Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА I. ВНУТРИПОЛОСТНОЕ ОБЛУЧЕНИЕ БОЛЬНЫХ РАКОМ ШЕЙКИ МАТКИ И МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ КЛИНИЧЕСКИХ РЕЗУЛЬТАТОВ. (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.)
-
Общие принципы лучевого лечения больных раком шейки матки... 10
-
Общие принципы прогнозирования результатов лечения больных раком шейки матки 19
-
Радионуклидные источники, используемые для внутриполостного облучения больных раком шейки матки „ 26
-
Аппаратное обеспечение внутриполостного облучения 29
-
Информационно-программное обеспечение обработки клинических результатов 32
-
Методы стереореконструкции по рентгеновским снимкам координат источников и точек интереса при внутриполостном облучении больных раком шейки матки 36
1.7. Современный взгляд на молекулярно-радиобиологические
основы радиационной онкологии 45
ГЛАВА II. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ РАДИАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ И МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ КЛИНИЧЕСКОЙ РАДИОБИОЛОГИИ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ БОЛЬНЫХ РАКОМ ШЕЙКИ МАТКИ.
-
Исследование основных радиационных параметров источников излучения, используемых для внутриполостного облучения 57
-
Сравнительное изучение математических моделей фракционированного облучения 63
-
Математические модели эффекта мощности дозы
при контактном облучении 68
2.4. Гистограммы доза-объем и их применение при прогнозировании
результатов лучевого лечения онкогинекологических больных 78
ГЛАВА III. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КЛИНРЇЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА И ТОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТОДОВ СТЕРЕОРЕКОНСТРУКЦИЯ
-
Общая характеристика клинического материала 88
-
Точностные характеристики методов стереореконструкции 90
3.3.Обработка результатов измерений расстояний от контрольных точек
мочевого пузыря и прямой кишки до центра метрастата 96
ГЛАВА IV. ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННАЯ БАЗА ДАННЫХ ПО ОБРАБОТКЕ КЛИНИЧЕСКИХ РЕЗУЛЬТАТОВ ЛЕЧЕНИЯ " БОЛЬНЫХ РАКОМ ШЕЙКИ МАТКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕГУЛИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ КЛИНИЧЕСКОЙ РАДИОБИОЛОГИИ.
-
Формализация истории болезни 99
-
Описание проблемно-ориентированной базы данных 100
-
Определение регулируемых параметров математических моделей клинической радиобиологии 104
4.4. Анализ кривых «доза-эффект», полученных при
ретроспективном анализе клинического материала 109
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 130
ВЫВОДЫ 140
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 142
ПРИЛОЖЕНИЕ 156
Введение к работе
Рак шейки матки остается одним из наиболее опасных злокачественных заболеваний женской половой сферы и в настоящее время занимает шестое место среди злокачественных опухолей, встречающихся у человека. По современным статистическим данным за год в России диагностируется более 13 тыс. больных раком шейки матки [34,42].
В мире ежегодно 500 тыс. человек заболевают раком шейки матки и из них 300 тыс. умирают от этой болезни. Общая заболеваемость раком в России и во всех других странах мира продолжает расти, и, по прогнозам Всемирной организации здравоохранения,^ 21 веке-каждый третий человек в мире будет болен раком [34,42].
Несмотря на то что, в течение последних 20 лет в России наблюдается снижение уровня заболеваемости раком шейки матки в общей структуре онкологических больных (1985г. - 14,5 %, 1990г. - 9,4 %, 1999г. - 7,1 %), проблема лечения этого заболевания, по-прежнему актуальна, так как по современным статистическим данным в структуре заболеваемости злокачественными опухолями женских половых органов он находится на втором месте [34,42].
В настоящее время основными методами лечения больных раком шейки матки являются хирургический, лучевой и комбинированный (хирургический+лучевой) [2,5,6,9,41].
