Скачать электронную версию статьи (в свободном доступе).
Цель: Анализ и сравнение существующих методов реконструкции кольцевого аппликатора, а
также разработка метода реконструкции, наиболее приближенного к действительной траектории движения источника излучения, при дозиметрическом планировании брахитерапии.
Материал и методы: Оценка методов реконструкции проводилась на основе КТ-изображений, которые использовались для дозиметрического планирования лечения пациентов. Полученные
данные о позиционировании источника излучения с использованием рентгеновских изображений были перенесены на КТ-изображения при помощи методов матричного преобразования.
Предложен метод реконструкции по траектории движения источника, при котором были получены минимальные расхождения в расположении позиций установки источника в сравнении с
координатами действительных позиций остановки. Для проведения сравнения реконструкция
аппликатора была выполнена тремя различными методами: методом библиотек производителя
аппликаторов, по траектории движения источника и предложенным выше методом.
Результаты: Оценка результатов проводилась по гистограмме доза–объем. Дозовые характеристики были выбраны на основании рекомендованного отчета МКРЕ № 89. Для оценки наличия
влияния метода реконструкции на дозовые характеристики применялся критерий Фридмана.
Различия между дозами при разных методах реконструкции оказались значимыми (критической величиной уровня значимости считали p=0,05). Максимальные значения отклонений медианных значений параметров гистограммы доза–объем составило 7,8% для метода lib, 8,6% для
метода tracking и 7,9% для метода track_new. Были рассчитаны медианные значения отклонений позиций источника, полученных при использовании описанных ранее методов реконструкции, от действительных позиций остановки источника, обнаруженных экспериментально.
Заключение: Использование предложенного метода реконструкции track_new повышает точность определения позиций остановки источника излучения в аппликаторе и, как следствие,
точность доставки дозы на аппарате брахитерапии по сравнению с ручным методом tracking.
Методы, используемые при проведения данного исследования, могут быть использованы при
вводе аппликаторов в клиническую эксплуатацию в рамках программы гарантии качества лучевого лечения. Полученные результаты будут полезны медицинским физикам при необходимости
выбора методики реконструкции аппликатора в соответствии имеющимися возможностями и
методами визуализации и, как следствие, повысят точность дозиметрического планирования и
доставки дозы на аппаратах брахитeрапии.
Ключевые слова: брахитерапия, кольцевой аппликатор, реконструкция
Purpose: Analysis and comparison of existing reconstruction methods of the ring applicator, as well as
the development of reconstruction method that is closest to the actual source path in dosimetric planning using brachytherapy.
Material and methods: Evaluation of reconstruction methods was carried out on the basis of CT images, which were used for dosimetric planning of patient treatment. The obtained data on the positioning of the radiation source using X-ray images were transferred to CT images using matrix transformation methods. A method of reconstruction along the source path is proposed, in which the minimum
discrepancies in the location of the source positions in comparison with the coordinates of the actual
source positions were obtained. For comparison, the reconstruction of the applicator was performed by
three different methods: the method using the manufacturer’s applicator libraries, along the source
path, and the method proposed above.
Results: The results were assessed using a dose-volume histogram. Dose characteristics were selected
based on the recommended ICRU Report 89. To assess the presence of the effect of the reconstruction
method on the dose characteristics, the Friedman criterion was used. The differences between the doses for different reconstruction methods turned out to be significant (the critical value of the significance
level was considered p=0.05). The maximum deviations of the median values of the parameters of the
dose-volume histogram were 7.8% for the “lib” method, 8.6% for the tracking method, and 7.9% for
the track_new method. We calculated the median values of the deviations of the source positions obtained using the previously described reconstruction methods from the actual stopping positions of the
source found experimentally.
Conclusion: The use of the proposed reconstruction method track_new increases the accuracy of determining the positions of the stop of the radiation source in the applicator and, as a consequence, the accuracy of dose delivery on the brachytherapy apparatus in comparison with the manual tracking
method. The methods used in this study can be used when putting the applicators into clinical use as
part of a radiotherapy quality assurance program. The obtained results will be useful to medical physicists if it is necessary to choose a technique for carrying out the reconstruction of the applicator in accordance with the available capabilities and imaging methods and, as a result, will increase the accuracy of dosimetric planning and dose delivery on brachytherapy afterloaders.
Key words: brachytherapy, ring applicator, reconstruction
DOI: 10.52775/1810-200X-2022-91-3-46-54