Учебное пособие. — М.: МИФИ, 2008. — 328 с. — ISBN
978-5-7262-0935-7.
Распознано.
Книга представляет собой вторую часть учебного пособия
Дозиметрическое планирование лучевой терапии. В учебном пособии
рассмотрены основные понятия, физические основы и основные
расчетные методы дозиметрического планирования дистанционной
лучевой терапии пучками электронов, протонов и нейтронов, а также
контактной лучевой терапии и радионуклидной терапии. Изложены
способы формирования и модулирования интенсивности
радиотерапевтических пучков. Особое внимание уделяется процессу
трехмерного дозиметрического планирования. В основу пособия положен
курс лекций, читаемых в течение последних восьми лет проф. В.А.
Климановым для студентов МИФИ по специальности «Радиационная
безопасность человека и окружающей среды» (специализация
«Медицинская радиационная физика») и специальности «Медицинская
физика».
Учебное пособие предназначено для студентов, преподавателей, аспирантов и научных работников инженерно-физических и физико-технических вузов, специализирующихся в области лучевой терапии, а также работников медицинских учреждений, связанных с лучевым лечением пациентов. Предисловие.
Электронная лучевая терапия
Современное состояние
Взаимодействие электронов с веществом
Общая характеристика процесса взаимодействия.
Массовая тормозная способность.
Ограниченная массовая тормозная способность и поглощенная доза.
Энергетическое распределение рассеянных электронов.
Угловое распределение рассеянных электронов.
Дозиметрические характеристики клинических электронных пучков
Центрально-осевое дозовое распределение пучка электронов в воде.
Равномерность и симметрия поля – внеосевые характеристики.
Формирование и коллимация пучка.
Закон обратных квадратов (положение виртуального источника).
Изодозовые кривые.
Влияние угла падения пучка на глубинное дозовое распределение.
Фактор выхода.
Вклад в дозу от тормозного излучения.
Фантомы для дозиметрии электронных пучков
Влияние негомогенностей на дозовое распределение от электронных пучков
Метод эквивалентной толщины.
Легкие.
Кость.
Небольшие негомогенности.
Воздушные полости.
Нерегулярные поверхности
Клиническое применение электронных пучков
Определение мишени.
Терапевтический диапазон – выбор энергии пучка.
Рекомендации Международной комиссии по радиационным единицам.
Модификация формы поля и дозового распределения от электронных пучков.
Смежные поля.
Электронная дуговая терапия.
Тотальное облучение кожи электронами.
Методы расчета 3-мерных дозовых распределений от пучков электронов
Метод тонкого луча Хогстрома.
Быстрый 3-мерный алгоритм тонкого луча.
Метод Монте-Карло.
Контрольные вопросы
Список литературы
Лучевая терапия пучками протонов
Особенности протонной терапии
История развития протонной лучевой терапии
Краткая характеристика взаимодействия протонов с веществом
Электромагнитное взаимодействие.
Ядерные взаимодействия.
Массовая тормозная способность.
Ограниченная массовая тормозная способность.
Структура и оборудование клинических центров протонной лучевой терапии
Ускорители протонов для лучевой терапии.
Гантри.
Система формирования дозового поля
Требования к параметрам пучков протонов.
Формирование индивидуальных клинических пучков протонов.
Дозиметрические величины
Аналитическая аппроксимация глубинного дозового распределения
Модель для моноэнергетических пучков.
Дозовое распределение с учетом флуктуаций.
Учет энергетического спектра пучка.
Метод тонкого луча
Расчет модифицирующих устройств линии пучка.
Пациент.
Суммирование эффектов от всех элементов линии пучка.
Алгоритм тонкого луча.
Алгоритм широкого пучка.
Аналитический расчет дозы от протонов с учетом негомогенностей
Аналитическая модель Улмера
Интегрирование уравнений Ланджевина и Бете – Блоха.
Учет ядерных взаимодействий и флуктуаций в потерях энергии.
Применение метода Монте-Карло для расчета доз от протонов
Алгоритм транспорта протонов.
Моделирование ионизации.
Моделирование многократного рассеяния.
Транспорт дельта-электронов.
Моделирование ядерных u1074 взаимодействий.
Контрольные вопросы
Список литературы
Нейтронная терапия
Особенности нейтронной терапии
Дистанционная терапия быстрыми нейтронами
История развития и радиобиологические особенности.
Генерация пучков быстрых нейтронов.
Фантомы в клинической нейтронной дозиметрии.
Методы расчета доз в терапии быстрыми нейтронами.
Нейтрон-захватная терапия
Принцип и история развития.
Терапевтическое усиление нейтронной терапии с помощью реакции захвата на боре.
Нейтрон-захватная борная терапия на базе реакторов.
Нейтрон-захватная терапия на базе ускорителей.
Методы расчета доз в нейтрон-захватной терапии.
Базовые расчеты пространственного распределения кермы.
Преимущества и ограничения весовых факторов и взвешенной дозы в нейтронной и нейтрон-захватной терапии
Однокомпонентный случай.
Двухкомпонентный случай.
Четырехкомпонентный случай.
Контрольные вопросы
Список литературы
Брахитерапия
Особенности брахитерапии
Классификация брахитерапии
Источники ионизирующего излучения для брахитерапии
Физические характеристики и конструкционные особенности источников.
Спецификация источников гамма-излучения.
Спецификация источников бета-излучения.
Расчет дозовых распределений в брахитерапии
Принцип суперпозиции.
Формализм TG-43
Традиционные методы расчета мощности дозы в брахитерапии.
Расчет полной дозы за время облучения.
Компьютерное планирование.
Клиническое применение и дозиметрические системы
Гинекология.
Внутритканевая брахитерапия.