Хирургический метод применяется, в основном, больным с ограниченными опухолями и выполняется как самостоятельный или элемент комбинированного лечения, преимущественно у больных раком шейки матки I-II стадии.
По данным литературы, лучевая терапия до последнего времени остается одним из основных видов лечения рака шейки матки и применяется в 75 % случаев [2,5]. Первые клинические исследования, выполненные в нашей стране и за рубежом, показали высокую эффективность метода внутриполостной гамма-терапии рака шейки матки при лучевом лечении [9,15,17,22,30].
Комбинированное лечение, которое состоит из хирургического вмешательства и лучевого воздействия, проводится больным 1в, II и III стадии, с определенными показаниями к нему (большая экзофитная опухоль; инвазия, превышающая 10мм; воспалительный процесс придатков; опухоли матки и яичников, метастатический вариант) [5].
Сочетанная (дистанционная+внутриполостная) лучевая терапия в самостоятельном варианте является основным методом лечения большинства больных раком шейки матки. Для 75 % заболевших раком шейки матки лучевая терапия является не только основным, но и единственный методом лечения [6,24,30].
Одной из рутинных задач, возникающих при практическом планировании внутриполостного облучения, является определение координат в трехмерном пространстве источников излучения (или позиций, из которых будет проводиться облучение при многопозиционном облучении одним источником) и точек интереса, находящихся в окружающих опухоль нормальных органах и тканях. Использование для предлучевой подготовки компьютерных томографов снимает эту проблему при условии, что радиационный аппарат укомплектован соответствующей компьютерной системой, позволяющей проводить дозиметрическое планирование облучения по получаемой информации непосредственно с компьютерного томографа. Во всех других случаях возникает необходимость определения этих координат отдельно для каждого больного с помощью рентгеновских снимков. Такая процедура получила название стереореконструкции.
В литературе описаны несколько алгоритмов стереореконструкции, все они имеют свои преимущества и недостатки, однако по вопросу о том, какой из этих методов обладает наименьшей погрешностью и наиболее прост в реализации, единого мнения в научной литературе нет [76.98,119,121,126,136-140].
Возможности лучевой терапии за последние 10-15 лет расширились за счет применения искусственных радионуклидов: 60Со, 137Cs, 1921г [2,5,6,9].
Источники на основе этих радионуклидов имеют различную активность и поэтому создают разную мощность дозы гамма-излучения в точке дозирования.
Вероятность возникновения ранних лучевых реакций и поздних лучевых осложнений при внутриполостном обучении больных раком шейки матки различными радионуклидами зависит от величины поглощенной дозы, ее распределения во времени, объема облучаемых тканей, мощности дозы. Однако единого мнения о том, как учитывать влияние этих факторов на конечный эффект облучения в научной литературе нет [53,87,100,101,109,111-113,124, 132, 146].
Одной из главных прикладных задач, решаемых с использованием математических моделей, является прогнозирование результатов лучевой терапии. Именно этот аспект математического моделирования является центральным в научных исследованиях отечественных и зарубежных медицинских физиков на протяжении последних 30 лет [11,19,20,38,48,58,59, 100,101,109]. Характер и аналитические выражения для соответствующих математических моделей изложены в вышеуказанных работах достаточно подробно, но вместе с тем работ, посвященных определению регулируемых параметров этих моделей по результатам анализа реального клинического материала практически нет.
Планирование лучевой терапии и прогнозирование результатов лечения с использованием математических моделей, регулируемые параметры которых определены по результатам анализа реального клинического материала, является одной из актуальных проблем современной онкологии.
Таким образом, на основании анализа данных немногочисленных публикаций, как в зарубежной, так и в отечественной литературе, следует подчеркнуть необходимость данного направления исследования, посвященного решению не только клинических задач, но и развитию и внедрению методов математического анализа в клинику.
В данной работе разработан комплекс методических подходов анализа клинического материала, позволяющий планировать лечение и прогнозировать результаты лучевой терапии больных раком шейки матки.
