pimiПриборы и методы измеренийDevices and Methods of Measurements2220-95062414-0473BNTU10.21122/2220-9506-2022-13-1-68-73pimi-752Research ArticleМетоды измерений, контроля, диагностикиMethods of measurements, monitoring, diagnosticsОценка продолжительности сеанса лучевой терапии на этапе предлучевой подготовкиAssessing of a Radiation Therapy Sessionʼs Duration at the Stage of Pre-Radiation PreparationПеткевичМ. Н.PiatkevichM. N.

Адрес для переписки: Петкевич М.Н. – РНПЦ онкологии и медицинской радиологии имени Н.Н. Александрова, агрогородок Лесной 223040, Минский район, Беларусь e-mail: maxpetkevichn@gmail.com

Address for correspondence: Piatkevich M.N. – N.N. Alexandrov National Cancer Centre of Belarus, Lesnoy 223040, Minsk District, Belarus e-mail: maxpetkevichn@gmail.com

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

агрогородок Лесной 223040, Минский район

Lesnoy 223040, Minsk District

РНПЦ онкологии и медицинской радиологии имени Н.Н. АлександроваБеларусьN.N. Alexandrov National Cancer Centre of BelarusBelarus2022040420221316873Copyright © 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://pimi.bntu.by/jour/article/view/752

Анализ плана лучевого лечения является неотъемлемой частью процесса предлучевой подготовки, в результате которого принимается решение о методике лечения пациента. Целью данной работы являлась разработка математической модели определения продолжительности сеанса лучевой терапии на этапе предлучевой подготовки.

Авторами предложены формула и алгоритм расчёта продолжительности сеанса облучения пациента на этапе дозиметрического планирования лучевого лечения. Разработано программное обеспечение расчёта продолжительности сеанса облучения, учитывающее значения всех параметров сеанса лучевой терапии: методику облучения, количество мониторных единиц, характеристики радиотерапевтического оборудования, количество радиационных полей, параметры полей облучения (углы поворота радиотерапевтического стола, коллиматора, штатива аппарата), наличие/ отсутствие дозомодулирующих устройств, мощность дозы, продолжительность верификации положения пациента. В программе предусмотрена установка стандартных параметров плана облучения для различных локализаций и методик путём выбора конкретного шаблона из выпадающего списка. В случае, если дозиметрический план не соответствует ни одному из шаблонов, в программе предусмотрен ввод параметров плана вручную.

Произведена оценка отклонений, рассчитываемых разработанной программой значений продолжительности сеанса лучевой терапии от истинных значений. Измерения проведены для 300 случаев: исследованы по 100 случаев для каждой методики облучения (IMRT, VMAT, 3D). Максимальное выявленное отклонение рассчитанного значения от истинного составило 2,3 % для методики облучения 3DCRT, для методик облучения IMRT и VMAT отклонение составило менее 1 %. Выявлено, что с увеличением количества процедур, напрямую связанных с действиями персонала, увеличивается и величина отклонения рассчитанного значения с измеренным.

Разработанное программное обеспечение позволяет оценивать временные параметры выбранных подходов дозиметрического планирования на рабочем месте медицинского физика. Оценка длительности сеанса лучевой терапии на этапе предлучевой подготовки способствует выбору оптимальной методики лучевого лечения с учётом индивидуальных параметров сеанса облучения в каждом конкретном клиническом случае.

 

The treatment planning process includes a review of the radiation treatment plan which leads to a decision on the patientʼs treatment technique. The scope of this study was to create a mathematical model for calculating of a radiation therapy session duration during the pre-radiation planning stage.

For dosimetric planning of radiation treatment the authors provided a formula and an algorithm for determining of a patientʼs irradiation session duration. Radiation therapy session parameters such as radiation technique, number of monitor units, characteristics of radiotherapy equipment, number of radiation fields, radiation field parameters (angles of rotation of the radiotherapy coach, collimator, gantry), presence / absence of dose-modulating devices, dose rate, and duration of patient position verification procedures have all been taken into account during the development of software. The developed application explains how to define typical timing characteristics for various items as well as how to select a template from a built-in drop-down menu. If the dosimetric plan does not match for one of the templates, the program provides a space for defining of all parameters manually.

The anticipated deviations of the true indicators from the expected indicators of the duration of the radiation therapy session were assessed. A total of 300 cases have been completely measured, with 100 cases studied for each irradiation technique (IMRT, VMAT, 3D). The maximum detection confidence value for the 3DCRT irradiation technique is 2.3 %, while the deviation for the IMRT and VMAT irradiation techniques is less than 1 %. The magnitude and degree of the deviation of the measured value from the expected one for a variety of characteristics and features have been revealed to depend on the actions of the personnel.

The program developed allows medical physicists to analyze the timing parameters of the specified dosimetric planning methodologies directly on the treatment planning workstation. Evaluation of the duration of a radiation therapy session during the treatment planning stage, selection of various radiation treatment modalities, and consideration of the characteristics of the radiation session in each clinical case are available for analysis and further justified action.

