vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2022-67-2-239-249vestift-741Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СИСТЕМЫINFORMATION TECHNOLOGIES AND SYSTEMSАппаратная реализация верификации динамической лучевой терапииHardware implementation of dynamic radiation therapy verificationПеткевичМ. Н.PiatkevichM. N.

Петкевич Максим Николаевич – начальник отдела по инженерному обеспечению лучевой терапии

аг. Лесной, 223040, Минский район

Maksim N. Piatkevich – Head of the Department for Engineering Support of Radiation Therapy

agro-town Lesnoy, 223040, Minsk Disrtict, Minsk Region

maxpetkevichn@gmail.comТитовичЕ. В.TitovichE. V.

Титович Егор Владимирович – специалист по базам данных (медицинская физика)

а/я 100, 1400, Вена

Egor V. Titovich – Associate Database Officer (Medical Physics)

PO Box 100, 1400, Vienna

e.v.titovich@gmail.comРеспубликанский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии имени Н. Н. АлександроваN. N. Alexandrov National Cancer Centre of BelarusМеждународное агентство по атомной энергииInternational Atomic Energy Agency202202072022672239249Copyright © Петкевич М.Н., Титович Е.В., 20222022Петкевич М.Н., Титович Е.В.Piatkevich M.N., Titovich E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/741

Эффективность применения современных технологий и методов лучевого лечения зависит от средств контроля качества эксплуатационных параметров радиотерапевтического оборудования. Верификация плана лучевого лечения позволяет оценить соответствие дозового распределения, доставленного к мишени, запланированному распределению с погрешностью результата облучения, не превышающей заданную величину критерия приемлемости. Разработаны инструментальные средства для оценки трехмерного дозового распределения планов лучевой терапии с модуляцией интенсивности, используя величину абсолютной дозы облучения. Проведен анализ существующих технических средств и методик проведения верификации планов лучевой терапии на медицинских линейных ускорителях электронов, а также выявлены их недостатки. Показано, что данные методики осуществления верификации трехмерного дозового распределения не дают точного представления об абсолютных значениях дозы излучения в мишени. Предложены система и метод, позволяющее повысить точность проведения верификации плана лучевой терапии за счет использования полученного кросс-калибровочного коэффициента определяемого с учетом значения радиационного выхода медицинского линейного ускорителя непосредственно в момент осуществления как данной процедуры, так и сеанса лучевой терапии, а также способ проведения верификации плана лучевой терапии с их применением.

The effectiveness of the use of modern technologies and methods of radiation treatment depends on the means of quality control of the operational parameters of the radiotherapy equipment. The development of technical means for verification of the radiation therapy plan, allowing accurate assessment of the three-dimensional dose distribution in the target, is a priority task when introducing innovative methods of radiation treatment. The aim of the work is to develop tools for assessing the three-dimensional dose distribution of radiation therapy plans with intensity modulation using the magnitude of the absolute radiation dose. The authors analyzed the existing technical means and methods for verifying radiation therapy plans on medical linear electron accelerators, and also identified their shortcomings. It is shown that these techniques for verifying the three-dimensional dose distribution do not give an accurate idea of the absolute values of the radiation dose in the target. A system and a method are proposed that allows improving the accuracy of the verification of the radiation therapy plan by using the obtained cross-calibration coefficient determined taking into account the value of the radiation output of the medical linear accelerator immediately at the time of the implementation of both this procedure and the radiation therapy session, as well as a method for verifying the plan radiation therapy with their use.