Цель настоящего исследования
Повысить эффективность лучевого лечения больных раком шейки матки путем разработки и усовершенствования комплекса медико-физических методов планирования внутриполостного облучения и прогнозирования результатов лучевой терапии на основе ретроспективного анализа результатов лечения больных раком шейки матки в РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН.
В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи.
1. Выбрать наиболее эффективный метод стереореконструкции по рентгеновским снимкам координат источников и точек интереса (мочевой пузырь, прямая кишка), обеспечивающий минимальную погрешность восстановления координат при внутриполостном облучении больных раком шейки матки.
2. Провести сравнительное изучение дозных полей от реальных линейных источников с радионуклидами с различной мощностью дозы: 60Со (аппарат АГАТ-В), 137Cs (аппарат Селектрон), 1921г (аппарат МикроСелектрон), используемых для внутриполостного гамма-облучения больных раком шейки матки.
3. Разработать математические модели прогнозирования результатов лучевой терапии с учетом эффекта мощности дозы гамма-излучения.
4. Внедрить полученные разработки в клинику путем ретроспективного анализа клинического материала.
Научная новизна Проведенное сравнительное изучение методов реконструкции по рентгеновским снимкам координат источников и точек интереса (мочевой пузырь, прямая кишка) показало, что реконструкция по ортогональным рентгеновским снимкам является самым просто реализуемым и точным методом стереореконструкции.
Проведенное сравнительное изучение дозных полей от реальных линейных источников на основе различных радионуклидов: 60Со (аппарат АГАТ-В), 137Cs (аппарат Селектрон), 1г (аппарат МикроСелектрон), используемых для внутриполостного гамма-облучения больных раком шейки матки показало, что различия в дозных полях незначительные, а значит различия в результатах лечения с использованием источников с этими радионуклидами обусловлено не дозными полями, а различиями мощностей доз, при которых проводится облучения больных раком шейки матки.
Проведенное сравнительное изучение ряда математических моделей учета влияния факторов объема и мощности дозы на конечные эффекты лучевой терапии больных раком шейки матки позволило выявить наиболее адекватные модели и впервые определить значения регулируемых параметров этих моделей на основе ретроспективного анализа клинического материала НИИ клинической онкологии РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН.
На основе предложенной нами методики впервые предпринята попытка количественной оценки влияния хирургического вмешательства на вероятность проявления поздних лучевых циститов, ректитов, энтероколитов и радиоэпителиитов у больных раком шейки матки I-II стадии, прошедших комбинированное лечение.
Практическая значимость работы
Показано, что наиболее легко реализуемый и наиболее точным является ортогональный метод стереореконструкции по рентгеновским снимкам координат источников и точек интереса (мочевой пузырь, прямая кишка), и именно он рекомендован как предпочтительный для практического применения.
Разработанные методики прогнозирования результатов лучевого лечения позволяют снизить частоту ранних лучевых реакций и поздних лучевых
9 повреждений у больных раком шейки матки путем корректной оценки влияния фактора объема и мощности дозы.
Полученные графические зависимости накопленных частот проявления поздних лучевых осложнений позволяют прогнозировать вероятность их проявления в зависимости от дозы индивидуально для каждой больной, проходящей куративную (радикальную) сочетанную лучевую терапию или комбинированное лечение.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на объединенной научной конференции отдела радиационной онкологии, хирургического отделения онкогинекологии, хирургического отделения опухолей женской репродуктивной системы НИИ клинической онкологии, лаборатории лучевых методов лечения опухолей НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН и кафедры онкологии РГМУ 26 июня 2002 года.
Публикации и доклады. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ. Результаты доложены на Евразийском конгрессе по медицинской физике и инженерии (Москва, июнь 2001 г.) и на научно-практической конференции «Роль лучевой терапии в гинекологической онкологии» (Обнинск, апрель 2002 г.).
