Планирование лечения при лучевой терапии тяжёлыми ионами: физическая модель пучка и оптимизация дозы

Описана новая программная система TRiP, предназначенная для планирования лучевой терапии пучками энергичных ионов, в частности 12C. Программное обеспечение разработано для работы с трёхмерными устройствами активного формирования дозы, такими как растровая сканирующая система GSI. Эта уникальная система доставки пучка позволяет выбирать любую комбинацию из 253 отдельных значений энергии пучка, 7 различных размеров пучка и 15 уровней интенсивности. Программное обеспечение включает модель пучка, адаптированную и верифицированную для углеродных ионов. Реализованы методы обратного планирования, позволяющие получать однородное распределение дозы в мишени на основе клинических исходных данных, а именно компьютерно-томографических (КТ) изображений и контуров пациента. Это обеспечивает автоматическое формирование модулированных по интенсивности полей тяжёлых ионов, содержащих до 40 000 растровых точек; каждая точка соответствует определённым положению пучка, энергии и флюенсу частиц. Этот набор данных непосредственно передаётся в систему доставки и управления пучком. Код планирования лечения используется в клинической практике с начала пилотного проекта GSI в декабре 1997 года. Планирование и лечение успешно проведены для 48 пациентов.