БРАХИТЕРАПИЯ С ИСТОЧНИКОМ Yb-169 В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ Выполнила студентка группы МФ С-10 Михайлова Татьяна Руководитель дипломной работы Акулиничев С.В. д. ф.-м. н., зав. лаб. мед.физики ИЯИ РАН Основная цель работы заключается в расчете и анализе дозиметрических параметров и эксплуатационных свойств источников на основе изотопа 169Yb для брахитерапии в импульсном режиме. Для достижения цели сформулированы следующие этапы исследования: • Анализ опыта использования брахитерапии с импульсной мощностью дозы. • Расчет эффекта экранирования защитой точечного источника на основе 169Yb. • Расчет распространения излучения иттербиевого источника в тканях человека. • Анализ полученных результатов. Аппарат Микроселектрон PDR, работающий импульном режиме. – в Классификация брахитерапии по интесивности и методу облучения: • Низкодозовая (НДБ-LDR ) Интенсивность: менее 1 Гр/час, Количество источников: до 250 шт., Время облучения: постоянно. Активность источника: ~ 1 мКи. Изотопы: I-125, Cs -131, Pd-103. • Высокодозовая (ВДБ- HDR) Интенсивность: более 20 Гр/час Количество источников: 1, Время облучения: до 1 час. Активность источника: ~ 8-20 Ки, Изотопы : I-192, Co-60 • Импульсная ( PDR) Интенсивность (средняя): около 1 Гр/час Количество источников: 1 Время облучения: 2-4 дня, (циклами по несколько мин.) Активность источника ~ 1 Ки, Изотопы: I-192 Метод лечения заключается в имплантации радиоактивного источника на длительный период. Но при этом излучение воздействует на опухоль дискретно: не постоянно, а отдельными импульсами, частота и интенсивность которых устанавливается заранее. Дело в том, что при высоких мощностях дозы теряется преимущество в репарационном процессе нормальных тканей по сравнению с опухолевыми, присущее режиму LDR. Поэтому появилась потребность во фракционировании режима HDR, что привело к разработке метода облучения с «импульсной мощностью дозы» (PDR). В этом режиме полное время облучения становится примерно таким же, как и в режиме LDR, т.е. 40 – 80 часов. При этом источники вводятся в пациента на минуты в течение каждого часа облучения, создавая высокую мгновенную мощность дозы. Брахитерапевтический комплекс, включающий аппарат MicroSelectron – HDR V3 с интегрированным рентгеновским аппаратом (IBU) и приставкой Swift для проведения брахитерапии рака предстательной железы в режиме реального времени. Сроки возникновения осложнений в группах наблюдений Год наблюдения Группа основная контрольная PDR без ХТ, n=44 PDR с ХТ, n=84 АГАТ-ВУ, n=81 Цистит Ректит Цистит Ректит Цистит Ректит Некроэпителиит 1-й 0 0 0 3 0 2 1 2-й 1 1 0 0 0 2 0 3-й 0 0 1 0 1 0 0 4-й 0 0 1 0 0 0 0 Всего 1 1 2 3 1 4 1 Итого 2 (4,4%) 5 (6,0%) 6 (7,4%) Радиальное распределение мощности поглощенной дозы в воде от источника с Yb-169 и поправки на поглощения и рассеяние в среде. Кружочки - с учетом поглощения и рассеяния; синяя кривая – без поглощения и рассеяния в среде; штриховая кривая – поправка напоглощение и рассеяние. Радиальное распределение дозы в воде. красная линия – наш расчет; черные кружечки – расчет Харлова МРНЦ в водном фантоме для источника с активностью 5Ки; кружочки расчет в воде из работы M. Ghorbani, F. Salanshour, A Hogparast, T.A. Maghaddas, C. Knaup Effect of tissue composition on dose distribution in brachyterapy with various photon emitting sources, Journal of Contemporary Brachytherapy V.6, No1, 2014, 54-67 ; квадратики – относительное отклонение от расчетной кривой. Результат корректировки нашего распределения и распределения M. Ghorbani, полученное множителем 1.2. Распределение доз в сравнении с распределениями из Канадской базы данных, для иттербиевых источников с активностью 5Ки. Распределения мощности поглощенной дозы в воде для иридиевого и иттербиевого источника активностью 5Ки: квадратики – распределение для иттербия; кружочки – распределение для иридия; штриховая линия – без учета поглощения рассеяния для иттербиевого источника; сплошная линия – без учета поглощения рассеяния для иридиевого источника. Дозовые распределения от иридиевых источников активностью 5Ки. Синяя кривая наш расчет. Крестики – расчет для источника NucletronHDR v.2 в пересчете на 5Ки. Зависимость мощности дозы (нормированная на мощность воздушной кермы) в воде для сравниваемых источников двойном логарифмическом масштабе 110 . 3 Ir-192 Model mHDR v.1 Yb-169 Model 4140 Ir-192 Model mHDR v.2 Co-60 Flexisource Dose Rate into a Water, cGy/(h U) 100 10 1 0.1 0.01 110 3 0.1 1 Distance, cm 10 Зависимость мощности дозы (нормированная на мощность воздушной кермы) в воде для сравниваемых источников в полулогарифмическом масштабе 110 . 3 Ir-192 Model mHDR v.1 Yb-169 Model 4140 Ir-192 Model mHDR v.2 Co-60 Flexisource Dose Rate into a Water, cGy/(h U) 100 10 1 0.1 0.01 3 110 2 4 6 Distance, cm 8 10 Зависимость мощности дозы в сГр/ч в воде для сравниваемых источников в полулогарифмическом масштабе. Выбранные расстояния 0.4 мм и 10мм показаны красным пунктиром . 8 110 0.4 1 Ir-192 Model mHDR v.1 Yb-169 Model 4140 Ir-192 Model mHDR v.2 Co-60 Flexisource 7 110 6 Dose Rate into a Water, cGy/h 110 5 110 4 110 3 110 100 10 2 4 6 Distance, cm 8 10 Из результатов расчетов и анализа клинического опыта можно сделать следующие выводы: • источник 169Yb обладает высокой мощностью дозы, что позволяет сформировать терапевтическую дозу в короткое время, что важно для импульсного подведения дозы; • иттербиевый источник не требует существенных затрат на радиационную защиту персонала; • брахитерапия с импульсной мощностью позволяет избежать поздних радиационных повреждений; • использование брахитерапии с импульсной мощностью дозы способствует значительному снижению числа и степени тяжести местных реакций по сравнению с брахитерапией источниками высокой мощности (в 2- 2,6 раза). Спасибо за внимание!