Невизначеності при плануванні променевої терапії

Кіхтенко, І.М. and Хворостенко, Ю.М. and Філоненко, Н.Ю. and Галдіна, О.М. (2026) Невизначеності при плануванні променевої терапії. Медичні перспективи, 31 (1). pp. 152-164. ISSN 2307-0404, online 2786-4804

Text Невизначеності при плануванні променевої.pdf Download (416kB)

Abstract

Якість променевої терапії значно покращилася завдяки використанню нових джерел та видів опромінення, а також сучасного тривимірного планування. Проте рівень променевих пошкоджень залишається суттєвим, що зумовлює необхідність аналізу точності інструментів, які забезпечують формування зображень і розрахунок доз. Метою роботи було визначення ймовірних невизначеностей, що виникають при використанні програмного забезпечення рентген-комп’ютерного томографа «TOSHIBA Asteion Super 4» та планувальних систем прискорювача електронів «Elekta Synergy» (Elekta Limited), а також пошук шляхів зменшення цих невизначеностей. Було проаналізовано 28 планів променевої терапії хворих, яка проводилася на прискорювачі електронів «Elekta Synergy» за останні чотири роки. Для оцінювання параметрів зображення аналізували дані рентген-комп’ютерної томографії з товщиною реконструкції 1,5 мм, оброблені програмою «eFilm». Визначали розмір пікселя, кількість пікселів у заданому фрагменті, площу та оптичну щільність різних ділянок зображення. Невизначеності дозового планування оцінювали в програмі «Monaco Treatment Planning System» на основі значень поглинутих доз у зонах з мінімальною оптичною щільністю всередині контурів об’єкта опромінення, у чорному фоні внутрішніх порожнин та за межами зовнішнього контура тіла. Встановлено факт некоректного визначення програмою «eFilm» геометричних параметрів зображення з похибкою 8-15%. Значення оптичної щільності в чорному фоні варіювали від -1000 HU біля меж об’єкта до -834 HU на більшій відстані. Показано значні коливання поглинутих доз у зонах низької щільності: при однакових умовах вимірювання доза могла становити як 0,0 Гр, так і 15,4 Гр. На відстані 4 мм від зовнішнього контура при щільності -1001 HU доза дорівнювала 5,9 Гр і зростала при наближенні до контура. Отримані результати свідчать, що похибки формування DICOM-зображень і розрахунку доз можуть зумовлювати істотні невизначеності, які впливають на точність планування та ефективність лікування. Удосконалення програмного забезпечення комп'ютерної томографії (КТ) та планувальних систем розглядається як перспективний шлях для зменшення таких похибок. The quality of radiation therapy has significantly improved due to the introduction of new irradiation sources, advanced delivery techniques, and modern three-dimensional treatment planning. However, the level of radiation-induced damage remains considerable, necessitating an assessment of the accuracy of tools responsible for image generation and dose calculation. The aim of the study was to identify potential uncertainties arising from the use of the TOSHIBA Asteion Super 4 computed tomography software and the planning systems of the Elekta Synergy linear accelerator (Elekta Limited), as well as to determine approaches for reducing these uncertainties. Twenty-eight patient radiotherapy plans carried out on the Elekta Synergy accelerator within the past four years were subjected to analysis. To evaluate image parameters, computed tomography data with a slice reconstruction thickness of 1.5 mm processed using the eFilm software were analysed. Pixel size, the number of pixels within a selected region, area, and optical density of various image segments were measured. Dose-planning uncertainties were estimated in the Monaco Treatment Planning System software based on absorbed-dose values in regions with minimal optical density inside the irradiation target contours, in the black-background cavities within the object, and outside the external body contour at various distances. The analysis revealed incorrect determination of image geometric parameters by eFilm, with an error of 8- 15%. Optical-density values in the black background ranged from –1000 HU near the object boundary to -834 HU agreater distances. Significant variations in absorbed dose were observed in low-density regions: under identical conditions, dose values ranged from 0.0 Gy to 15.4 Gy. At a distance of 4 mm from the outer contour, an optical density of -1001 HU corresponded to a dose of 5.9 Gy, increasing with proximity to the contour. These findings indicate that errors in DICOM-image formation and dose calculation may introduce substantial uncertainties affecting treatmentplanning accuracy and therapeutic outcomes. Improving computed tomography (CT) image-processing software and radiotherapy planning systems is considered a promising approach to reducing such uncertainties.

Item Type:	Article
Additional Information:	DOI:10.26641/2307-0404.2026.1.356906 https://medpers.dmu.edu.ua/uk/2025-tom-xxxi/no-1
Uncontrolled Keywords:	променева терапія, медичні зображення, оптична щільність, поглинена доза, невизначеності, radiotherapy, medical images, optical density, absorbed dose, uncertainties
Subjects:	Radiation therapy
Divisions:	Departments > Microbiology, Virology, Immunology, Epidemiology and Biomedical physics and Informatics Departments > Oncology and Medical Radiology University periodicals > Medical perspectives
Depositing User:	Аліна Чеботарьова
Date Deposited:	15 May 2026 10:05
Last Modified:	15 May 2026 10:05
URI:	http://repo.dma.dp.ua/id/eprint/9988

Actions (login required)

View Item