1. ВВЕДЕНИЕ

1.1.ОБОСНОВАНИЕ

ВДокладе 24 “Определение поглощенной дозы в теле больного, облученного пучками тормозного или гамма-излучения при лучевой терапии”, МКРЕ [1] пришла к заключению, что “еще рано обобщать

доказательства того, что в некоторых типовых точках опухоли требуется достижение погрешности определения поглощенной дозы в мишени ±5%, если думают об эрадикации первичной опухоли”. Далее: “хотя некоторые клиницисты предложили даже еще более узкий интервал ±2%, однако в то время (в 1976 г.) было действительно невозможно получить такой результат”. Эти утверждения подразумевали, что неопределённости определялись при доверительной вероятности 95% и интерпретировались, как если бы они соответствовали приблизительно двум стандартным отклонениям.Таким образом, требование к погрешности 5% по поглощенной дозе соответствовала общей погрешности 2-3% при одном стандартном отклонении.

Сегодня считается, что требование подведения дозы пациенту с такой точностью, является слишком жестким, и неопределённость должна быть увеличена до 5% при одном стандартном отклонении, но определенных рекомендаций относительно этого нет1. Требование к неопределённости ±5% может, с другой стороны, быть понято как приемлемость отклонения между предписанной дозой и дозой, полученной в объеме мишени. Современная лучевая терапия подтверждает в любом случае необходимость подведения дозы с большой точностью, если используется новая техника, включая эскалацию дозы при конформной терапии. Современные технологии в лучевой терапии, например средства диагностики для определения объема мишени, 3D

системы планирования и новейшие ускорители электронов могут

1 В ряде работ сделано заключение, что для некоторых типов опухолей суммарная стандартная неопределённость отпущенной дозы должна быть меньше чем 3,3-3,5% [2-4]. «Даже если в большинстве случаев допустимы большие величины, то в некоторых особых случаях к этому следует стремиться»[3]. Было установлено также, что, учитывая и погрешность алгоритма расчета доз, более допустимым ограничением для суммарной стандартной неопределённости в подведенной к объему мишени дозе следует принять около 5% [4,5].

1

применяться в полном объеме, если только доза определяется и передается пациенту с высокой точностью.

Различные этапы между калибровкой ионизационных камер в единицах воздушной кермы Kair в поверочных лабораториях и определением поглощенной дозы в воде Dw в лечебных учреждениях при использовании дозиметрической методики, основанной на коэффициентах ND,air (или Ngas)2, вводят нежелательную неопределённость в определение значения Dw. Много коэффициентов введено в дозиметрическую цепочку,

которая начинается калибровочным коэффициентом в единицах воздушной кермы Nк, измеренной в воздухе в пучке 60Со, и кончается поглощенной дозой Dw, измеренной в воде. Неопределённости в этой цепочке возникают в основном из преобразований, проводимых пользователем в лечебном учреждении, например, с хорошо известными коэффициентами km и katt, используемыми в большинстве рекомендаций и дозиметрических методик [8-19]. Неопределённости, связанные с

переводом Nк в ND,air (или Ngas), означают, что на практике начало калибровки клинического пучка уже включает значительную

неопределённость [20]. Оценка погрешности, данная в предыдущих рекомендациях МАГАТЭ TRS-277 и TRS-381 [17, 21], показала, что наибольший вклад в неопределённость во время калибровки пучка возникает из-за введения различных физических величин и большого числа ступеней, приводящих к стандартной неопределённости до 3-4%. Даже если последние оценки [22, 23] имеют меньшие значения, вклад первой ступени в дозиметрической цепочке для лучевой терапии еще не подчиняется требованию минимизации конечной неопределённости в подведении дозы к пациенту.

2 Стандарт ИСО 31-0 [6] “Величины и единицы” дал рекомендации относительно применения термина “коэффициент”, который следует использовать в процессе умножения для коэффициентов, имеющих размерность, и резервировать термин “фактор” для безразмерных множителей. Однако недавний стандарт ISO-60731 [7] не следует этому правилу, и предлагает определение термина “калибровочный фактор”. Хотя данные рекомендации продолжают применять термин “калибровочный фактор”, пользователи должны понимать, что есть возможность изменения терминологии в поверочных лабораториях в пользу термина “калибровочный коэффициент”. (Прим. переводчика: В предлагаемом русском переводе используется термин “калибровочный коэффициент”).

