ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.
Глава I Принципы построения математических моделей для
планирования задач радионуклидной терапии с использованием метода МонтеКарло
1.1. Математические модели задач радионуклидной терапии.
1.1.1 Модель для планирования курса брахи терапии.
1.1.1.1 Моделирование анизотропии излучения в непосредственной близости от
1.1.1.2 Моделирование условного сценария лечения
1.1.2 Модель для радионуклидной терапии с использованием
вводимых в кровеносную сис тему микросфер
1.1.2.1 Обзор радиофармпрепаратов
1.1.2.2 Применяемые микросферы
1.1.2.3 Используемые изотопы
1.1.2.4 Принципы математического моделирования кровеносной системы
1.1.2.4.1 Общие параметры сосудистых систем
1.1.2.4.2 Оптимальные углы ветвления сосудов
1. 1.2.4.3 Оптимальные длины ветвей
1.1.2.4.4 Пространственная конфигурация узлов
ветвления
1.2 Описание метода МонтеКарло для решения задачи переноса
излучения
1.2.1 Уравнение переноса излучений в интегральной форме
1.2.2 Решение уравнения переноса излучений методом Монте Карло
1.3 Краткие и тоги главы 1
Глава 2 Алгоритмы, программная реализация
2.1 Задача дозиметрического планирования курса брахитсрапии
2.1.1 Источник излучения, используемый для проведения курса лечения
2.1.2 Оценка неравномерности дозового поля в непосредственной близости от источника II
2.1.3 Моделирование условного сценария лечения
2.2 Задача радионуклидной терапии с использованием вводимых в сосудистую систему микросфер
2.2.1 Математическая модель сосудистой системы отдельного органа
2.2.2 Программная реализация модели сосудистого дерева
2.2.3 Алгоритм построения трехмерной модели сосудистого
2.2.3.1 Моделирование ветвления сосудов в общем случае
2.2.3.2 Моделирование ветвления сосудов в области i омал ь но го i си и я
2.2.4 Алгоритм разыгрывания положения микросфер по
сосудистому дереву
2.3 Модифицированный программный комплекс дня решения методом МонтеКарло задач радионуклидной терапии
2.3.1 Общие принципы построения комплекса
2.3.2 Принципы организации моделирования процесса методом
МонтеКарло
2.3.3 Рабочая программа ПК
2.3.4 Возможности основных модулей ПК
2.3.5 Модуль источника
2.3.6 Геометрический модуль
2.3.7 Универсальный геометрический модуль
2.3.8 Модуль детектора
2.3.9 Константный модуль
2.4 Методика обработки полученных результатов, оценки и визуализации создаваемых дозовых нолей
2.4.1 Моделирование дозовых полей при решении задач брахи терапии
2.4.2 Моделирование и визуализация дозовых полей при разыгрывании микросфер
2.5 Краткие итоги главы
Глава 3 Результаты моделирования дозиметрических задач внутреннего облучения в радионуклидной терапии
3.1 Задача брахитерапии
3.1.1 Анизотропия лозового поля в непосредственной близости источника ионизирующего излучения
3.1.2 Моделирование условного сценария лечения
3.2 Радионуклидная терапия с использованием вводимых в сосудистую систему микросфер
3.2.1 Обоснование выбора параметров математической модели кровеносной системы
3.2.2 Аналитическое представление пространственного
распределения поглощенной энергии для изотопов , Но, ,
3.2.3 Эффект самоноглощения излучения в материале микросферы для изотопов x, 6бНо, ,
3.2.4 Статистическая обработка результатов моделирования дозовых полей в сечениях органа
3.2.5 Исследование факторов, оказывающих влияние па формирование лозовых полей, создаваемых микросфсрами с радиоизотопами
3.2.5.1 Влияние размеров вводимых в сосудистую систему микросфер на форму дозовых профилей
3.2.5.2 Влияние выборатерапевтического изотопа на формирование дозовых полей
3.2.5.3 Влияние пространственного положения крупных сосудов на формирование дозовых полей
3.2.6 Основные возможности оптимизации дозовых полей, создаваемых вводимыми в сосудистую систему микросфсрами
3.3 Краткие и гоги главы 3 Заключение
Слисок используемой литературы Список рисунков Список таблиц Приложение
Введение
Развитие ядерных технологий на рубеже х гг. двадцатого века обеспечило возможность широкого использовании делящихся изотопов с диагностической и лечебной цслыо и стимулировало развитие повой области медицины радионуклидной терапии.
Радионуклидная терапия обладаем существенными преимуществами перед другими видами лечения в первую очередь за счет минимального повреждения здоровых тканей, незначительных побочных эффектов и возможности формирования в патологических очагах поглощенных доз, позволяющих добиться излечения отдаленных метастазов. При некоторых формах злокачественных новообразований например, при отдаленных метастазах дифференцированного рака щитовидной железы радионуклидная терапия является единственным эффективным методом лечения.
Одним из перспективных видов радионуклидной терапии является брахитсрания, при которой источники ионизирующего излучения при помощи катетера вводятся внутрь пораженного органа.
Впервые брахитсрания была применена в году, когда Раясаи О. и сгая Р. 1 ввели капсулы радия6 в предстательную железу через уретру. В году в США Ваггпссг К. 2 ввел микроисточники в железу через иглы, а Vi V. 3 в г. применил в качестве имплантанта йод5.
В настоящее время брахитсрания в мире интенсивно развивается, за рубежом данный метод радионуклидной терапии используется в более чем 0 медицинских центрах СЛ ТА и Западной Европы. Наряду с высокой эффективностью и минимумом осложнений, сама процедура и процесс дешевле, чем радикальная операция и идеально подходит для лечения различных стадий рака предстательной железы, желчных протоков, пищевода и т.д.
Отдельным разделом современной радионуклидной терапии является методика лечения, основанная на введении в организм пациента микросфер представляющих совой химические или биохимические соединения с радиофармпрепаратами РФГ1. При использовании данного метода радионуклидной терапии отмечается высокая толерантность нормальных тканей при несущественных побочных эффектах и возможность формирования больших поглощенных доз 0 Гр непосредственно в патологических очагах.
Учитывая большой потенциал перечисленных видов радионуклидной терапии, существенное значение для их эффективного применения имеет дозиметрическое планирование курсов лечения, в том числе с использованием методов мачсматичсекого моделирования.
Па сегодняшний день математическое моделирование процессов взаимодействия ионизирующего излучения с объектами сложной геометрии и внутренней ечруктуры получило большое распространение. Широкую популярность приобрели вычислительные алгоритмы, основанные на сташстичсеком моделировании методом МонтеКарло 4, 8 процессов переноса и взаимодействия излучения с веществом. Преимущество мезода МонтеКарло перед методами, основанными па численном решении кинетического уравнения, определяется его удобством и приспособленностью к решению сложных граничных задач в многокомпонентных средах , 6.
Исследование возможностей использования метода МонтеКарло для решения задач радионуклидной терапии определило направленность данной работы.
Актуальность
- Київ+380960830922