RU2174019C1

RU2174019C1 - Dosimetric method for planning intratissular brachitherapy with organ-saving treating of mammary gland cancer

Info

Publication number: RU2174019C1
Application number: RU2000119282A
Authority: RU
Inventors: С.В. Канаев; В.Г. Туркевич
Original assignee: НИИ онкологии им. проф. Н.Н. Петрова
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2001-09-27

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: method involves using decimetric plan having 32 positions of which 12 are in the upper plane and 20 in the lower one. The positions are uniformly spaced using 15 mm pace iridium-192 source with pace size of 5 mm in Microselectron HDR apparatus in double-plane implant with active length of 60 mm having seven needles of which three are in the upper plane and four in the lower one. EFFECT: reduced risk of tumor recurrence. 3 tbl

Description

Изобретение относится к области медицины, в частности онкологии, лучевой терапии рака молочной железы (РМЖ). The invention relates to medicine, in particular oncology, radiation therapy for breast cancer (breast cancer).

Рак молочной железы занимает лидирующее положение среди злокачественных опухолей у женщин. По оценке экспертов ВОЗ к 2000 году в мире будет ежегодно выявляться от 800 тыс. до 1 млн. новых случаев РМЖ. К сожалению, показатели смертности от РМЖ остаются высокими, составляя 1/3-1/2 от числа заболевших. До настоящего времени наиболее распространенной при РМЖ операцией в нашей стране остается радикальная мастэктомия. Это вмешательство является по существу калечащим, сопровождается целым рядом осложнений, приводит к тяжелой инвалидизации до 50% оперированных. Качество жизни пациентов, перенесших радикальную мастэктомию, в большинстве случаев остается неудовлетворительным. С начала 70-х годов в западной Европе и США получают все более широкое распространение органосохраняющие операции при раке молочной железы, в ряде случаев эти вмешательства дополняются лучевой или химиотерапией, в последние 10-15 лет наметилась тенденция к применению органосохраняющих операций и в нашей стране, новые возможности для успешного проведения консервативного лечения РМЖ появились с развитием современных компьютерных технологий конформальной радиотерапии и, в частности, внутритканевой аппаратной брахитерапии. Breast cancer occupies a leading position among malignant tumors in women. According to WHO experts, by 2000, from 800 thousand to 1 million new cases of breast cancer will be detected annually in the world. Unfortunately, mortality rates from breast cancer remain high, accounting for 1 / 3-1 / 2 of the number of cases. To date, the most common surgery for breast cancer in our country remains a radical mastectomy. This intervention is essentially crippling, accompanied by a number of complications, leading to severe disability up to 50% of the operated. The quality of life of patients undergoing radical mastectomy in most cases remains unsatisfactory. Since the beginning of the 70s, organ-preserving operations in breast cancer have become more widespread in Western Europe and the USA, in some cases these interventions are supplemented by radiation or chemotherapy, in the last 10-15 years there has been a tendency to use organ-preserving operations in our country, new opportunities for successful conservative treatment of breast cancer have appeared with the development of modern computer technologies for conformal radiotherapy and, in particular, interstitial hardware brachytherapy.

Широко применяемые в различных центрах те или иные виды органосохраняющего лечения сопровождаются высокой частотой (до 50%) местно-регионарного рецидивирования и неудовлетворительными косметическими результатами из-за отсутствия четких критериев отбора, неадекватно выполненного местного лечения и, особенно, лучевой терапии. Направленное лучевое воздействие на главный источник рецидивов - микрофокусы рака с помощью современной конформальной брахитерапии обеспечит стойкое выздоровление и полноценную психологическую, а также социальную реабилитацию больных РМЖ. Various types of organ-preserving treatments that are widely used at various centers are accompanied by a high frequency (up to 50%) of local-regional recurrence and unsatisfactory cosmetic results due to the lack of clear selection criteria, inadequately performed local treatment, and especially radiation therapy. Directed radiation exposure to the main source of relapse - cancer microfocus with the help of modern conformal brachytherapy will provide a stable recovery and a full psychological and social rehabilitation of breast cancer patients.