2

Reich [24] предложил калибровку терапевтических дозиметров в единицах поглощённой дозы в воде, подчеркивая преимущества одинаковых величин и условий эксперимента и в поверочной лаборатории

иу пользователя. Современное состояние первичных эталонов единицы поглощённой дозы в воде для фотонов и электронов высоких энергий и улучшение концепций дозиметрии и доступных данных, делает возможным уменьшить погрешность при калибровке пучков излучения. Развитие эталонов единицы поглощённой дозы в воде в Дозиметрических

лабораториях первичных эталонов (ДЛПЭ) было важнейшей задачей, поставленной Консультативным Комитетом по эталонам для измерения ионизирующих излучений (Секция 1) [25]. Первоначально были разработаны методы измерения поглощенной дозы в графите с использованием графитовых калориметров, которые продолжают применяться во многих лабораториях. Эта процедура рассматривается как промежуточная ступень между воздушной кермой и непосредственным определением поглощённой дозы в воде, поскольку абсолютная калориметрия в воде более сложна. Результаты сравнения поглощенной дозы в графите было удовлетворительным, и поэтому в некоторых лабораториях были разработаны эталоны единицы поглощённой дозы в воде. За последние 10 лет в ДЛПЭ были значительно улучшены способы определения поглощённой дозы в воде с применением методов измерения соответствующих базовых величин или их производных. Хорошо разработанными являются ионизационный метод, химическая дозиметрия

икалориметрия в воде и графите. Хотя только водный калориметр дает возможность непосредственно измерить поглощённую дозу в воде в водном фантоме, во многих лабораториях хорошо известны требуемые переводные и поправочные коэффициенты. Эти разработки служат основанием для замены величин, используемых в настоящее время для калибровки ионизационных камер и получения калибровочных коэффициентов в

единицах поглощённой дозы в воде ND,w для терапевтических пучков. Многие ДЛПЭ уже выдают ND,w в пучке 60Со, а некоторые из них распространили эти процедуры на фотоны и электроны высоких энергий,

другие разрабатывают необходимую для этого технику. Дозиметрические лаборатории вторичных эталонов (ДЛВЭ),

передают клиническим пользователям калибровочные коэффициенты полученные от ДЛПЭ или Международного бюро мер и весов (МБМВ). Для гамма-пучков 60Co большинство ДЛВЭ выдают пользователям калибровочные коэффициенты в единицах поглощённой дозы в воде без особого

труда, поскольку все ДЛВЭ имеют такие пучки. Однако, как правило, они не могут обеспечить потребителя определенными экспериментально калибровочными коэффициентами для пучков фотонов и электронов

3

высоких энергий. Однако, можно определить поправочный коэффициент на качество излучения относительно 60Со, который будет эквивалентен таковому, полученному экспериментально, но с большей неопределенностью.

Большинство успехов лучевой терапии за последние годы связано с расширением использования для лечения протонов и тяжелых ионов. Практическая дозиметрия в этой области также основана на использовании ионизационных камер, которые калибруют как в едицицах

воздушной кермы так и поглощенной дозы, поэтому дозиметрические методы, применяемые для фотонов и электронов высоких энергий, можно использовать для протонов и тяжелых ионов. В другой крайней области излучений, применяемых для внешнего облучения, лежит киловольтное рентгеновское излучение, для которого использование эталонов поглощённой дозы в воде было введено в TRS-277 [17]. Однако, в настоящее время имеется мало лабораторий, которые проводят калибровку для киловольтного излучения по ND,w, поскольку большинство ДЛПЭ еще не ввели первичные эталоны поглощённой дозы в воде для излучения такого качества. Тем не менее, калибровку киловольтных пучков по ND,w можно проводить в первичных и вторичных поверочных лабораториях на основе эталонов воздушной кермы и и современных методик дозиметрии рентгеновского излучения. Таким образом, стройная система дозиметрии, основанная на эталонах поглощённой дозы в воде, может быть применена практически для всех терапевтических пучков3 (см. рис.1).

Эти новые международные рекомендации по определению поглощённой дозы в воде для дистанционного облучения с использованием ионизационных камер или дозиметров, имеющих калибровочный коэффициент ND,w, могут быть использованы во всех медицинских учреждениях, и на всех установках, предназначенных для лучевого лечения онкологических

3 Для терапевтических пучков нейтронов стандартным материалом, в котором определяется поглощенная доза, является мягкая ткань, МКРЕ [26]. Данные рекомендации основаны на величинах поглощённой дозы в воде. Из-за сильной зависимости коэффициентов взаимодействия нейтронов от их энергии и состава материала, прямая процедура определения поглощенной дозы в мягкой ткани из поглощённой дозы в воде отсутствует. Более того, нейтронная дозиметрия традиционно проводится с помощью тканеэквивалентных ионизационных камер, заполненных тканеэквивалентным газом для определения поглощенной дозы в гомогенной среде. Хотя возможно выразить конечный формализм в единицах kQQо [26], для большинства типов ионизационных камер отсутствуют данные по физическим параметрам, которые применяются для измерения поглощённой дозы в воде в пучках нейтронов, поэтому в данных рекомендациях мы не касаемся дозиметрии терапевтических нейтронных пучков.

4