standards Organisation). Quality management system, Requirements / BS EN ISO 9001: 2000. British Standards Institution, London. 2000.

19.AAPM (American Association of Physicists in Medicine). AAPM code of practice for radiotherapy: Report of AAPM Radiation Therapy Committee (Task Group 45) // Med. Phys. 1994. V. 21. P. 1094 – 1121.

20.AAPM (American Association of Physicists in Medicine). Radiation treatment planning dosimetry verification // AAPM Report 55 (Task Group 23). American Institute of Physics. 1995.

21.IEC (International Electrotechnical Commission). Medical electrical equipment – Medical electron accelerators. Functional performance characteristics // IEC publication 976. IEC. Geneva. 1989.

22.IPEM (Institute of Physics and Engineering in Medicine). Physics aspects of quality control in radiotherapy // IPEM. York.1999.

23.Рекомендации по работе с медицинскими терапевтическими

ускорителями электронов. Перевод Т.Г. Ратнер. // Медицинская физика. 2003. № 19 – 20.

24.Гарантия качества планирования лучевой терапии. Перевод Т.Г. Ратнер. // Медицинская физика. 2001 – 2002.. № 10 – 14.

25.Практические рекомендации по применению физики в кон-

тактной лучевой терапии. Перевод Т.Г. Ратнер. // Медицинская физика. 1999 – 2000.. № 6 – 9.

26.Гарантия качества в радиационной онкологии. Доклад рабо-

чей группы № 40. Перевод Т.Г. Ратнер. // Медицинская физика.

2004. № 21 – 23.

27.ICRU (International Commission on Radiation Units and Measurements). Determination of absorbed dose in a patient irradiated by beams of x or gamma rays in radiotherapy procedures // ICRU Report

24.Bethesda. MD. 1976.

28.Mijnheer B.J., Battermann J.J., Wambersie A. What degree of accuracy is required and can be achieved in photon and neutron therapy? // Radiother. Oncol. 1987. V. 8. P. 237 – 252.

29.Accuracy requirements and quality assurance of external beam therapy with photons and electrons. A. Brahme, J. Chavaudra, T. Landberg et al. // Acta Oncol. 1988. V. 15 (Suppl.). P. 1 – 76.

566

30.Brahme A. Dosimetric precision requirements in radiation therapy

//Acta Radiol. Oncol. 1984. V. 23. P. 379 – 391.

31.AAPM. Physical aspects of quality assurance in radiotherapy // AAPM Report 13. 1984. New York

32.Rassow J. Quality control of radiation therapy equipment // Radiother. Oncol. !988. V. 12. P. 45 – 55.

33.Thwaites D.I. Experience with U.K. (IPEM) absorbed-dose-to- water radiotherapy dosimetry protocols for photons (1990) and electros (2003) // In: Standards and Codes of Practice in Medical Dosimetry. 2003. V. I. IAEA. Vienna. P. 243 – 256.

34.Experience with in vivo diode dosimetry for verifying radiotherapy dose delivery: The practical implementation of coast effective approach (IAEA-CN-96/131P) // In: Standards and Codes of Practice in Medical Dosimetry. 2003. V. II. IAEA. Vienna. P. 415 – 423.

35.BIR (British Institute of Radiology). Geometric uncertainties in radiotherapy // BIR. London. 2003.

36.IAEA (International Atomic Energy Agency). Safety Report No. 17: Lessons learned from accidental exposures in radiotherapy / IAEA. Vienna. 2000.

37.ISCRO. Radiation oncology in integrated cancer management // Report of the InterSociety Council for Radiation Oncology, 1992.

38.JCAHO. Quality assurance standards. 1992.

39.Commissioning and quality assurance of computerized planning system for radiation treatment of cancer // IAEA TRS-430. Vienna. 2004.

40.The impact of treatment complexity and computer-control delivery technology on treatment delivery errors / B.A. Fraas, K.L. Lash, G.M. Matrone et al. // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 1998. V. 42. P. 651 – 659.

41.IAEA (International Atomic Energy Agency). Commissioning and quality assurance of computerized planning system for radiation treatment of cancer // IAEA Technical Report Series 430. Vienna. 2004.

42.IAEA (International Atomic Energy Agency). Design and implementation of radiotherapy programme: Clinical, medical physics, radiation protection and safety aspects // TECDOC-1040, IAEA, Vienna. 1998.

43.Venselar J., Welleweerd H. Application of a test package in an intercomparison of photon dose calculation performance of treatment

567

planning system used in a clinical setting // Radiother. Oncol. 2001. V.

60.P. 203 – 213.

44.IAEA (International Atomic Energy Agency). Investigation of an accidental exposure of radiotherapy patients in Panama // IAEA. Vienna. 2001.

45.ESTRO (European Society for Radiotherapy and Oncology). Quality assurance of treatment planning system – practical example for external photon beams // Physics for clinical radiotherapy ESTRO booklet. Brussels. 2004.

46.A technique for quantitative evaluation of dose distributions / D.A. Low, W.B. Harms, S. Mutic // Med. Phys. 1998. V. 25, P. 656 – 661.

47.Bakai A., Albert M., Nusslin F. A revision of the γ-evaluation concept for comparison of dose distributions // Phys. Med. Biol. 2003. V. 48. P. 3543 – 3553.

48.IEC (International Electrotechnical Commission). Radiotherapy equipment – coordinates, movements and scale // CEI/IEC 1237. First Edition. Geneva. 1996.

49.NCS (The Netherlands Commission on Radiation Dosimetry). Quality assurance of 3-D treatment planning systems for external photon and electron beams; practical guidelines for acceptance testing, commissioning, and periodic quality control of radiation therapy treatment planning systems // NCS Report 15. Delft. 2006.

50.Caneva S., Rosenwald J.-C., Zefkili S. A mttod to check the accuracy of dose computation using quality inde: Application to scatter contribution in high energy photon beams // Med. Phys. 2000. V. 27. P. 1018 – 1024.

51.Analysis of the penumbra enlargement in lung versus the Quality Index of photon beams: A methodology to check the dose calculation algorithm / M.F. Tsiakalos, K. Theodorou, C. Kappas et al // Med. Phys. 2004. V. 31. P. 943 – 949.

52.Application of quality index methodology for dosimetric verification of build-up effect beyond air-tissue interface in treatment planning system algorithm // S. Caneva, M.F. Tsiakalos, S. Ststhakis et al. // Radiother. Oncol. 2006. V. 79. P. 208 – 210.

53.Panitsa E., Rosenwald J.-C., Kappas C. Quality control of dose volume histogram computation characteristics of 3D treatment planning systems // Phys. Med. Biol. 1998. V. 43. P. 2807 – 2816.

568

54.Woo M.K., Nico A. Impact of multileaf collimator leaf positioning accuracy on intensity modulation radiation therapy quality assurance ion chamber measurements // Med. Phys. 2005. V. 32. P. 1440 – 1445.

55.Francescon P., Cora S., Chiovati P. Dose verification of IMRT treatment planning system with the BEAM EGS4-based Monte Carlo code // Med. Phys. 2003. V. 30. P. 144 – 157.

56.Quantitative analysis of patient-specific dosimetric IMRT verification // Phys. Med. Biol. 2005. V. 50, P. 103 – 119.

569

Приложение

Таблица П.1

Значения α/β-отношения, обобщенные для нормальных тканей в работе [1], используя данные работы [2] и другие публикации ( приводятся в скобках), и для опухолей в работе [3]

570