 

сеанс облучениялинейный ускорительлучевая терапиявременные характеристикиtreatment sessionlinear acceleratorradiation therapytimingReferencesChernayev A.P., Lykova E.N., Popodko A.I. Medecynskoe oborudovanie v sovremennoi luchevoi terapii [Medical equipment in modern radiation therapy]. Moscow, OOP fizicheskogo fakulteta MGU, 2019, 101 p.Chernayev A.P., Lykova E.N., Popodko A.I. Medecynskoe oborudovanie v sovremennoi luchevoi terapii [Medical equipment in modern radiation therapy]. Moscow, OOP fizicheskogo fakulteta MGU, 2019, 101 p.Selecting Megavoltage Treatment Technologies in External Beam Radiotherapy. International Atomic Energy Agency, ISSN 2074-7667, 2022, no. 17, 43 p.Selecting Megavoltage Treatment Technologies in External Beam Radiotherapy. International Atomic Energy Agency, ISSN 2074-7667, 2022, no. 17, 43 p.Khan F.M. The physics of radiation therapy, 4th ed. Philadelphia, Lippincott Williams & Wilkins, 2010, 531 p.Khan F.M. The physics of radiation therapy, 4th ed. Philadelphia, Lippincott Williams & Wilkins, 2010, 531 p.Trufanov G.E. Luchevaay terapia. Tom 2 [Radiation therapy, part 2]. Moscow, GEOTAR-Media, 2010, 192 p.Trufanov G.E. Luchevaay terapia. Tom 2 [Radiation therapy, part 2]. Moscow, GEOTAR-Media, 2010, 192 p.Fotina I.E. Osnovy luchevoi terapii. Distantsionnaya radioterapiya [Fundamentals of Radiation Therapy. External beam therapy]. Tomsk, Izdatelstvo Tomskogo politekhnicheskogo universiteta, 2010, 104 p.Fotina I.E. Osnovy luchevoi terapii. Distantsionnaya radioterapiya [Fundamentals of Radiation Therapy. External beam therapy]. Tomsk, Izdatelstvo Tomskogo politekhnicheskogo universiteta, 2010, 104 p.Tepper Joel E., Foote Robert L., Michalski Jeff M. [Clinical radiation oncology. Fifth edition]. Elsevier Philadelphia, PA, 2021, 1586 p.Tepper Joel E., Foote Robert L., Michalski Jeff M. [Clinical radiation oncology. Fifth edition]. Elsevier Philadelphia, PA, 2021, 1586 p.Ovchinikov V.A., Uglyanitsa K.N., Volkov V.N. Sovremennye metody luchevogo lecheniya onkologicheskikh bolnykh [Modern radiation treatment methods for cancer patients]. Zhurnal GrSMU [Journal of Grodno State Medical University], 2010, no. 1, pp. 93–97 (in Russian).Ovchinikov V.A., Uglyanitsa K.N., Volkov V.N. Sovremennye metody luchevogo lecheniya onkologicheskikh bolnykh [Modern radiation treatment methods for cancer patients]. Zhurnal GrSMU [Journal of Grodno State Medical University], 2010, no. 1, pp. 93–97 (in Russian).Xia Ping, Godley Andrew (eds.) Strategies for radiation therapy treatment planning. Demos Medical Publishing, 2019, 319 p.Xia Ping, Godley Andrew (eds.) Strategies for radiation therapy treatment planning. Demos Medical Publishing, 2019, 319 p.Khan F.M., Gibbons J.P. Khan’s the physics of radiation therapy, 5th ed. Philadelphia, Wolters Kluwer, 2014, 584 p.Khan F.M., Gibbons J.P. Khan’s the physics of radiation therapy, 5th ed. Philadelphia, Wolters Kluwer, 2014, 584 p.Lykova E.N. Uzarova K.A. Vvedenie v planirovanie luchevoi terapii puchkami tormoznykh fotonov [Introduction to Beam Radiation Therapy Planning bremsstrahlung photons]. Moscow, OOP fizicheskogo fakulteta MGU, 2019, 108 p.Lykova E.N. Uzarova K.A. Vvedenie v planirovanie luchevoi terapii puchkami tormoznykh fotonov [Introduction to Beam Radiation Therapy Planning bremsstrahlung photons]. Moscow, OOP fizicheskogo fakulteta MGU, 2019, 108 p.Titovich E.V., Patsiapalau P.A., Piatkevich M.N., Kiselev M.G. [The algorithm for determining timing of radiotherapy session components for different methods of oncology patients irradiation at the stage of radiotherapy planning]. Pribory i metody izmerenii [Devices and Methods of Measurements], 2017, vol. 8, no. 1, рр. 73–80 (in Russian). DOI: 10.21122/2220-9506-2017-8-1-73-80Titovich E.V., Patsiapalau P.A., Piatkevich M.N., Kiselev M.G. [The algorithm for determining timing of radiotherapy session components for different methods of oncology patients irradiation at the stage of radiotherapy planning]. Pribory i metody izmerenii [Devices and Methods of Measurements], 2017, vol. 8, no. 1, рр. 73–80 (in Russian). DOI: 10.21122/2220-9506-2017-8-1-73-80Titovich E.V, Piatkevich M.N., Makarava N.I. [Methodology of defining of the radiation therapy components for various methods of patients’ treatingusing medical linear accelerators and gamma-therapeutic devices]. Pribory i metody izmerenii [Devices and Methods of Measurements], 2020, vol. 11, no. 4, рр. 289–287. DOI: 10.21122/2220-9506-2020-11-4-289-287Titovich E.V, Piatkevich M.N., Makarava N.I. [Methodology of defining of the radiation therapy components for various methods of patients’ treatingusing medical linear accelerators and gamma-therapeutic devices]. Pribory i metody izmerenii [Devices and Methods of Measurements], 2020, vol. 11, no. 4, рр. 289–287. DOI: 10.21122/2220-9506-2020-11-4-289-287

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