Учебное пособие. М.: МИФИ, 2008 . 176 с. Распознано
Книга представляет собой третью часть учебного пособия Дозиметрическое планирование лучевой терапии. В учебном пособии рассмотрены основные принципы лучевой терапии пучками фотонов с модулированной интенсивностью, способы получения таких пучков, расчетные методы дозиметрического планирования дистанционной лучевой терапии с модулированной интенсивностью и оптимизация облучения. Изложены вероятностные радиобиологические модели, описывающие результаты воздействия облучения на опухоль и здоровые ткани. Особое внимание уделяется вопросам выбора целевых функций оптимизации и методам решения оптимизационных задач. 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.
Оглавление (2 главы):
Предисловие
Лучевая терапия с поперечной модуляцией интенсивности пучка
Общее описание и сравнение конформной лучевой терапии и лучевой терапии с поперечной модуляцией интенсивности пучка
Краткий исторический обзор
Методы получения пучков с модулированной интенсивностью
Класс 1: 2-мерные компенсаторы
Класс 2: динамическая коллимация
Класс 3: метод многосегментных статических полей
Класс 4: томотерапия
Класс 5: модуляция интенсивности с помощью движущегося узкого блока
1М модуляция интенсивности с помощью традиционного коллиматора
Класс 6: лучевая терапия сканирующими пучками
Планирование облучения и расчет доз для фотонных пучков с модулированной интенсивностью
Обратное планирование облучения: проблема оптимизации
Позиция края светового поля для лепестков с закругленными и сфокусированными концами
Смещение края радиационного поля
Утечка излучения через лепестки
Прохождение излучения через центральную часть лепестков
Прохождение излучения между лепестками
Контрольные вопросы
Список литературы
Оптимизация лучевой терапии
Общее описание оптимизации
Физические целевые функции
Дозовые ограничения и ограничения типа доза-объем
Биологические модели, используемые при сравнительной оценке дозиметрических планов облучения
Особенности биологических целевых функций
Вероятность контроля над опухолью: общее рассмотрение
Фундаментальная модель TCP
Эмпирические модели TCP
Эмпирические модели NTCP
Фундаментальные модели NTCP
Негомогенное дозовое распределение и сжатие гистограммы доза-объем
Концепция эквивалентной однородной дозы
Биологические целевые функции оптимизации
Общее рассмотрение
Биологические целевые функции на базе TCP и NTCP
Биологическая целевая функция на базе обобщенной эквивалентной однородной дозы
Физико-биологическая оптимизация
Сравнение дозиметрических планов облучения, использующих физические и биологические целевые функции
Лучевая терапия под управлением биологии – будущее быстро приближается
Алгоритмы оптимизации лучевой терапии
Метод градиента
Метод моделирования отжига
Генетический метод
Метод матричной инверсии без отрицательных весов бимлетов
Метод моделирования динамики
Оптимизация облучения в брахитерапии
Особенности оптимизации в брахитерапии
Целевые функции оптимизации в брахитерапии
Алгоритмы оптимизации в брахитерапии
Контрольные вопросы
Список литературы
Книга представляет собой третью часть учебного пособия Дозиметрическое планирование лучевой терапии. В учебном пособии рассмотрены основные принципы лучевой терапии пучками фотонов с модулированной интенсивностью, способы получения таких пучков, расчетные методы дозиметрического планирования дистанционной лучевой терапии с модулированной интенсивностью и оптимизация облучения. Изложены вероятностные радиобиологические модели, описывающие результаты воздействия облучения на опухоль и здоровые ткани. Особое внимание уделяется вопросам выбора целевых функций оптимизации и методам решения оптимизационных задач. 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.
Оглавление (2 главы):
Предисловие
Лучевая терапия с поперечной модуляцией интенсивности пучка
Общее описание и сравнение конформной лучевой терапии и лучевой терапии с поперечной модуляцией интенсивности пучка
Краткий исторический обзор
Методы получения пучков с модулированной интенсивностью
Класс 1: 2-мерные компенсаторы
Класс 2: динамическая коллимация
Класс 3: метод многосегментных статических полей
Класс 4: томотерапия
Класс 5: модуляция интенсивности с помощью движущегося узкого блока
1М модуляция интенсивности с помощью традиционного коллиматора
Класс 6: лучевая терапия сканирующими пучками
Планирование облучения и расчет доз для фотонных пучков с модулированной интенсивностью
Обратное планирование облучения: проблема оптимизации
Позиция края светового поля для лепестков с закругленными и сфокусированными концами
Смещение края радиационного поля
Утечка излучения через лепестки
Прохождение излучения через центральную часть лепестков
Прохождение излучения между лепестками
Контрольные вопросы
Список литературы
Оптимизация лучевой терапии
Общее описание оптимизации
Физические целевые функции
Дозовые ограничения и ограничения типа доза-объем
Биологические модели, используемые при сравнительной оценке дозиметрических планов облучения
Особенности биологических целевых функций
Вероятность контроля над опухолью: общее рассмотрение
Фундаментальная модель TCP
Эмпирические модели TCP
Эмпирические модели NTCP
Фундаментальные модели NTCP
Негомогенное дозовое распределение и сжатие гистограммы доза-объем
Концепция эквивалентной однородной дозы
Биологические целевые функции оптимизации
Общее рассмотрение
Биологические целевые функции на базе TCP и NTCP
Биологическая целевая функция на базе обобщенной эквивалентной однородной дозы
Физико-биологическая оптимизация
Сравнение дозиметрических планов облучения, использующих физические и биологические целевые функции
Лучевая терапия под управлением биологии – будущее быстро приближается
Алгоритмы оптимизации лучевой терапии
Метод градиента
Метод моделирования отжига
Генетический метод
Метод матричной инверсии без отрицательных весов бимлетов
Метод моделирования динамики
Оптимизация облучения в брахитерапии
Особенности оптимизации в брахитерапии
Целевые функции оптимизации в брахитерапии
Алгоритмы оптимизации в брахитерапии
Контрольные вопросы
Список литературы