лучевая терапиялинейный ускоритель электроновверификациямодуляция интенсивностидоза излучениятрехмерное дозовое распределениерадиационный выходradiation therapylinear electron acceleratorverificationintensity modulationradiation dosethree-dimensional dose distributionradiation outputReferencesТарутин, И. Г. Применение линейных ускорителей электронов в высокотехнологичной лучевой терапии / И. Г. Тарутин, Е. В. Титович. – Минск: Беларус. навука, 2014. – 175 с.Tarutin I. G., Titovich E. V. Application of Linear Electron Accelerators in High-Tech Radiation Therapy. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 2014. 175 p. (in Russian).Титович, Е. В. Верификационные мероприятия при облучении пациентов с использованием методики IMRT в РНПЦ ОМР им. Н. Н. Александрова / Е. В. Титович, И. Г. Тарутин, Г. В. Гацкевич // Украин. радиол. журн. – 2014. – Т. 22, № 2. – С. 54–57.Titovich E. V. Tarutin I. G., Gackevich G. V. Verification activities during the irradiation of patients using the IMRT methodology at the N. N. Aleksandrov National Cancer Centre. Ukrainskiy radiologicheskii zhurnal [Ukrainian Radiological Journal], 2014, vol. 22, no. 2. pp. 54–57 (in Russian).Kesen, N. D. In Vivo Dosimetry In External Radiotherapy / N. D. Kesen // Turk Onkoloji Dergisi. – 2017. – Vol. 32, № 4. – P. 173–180. https://doi.org/10.5505/tjo.2017.1667Kesen N. D. In Vivo Dosimetry In External Radiotherapy. Turk Onkoloji Dergisi, 2017, vol. 32, no. 4, pp. 173–180. https://doi.org/10.5505/tjo.2017.1667Смирнов, В. В. Сравнительные характеристики полупроводниковых in vivo-дозиметров / В. В. Смирнов. – СПб., 2015. – 60 с.Smirnov V. V. Comparative Сharacteristics of Semiconductor In Vivo Dosimeters. St. Petersburg, 2015. 60 p.Al-Taee, A. A. In vivo dosimetry evaluation of semiconductor diodes and Thermoluminscence Detectors (TLDS) in advanced radiotherapy techniques / A. A. Al-Taee, W. Abdul-Fattah Saleh, M. M. Khalil // Oncology and Radiotherapy. – 2020. – Vol. 14, № 4. – P. 31–42.Al-Taee A. A., Abdul-Fattah Saleh W., Khalil M. M. In vivo dosimetry evaluation of semiconductor diodes and Thermoluminscence Detectors (TLDS) in advanced radiotherapy techniques. Oncology and Radiotherapy, 2020, vol. 14, no. 4. pp. 31–42.IAEA Human Health Reports No. 8 Development of Procedures for In Vivo Dosimetry in Radiotherapy International Atomic Energy Agency [Electronic resource]. – Mode of access: https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/Pub1606_web.pdf – Date of access: 01.11.2021.IAEA Human Health Reports No. 8 Development of Procedures for In Vivo Dosimetry in Radiotherapy International Atomic Energy Agency. Available at: https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/Pub1606_web.pdf (accessed 1 November 2021).In Vivo Dosimetry System [Electronic resource]. – Mode of access: https://www.elsesolutions.com/wp-content/uploads/2015/07/In-Vivo-Dosimetry.pdf – Date of access: 01.11.2021In Vivo Dosimetry System. Available at: https://www.elsesolutions.com/wp-content/uploads/2015/07/In-VivoDosimetry.pdf (accessed 1 November 2021).Van Dam, J. Methods for in vivo dosimetry in external radiotherapy / J. Van Dam, G. Marinello. – 2nd ed. – Brussel: ESTRO, 2006. – 79 p.Van Dam J., Marinello G. Methods for In Vivo Dosimetry in External Radiotherapy. 2nd ed. Brussel, ESTRO, 2006. 79 p.In vivo dosimetry [Electronic resource]. – Mode of access: https://international.anl.gov/training/materials/AX/Kudchadker/3-Invivo-dosimetry.pdf – Date of access: 01.11.2021.In vivo dosimetry. Available at: https://international.anl.gov/training/materials/AX/Kudchadker/3-Invivo-dosimetry. pdf (accessed 1 November 2021).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.