Повышение точности дозиметрических измерений в брахитерапии

УДК 53.089.6

Оборин А.В., Гришин Д.С. Повышение точности дозиметрических измерений в брахитерапии

ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»

Аннотация: с целью повышения точности дозиметрических измерений в брахитерапии проведена модернизация государственного первичного эталона единиц поглощенной дозы и мощности поглощенной бета-излучения в тканеэквивалентном материале и разработана методика измерения анизотропии мощности кермы в воздухе от радионуклидных микроисточников из иода-125.

Ключевые слова: государственный первичный эталон, поглощенная доза бета-излучения, мощность поглощенной дозы бета-излучения, микроисточник фотонного излучения, мощность кермы в воздухе, брахитерапия.

Improving the accuracy of dosimetric measurements in brachytherapy

Abstract. In order to improve the accuracy of dosimetric measurements in brachytherapy, the state primary standard of the units of absorbed dose and absorbed beta radiation in tissue-equivalent material was modernized and a technique was developed to measure the anisotropy of the kerma rate in air from iodine-125 radionuclide micro sources.

Keywords: state primary standard, absorbed dose of beta radiation, absorbed dose of beta radiation, micro source of photon radiation, power of air kerma, brachytherapy.

Одним из перспективных и быстро развивающихся направлений лучевой терапии является контактная лучевая терапия или брахитерапия (от греческого brachys - короткий). Основным преимуществом брахитерапии является резкое уменьшение дозы по мере удаления от источника излучения, что позволяет щадить здоровые ткани организма при облучении опухоли. Для эффективной реализации национальной программы по борьбе с онкологическими заболеваниями и совершенствованию методов лечения, основанных на использовании радионуклидных источников, в отделе ионизирующих излучений ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» (входит в систему НИИ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии, (Росстандарт)) были завершены работы по модернизации государственного первичного единиц поглощенной дозы и мощности поглощенной бета-излучения в тканеэквивалентном материале.

Созданный более полвека назад во ВНИИМ, эталон является основой метрологического обеспечения дозиметрических измерений в области бета-излучения в России. До настоящего времени измерительный комплекс эталона модернизировался последний раз в 1982 году. Расширение сфер применения бета-излучения и развитие дозиметрии бета-излучения за прошедшее время привели к появлению новых требований к эталонному оборудованию для

воспроизведения и передачи единиц поглощенной дозы и мощности поглощенной дозы бета-излучения. Эталон ГЭТ 9-82 по своим метрологическим характеристикам, надежности, степени автоматизации и безопасности эксплуатации уже не в полной мере соответствовал мировому уровню и потребностям страны.

С 2015 по 2018 год во ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» проводились работы по совершенствованию государственного первичного эталона: была создана и включена в состав эталона новая измерительная автоматизированная установка УЭДАБ-1, оснащенная высокоточными измерительными приборами. Приказом Росстандарта № 2844 от 29 декабря 2019 г. был утвержден Государственный первичный эталон единиц поглощенной дозы и мощности поглощенной дозы бета-излучения в тканеэквивалентном материале ГЭТ 9-2018.

По техническому оснащению и метрологическим характеристикам усовершенствованный эталон находится на уровне лучших зарубежных аналогов. Новые технические средства из состава эталона позволяют с более высокой точностью (погрешность от 2,5 % до 5 %) и в более широком диапазоне воспроизводить, хранить и передавать единицы поглощенной дозы и мощности поглощенной дозы бета-излучения. Благодаря этим новым возможностям эталона более эффективным станет метод лечения с использованием аппликационной бета-терапии (размещения источника бета-излучения на теле пациента) за счет увеличения точности отпускаемых доз.

Видео: https://youtu.be/viFGooe4elO

Другим направлением в брахитерапии является метод, основанный на применении закрытых радионуклидных микросточников фотонного излучения на основе радионуклида йода - 125 (1-125). Применение в качестве постоянных имплантатов низкодозовых микроисточников на основе радионуклида 1-125 оказалось эффективным при лечении некоторых видов опухолей глаза, мозга и особенно ранних стадий рака предстательной железы. Микроисточник представляет собой цилиндрическую капсулу из титана, внутри которой располагается сердечник - вставка серебряной проволоки длиной 3 мм и диаметром 0,5 мм. На поверхности вставки нанесен слой серебра, содержащий радиоактивный 1-125. Согласно существующим требованиям при внутритканевом или внутриполостном облучении пациентов погрешность измерений мощности дозы не должна превышать ±5 %[1].

До недавнего времени микроисточники на основе 1-125 поставлялись в Россию из-за рубежа или производились по иностранным лицензиям. В рамках программы замещения импортной продукции, в Государственном научном центре Российской Федерации - Физико-энергетическом институте им. А. И. Лейпунского (ГНЦ РФ - ФЭИ) был освоен выпуск микроисточников закрытого типа на основе 1-125. Организация массового производства и внедрения в медицинскую практику отечественных микроисточников требует разработки системы их метрологической обеспечения. Эта работа была начата во ВНИИМ им. Д.И. Менделеева. В 2018 году была разработана и апробирована методика калибровки микроисточников.

Более подробно с методикой можно ознакомиться в видео

https://voutu.be/30xAvc7K_qw

Критически важным при работе с микроисточниками и составлением плана лечения является определение анизотропии (неравномерности излучения микроисточника в различных направлениях). Была выполнена работа по определению анизотропии мощности кермы в воздухе микроисточников на основе 1-125 при помощи сцинтилляционного блока

детектирования, термолюминесцентных дозиметров, ионизационных камер колодезного и полостного типа.

В настоящее время измерения завершены, подготовлен сертификат калибровки микроисточников.

Литература:

1. МУ 2.6.1.2135-06 Гигиенические требования по обеспечению радиационной безопасности при лучевой терапии закрытыми радионуклидными источниками.

Авторы:

Александр Вениаминович Оборин, руководитель научно-исследовательской лаборатории государственных эталонов в области дозиметрии бета-, рентгеновского, гамма- и тормозного излучений ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева».

Денис Сергеевич Гришин, научный сотрудник лаборатории ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева».

Authors:

Oborin A.V., Grishin D.S.