Системы дистанционного последовательного введения катетеров и источников.
Постоянные имплантаты в простате.
Контрольные вопросы.
Список литературы.
Радионуклидная терапия.
История развития радионуклидной терапии.
Выбор радионуклида.
Выбор носителя радионуклида.
Сферы клинического применения РФП.
Дозиметрическое обеспечение РНТ.
Преимущества и недостатки радионуклидной терапии.
Контрольные вопросы
Список литературы
Приложение
Учебное пособие предназначено для студентов, преподавателей, аспирантов и научных работников инженерно-физических и физико-технических вузов, специализирующихся в области лучевой терапии, а также работников медицинских учреждений, связанных с лучевым лечением пациентов. Предисловие.
Электронная лучевая терапия
Современное состояние
Взаимодействие электронов с веществом
Общая характеристика процесса взаимодействия.
Массовая тормозная способность.
Ограниченная массовая тормозная способность и поглощенная доза.
Энергетическое распределение рассеянных электронов.
Угловое распределение рассеянных электронов.
Дозиметрические характеристики клинических электронных пучков
Центрально-осевое дозовое распределение пучка электронов в воде.
Равномерность и симметрия поля – внеосевые характеристики.
Формирование и коллимация пучка.
Закон обратных квадратов (положение виртуального источника).
Изодозовые кривые.
Влияние угла падения пучка на глубинное дозовое распределение.
Фактор выхода.
Вклад в дозу от тормозного излучения.
Фантомы для дозиметрии электронных пучков
Влияние негомогенностей на дозовое распределение от электронных пучков
Метод эквивалентной толщины.
Легкие.
Кость.
Небольшие негомогенности.
Воздушные полости.
Нерегулярные поверхности
Клиническое применение электронных пучков
Определение мишени.
Терапевтический диапазон – выбор энергии пучка.
Рекомендации Международной комиссии по радиационным единицам.
Модификация формы поля и дозового распределения от электронных пучков.
Смежные поля.
Электронная дуговая терапия.
Тотальное облучение кожи электронами.
Методы расчета 3-мерных дозовых распределений от пучков электронов
Метод тонкого луча Хогстрома.
Быстрый 3-мерный алгоритм тонкого луча.
Метод Монте-Карло.
Контрольные вопросы
Список литературы
Лучевая терапия пучками протонов
Особенности протонной терапии
История развития протонной лучевой терапии
Краткая характеристика взаимодействия протонов с веществом
Электромагнитное взаимодействие.
Ядерные взаимодействия.
Массовая тормозная способность.
Ограниченная массовая тормозная способность.
Структура и оборудование клинических центров протонной лучевой терапии
Ускорители протонов для лучевой терапии.
Гантри.
Система формирования дозового поля
Требования к параметрам пучков протонов.
Формирование индивидуальных клинических пучков протонов.
Дозиметрические величины
Аналитическая аппроксимация глубинного дозового распределения
Модель для моноэнергетических пучков.
Дозовое распределение с учетом флуктуаций.
Учет энергетического спектра пучка.
Метод тонкого луча
Расчет модифицирующих устройств линии пучка.
Пациент.
Суммирование эффектов от всех элементов линии пучка.
Алгоритм тонкого луча.
Алгоритм широкого пучка.
Аналитический расчет дозы от протонов с учетом негомогенностей
Аналитическая модель Улмера
Интегрирование уравнений Ланджевина и Бете – Блоха.
Учет ядерных взаимодействий и флуктуаций в потерях энергии.
Применение метода Монте-Карло для расчета доз от протонов
Алгоритм транспорта протонов.
Моделирование ионизации.
Моделирование многократного рассеяния.
Транспорт дельта-электронов.
Моделирование ядерных u1074 взаимодействий.
Контрольные вопросы
Список литературы
Нейтронная терапия
Особенности нейтронной терапии
Дистанционная терапия быстрыми нейтронами
История развития и радиобиологические особенности.
Генерация пучков быстрых нейтронов.
Фантомы в клинической нейтронной дозиметрии.
Методы расчета доз в терапии быстрыми нейтронами.
Нейтрон-захватная терапия
Принцип и история развития.
Терапевтическое усиление нейтронной терапии с помощью реакции захвата на боре.
Нейтрон-захватная борная терапия на базе реакторов.
Нейтрон-захватная терапия на базе ускорителей.
Методы расчета доз в нейтрон-захватной терапии.
Базовые расчеты пространственного распределения кермы.
Преимущества и ограничения весовых факторов и взвешенной дозы в нейтронной и нейтрон-захватной терапии
Однокомпонентный случай.
Двухкомпонентный случай.
Четырехкомпонентный случай.
Контрольные вопросы
Список литературы
Брахитерапия
Особенности брахитерапии
Классификация брахитерапии
Источники ионизирующего излучения для брахитерапии
Физические характеристики и конструкционные особенности источников.
Спецификация источников гамма-излучения.
Спецификация источников бета-излучения.
Расчет дозовых распределений в брахитерапии
Принцип суперпозиции.
Формализм TG-43
Традиционные методы расчета мощности дозы в брахитерапии.
Расчет полной дозы за время облучения.
Компьютерное планирование.
Клиническое применение и дозиметрические системы
Гинекология.
Внутритканевая брахитерапия.
Системы дистанционного последовательного введения катетеров и источников.
Постоянные имплантаты в простате.
Контрольные вопросы.
Список литературы.
Радионуклидная терапия.
История развития радионуклидной терапии.
Выбор радионуклида.
Выбор носителя радионуклида.
Сферы клинического применения РФП.
Дозиметрическое обеспечение РНТ.
Преимущества и недостатки радионуклидной терапии.
Контрольные вопросы
Список литературы
Приложение