Новый подход к дозиметрии для терапии частицами

Исследователи из Национальной физической лаборатории (NPL) в сотрудничестве с партнерами EMRP работают над универсальным подходом к дозиметрии лучевой терапии.

Рост заболеваемости раком как основной причины смертности во всем мире стимулирует развитие передовых методов лучевой терапии, таких как лучевая терапия, для лечения агрессивных опухолей. По сравнению с рентгеновскими лучами, терапия пучком частиц демонстрирует превосходные дозовые характеристики, доставляя аналогичные дозы радиации в целевую область, сохраняя при этом окружающие здоровые ткани.

Для лучевой терапии протонами и ионами углерода вводимая доза определяется как произведение поглощенной дозы на воду и биологического весового коэффициента. Этот весовой коэффициент зависит как от физических факторов, связанных с типом и энергией частицы, так и от биологических процессов, связанных с реакцией клеток организма на излучение.

В настоящее время используются различные (и часто несовместимые) подходы для определения этого биологического весового коэффициента, что может привести к путанице в интерпретации и возможным рискам для пациентов. Чтобы противостоять этой проблеме и облегчить сравнение эффективности лечения различными методами лучевой терапии, был предложен новый универсальный подход к использованию весовых коэффициентов.

Проект BioQUART, финансируемый EMRP, направлен на содействие этому путем установления новых дозиметрических величин, которые позволяют отделить физические компоненты биологического весового коэффициента от биологических.

Команда исследователей из национальных измерительных институтов и специализированных институтов по всей Европе разрабатывает методы измерения и моделирования для определения физических свойств трековой структуры ионизирующих частиц в различных масштабах. Структура трека частиц – это то, как заряженные частицы от лучевой терапии взаимодействуют при прохождении через ткани человека, и это зависит от таких свойств, как скорость и заряд частиц, а также от характеристик клеток-мишеней у пациента.

Моделируя биологический ответ ткани на излучение, команда исследует, как характеристики структуры трека коррелируют с биологическими эффектами на уровне молекул ДНК (~ 2 нм) и на клеточном уровне (~ 10 мкм). В конечном итоге это приведет к определению новых дозиметрических параметров, связывающих структуру треков частиц с биологической эффективностью протонной и ионно-лучевой терапии.

Хьюго Палманс, Себастьян Галер, Джузеппе Шеттино и Питер Шарп из NPL недавно описали проект BioQUART и будущее биологически значимой дозиметрии в обзорной статье, опубликованной в Британском журнале радиологии.

Оставьте комментарий