Сочинение на тему Биологические модели в лучевой терапии

Биологические модели в лучевой терапии. Для определения лучшего фракционирования для использования в лучевой терапии необходима математическая модель, описывающая влияние лучевой терапии как на раковые, так и на нормальные клетки. Математическая модель – это уравнение или алгоритм, который объединяет дозиметрические и другие факторы для прогнозирования аспектов результата лечения. Другими факторами являются медицинские (тип рака, химиотерапия, возраст) и биологические факторы (поглощение ФДГ, гипоксия, геномика). Модель может быть простой (максимальная доза для спинного мозга) или сложной с различными факторами. Модель может быть описательной просто алгоритмической сводкой известных результатов или / и механистических, которые устанавливаются на физиологических или клеточных данных. Есть несколько коммерческих TPS, которые имеют планы оценки и оптимизации на основе биологических моделей.

Конечными точками успешного планирования лечения являются высокая вероятность контроля опухоли (TCP), при которой облученная опухоль не перерастает после завершения лечения, и низкая вероятность радиационно-индуцированных осложнений для всех нормальных тканей (NTCP). В этой части будут обобщены несколько общих биологических моделей в очень широких терминах. Во-первых, это обобщенная эквивалентная равномерная доза (gEUD), которая используется для контроля оптимизированных целей и оценки распределения дозы для опухолей и тканей нормальной системы. Во-вторых, линейная квадратичная (LQ) модель используется для описания эффектов дозы на фракцию и временных эффектов в опухолях и нормальных тканях. Наконец, комбинация моделей TCP и NTCP для их использования используется для прогнозирования TCP и осложнений для общих диаграмм направленности, а также для управления оптимизаторами и оценки плана. Концепция gEUD – это «единообразная доза, которая, будучи доставленной на том же количестве фракций, что и неоднородное распределение дозы, представляющее интерес, дает тот же радиобиологический эффект» (TG 166, Niemierko 1999), как указано ниже: gEUD = (который a – параметр, выбранный пользователем. gEUD используется в нескольких алгоритмах оптимизации. gEUD зависит от параметра «a». Если a отрицателен, он приводит gEUD к минимальной дозе DVH и, следовательно, используется для опухолей. Если a = 1 , gEUD – это средняя доза, которая является физической, а не биологической метрикой. Для положительного значения она направляет gEUD к горячим точкам, поэтому она используется для нормальных тканей, таких как спинной мозг. Линейно-квадратичная (LQ) модель выражает ту же сумму доза, доставляемая при высокой дозе на фракцию, является более мощной, чем при низкой дозе на фракцию, такой как SBRT (гипофракционирование), по сравнению с обычным фракционированием. Эксперименты радиационной биологии обнаружили, что дается выживающая фракция (SF) клеток, облученных однократной дозой D экспоненциальная е цитата: оба параметра характеризуются независимостью от дозы, хотя они зависят от типа клетки и от условий облучения, таких как RBE, мощность дозы и гипоксия. Для фракционной лучевой терапии, если доставляют дозу D в n фракциях и d является дозой на фракцию (d = D / n). Фракция выживания после n фракций определяется как: Биологическая эффективная доза или гипотеза BED для данной конечной точки, схемы дозирования с той же BED модели LQ имеют одинаковый биологический эффект. Используя его на протяжении TG 166, D1 во фракции d1 является изоэффективным для D2 во фракциях d2, если это равенство между BED: LQED2 – это доза в двух больших фракциях, которая изоэффективна для данного выбранного режима фракционирования: существуют другие модели, но LQ – это большинство обычно используется, потому что LQ прилично соответствует большей части диапазона клинических доз и математически очень прост.