Все, кто вовлечен в испытания органосохраняющих операций, хорошо осведомлены о ранних осложнениях. Уменьшение размера молочной железы наблюдается у большинства больных, а фиброз у небольшого их числа. Хронический отек молочной железы в результате этих операций встречается у 10-17% больных. Лучевые пневмониты и плевриты имели место в 2-3% случаев (таблица 1). Everyone involved in organ-sparing surgery trials is well aware of early complications. A decrease in the size of the mammary gland is observed in most patients, and fibrosis in a small number of them. Chronic breast edema as a result of these operations occurs in 10-17% of patients. Radiation pneumonitis and pleurisy occurred in 2-3% of cases (table 1).

Для внутритканевой лучевой терапии в настоящее время используют проволочные источники диаметром наружной капсулы в пределах 1 мм. Тонкие источники на гибких проводниках устанавливаются в полые иглы или пластиковые катетеры, внутритканевая брахитерапия осуществляется источниками низкой активности цезия-137 в виде сборки - цепочки гранул длиной 3,5 мм, закрепленных на специальном проводнике на расстоянии 10 мм друг от друга. Количество гранул в зависимости от потребности от 6 до 12 (соответственно активная длина сборки колеблется в пределах 50-110 мм), активность каждой гранулы равняется 3,5 мКи. Сорок пять - шестьдесят сборок различной активной длины хранятся в специальных многоканальных сейфах, из которых автоматически, по заданной программе загружаются в аппарат брахитерапии - "Микроселектрон" НМД, имеющий 15 каналов движения источников к пациенту. Сейчас предлагается большое количество наборов игл диаметром 1,9 мм, длиной от 110 до 210 мм и гибких пластиковых катетеров аналогичного диаметра и регулируемой длины. Вид интрастата - жесткий (иглы) или гибкий (катетеры) выбирается в зависимости от размера и расположения злокачественной опухоли. Параллельность и равномерность - основной принцип расположения интрастатов в мишени. При больших объемах первичной опухоли используют несколько рядов игл. Имеются также и специальные приспособления, облегчающие правильную геометрическую установку интрастатов. Рак молочной железы облучают 1-3 рядами интрастатов, установленных через параллельные пластиковые шаблоны (с 3-12 отверстиями) со специальными фиксаторами, регулирующими величину объема тканей, заключенных между пластинами. Отверстия расположены на расстоянии 10-16 мм. В последние годы вошло в практику внутритканевое облучение на аппаратах с шагающим источником иридия-192 длиной 3,5 мм, высокой (10 Ки) активности. Источник жестко сцеплен со стальным тросом длиной один метр и диаметром, аналогичным наружной капсуле источника (1,1 мм). Последовательное его расположение в интрастате в любой из выбранных 48 позиций через 2,5 или 5 мм имитирует множество точечных источников излучения, которое может создать излучающую линию длиной до 240 мм. Источник вмонтирован в аппарат "Микроселектрон HDR" ВМД с 18 каналами движения к пациенту, что позволяет устанавливать соответствующее число интрастатов. Таким образом, в отличие от предыдущей системы облучения с источниками цезия-137, врач не ограничен определенным набором источников с заданной активной длиной. В случае применения шагающего источника клиницист может использовать все вышеперечисленные методики постановки игл и катетеров, выбирая оптимальную траекторию движения источника в соответствии с особенностями формы мишени. For interstitial radiation therapy, wire sources with an outer capsule diameter within 1 mm are currently used. Thin sources on flexible conductors are inserted into hollow needles or plastic catheters, interstitial brachytherapy is carried out by sources of low activity of cesium-137 in the form of an assembly - a chain of granules 3.5 mm long, mounted on a special conductor 10 mm apart. The number of granules depending on the need is from 6 to 12 (respectively, the active assembly length ranges from 50-110 mm), the activity of each granule is 3.5 mCi. Forty-five to sixty assemblies of various active lengths are stored in special multichannel safes, of which automatically, according to a given program, are loaded into the brachytherapy apparatus - the Microselectron NMD, which has 15 channels of movement of sources to the patient. A large number of needle sets with a diameter of 1.9 mm, lengths from 110 to 210 mm and flexible plastic catheters of the same diameter and adjustable length are now offered. The type of intrastat - hard (needles) or flexible (catheters) is selected depending on the size and location of the malignant tumor. Concurrency and uniformity are the basic principles for the placement of intrastats in the target. With large volumes of the primary tumor, several rows of needles are used. There are also special devices that facilitate the correct geometric installation of intrastats. Breast cancer is irradiated with 1-3 rows of intrastats installed through parallel plastic templates (with 3-12 holes) with special fixators that regulate the amount of tissue volume enclosed between the plates. The holes are located at a distance of 10-16 mm. In recent years, interstitial irradiation on devices with a walking source of iridium-192 with a length of 3.5 mm and a high (10 Ci) activity has come into practice. The source is rigidly coupled to a steel cable one meter long and with a diameter similar to the outer capsule of the source (1.1 mm). Its sequential arrangement in the intrastat at any of the selected 48 positions through 2.5 or 5 mm simulates a multitude of point sources of radiation, which can create an emitting line up to 240 mm long. The source is mounted in the apparatus "Microselectron HDR" AMD with 18 channels of movement to the patient, which allows you to set the appropriate number of intrastats. Thus, unlike the previous irradiation system with cesium-137 sources, the doctor is not limited to a specific set of sources with a given active length. If a walking source is used, the clinician can use all of the above techniques for placing needles and catheters, choosing the optimal path of the source in accordance with the characteristics of the target shape.

Большое количество статей были написаны в течение прошлого десятилетия о том как "оптимизировать" внутритканевые имплантации, с интересными спорами о том, как достигнуть лучше всего оптимальной однородности дозы в пределах имплантата или обеспечить оптимальный охват объема мишени. Примечательно, что этот вопрос возникал, только если имплантат геометрически расположен не оптимально относительно объема мишени. Мнение авторов относительно стандартного объема имплантата и компьютеризированного планирования заключается в том, что при внутритканевой имплантации придается меньшее значение правилам геометрии изодозного распределения, как этого придерживаются при использовании манчестерской и парижской систем. Выбор референтной изодозы стал проводиться несистематически и часто субъективно. В настоящее время имеются два важных направления совершенствования качества внутритканевых имплантаций. Первое - это технология, использующая принцип шагающего источника, при которой оптимизация дозного распределения достигается изменением времени стояния источника в каждой выбранной позиции. Второе - конформная брахитерапия на основе компьютерного изображения объема мишени независимо от объема имплантата, где проводится геометрическая оптимизация изодозного распределения. Для того чтобы обсуждать преимущества и недостатки оптимизации времени расположения (ВР) шагающего источника, необходимо рассмотреть основные механизмы того, как это выполняется. Все методы разделяют на фундаментальные характеристики - ВР изменяют, чтобы максимизировать (или минимизировать) некоторую функцию, в этом и заключается оптимизация. Наиболее важной является такая концепция, при которой процесс оптимизации будет настолько полезен, что функция, являясь математически оптимизированной, способна решить клиническую проблему. Одной из возможных ошибок оптимизации ВР является неспособность пользователя правильно математически задать требуемое изодозное распределение. Наиболее просто решается подобная задача при одиночном линейном аппликаторе с заданием двух равноудаленных от аппликатора точек, через которые должна пройти референтная изодоза. Имеется другой путь решения проблемы ВР оптимизации, при которой нет необходимости определять референтные точки дозной нагрузки. Это "геометрическая оптимизация", разработанная Edmunson et al. Алгоритм этого технического решения базируется на расположении позиций источников путем самопроизвольного расположения, причем позиции непосредственно служат как точки ограничения и позволяют осуществлять подведение дозы от каждого исходного местоположения и от всех других исходных местоположений источников равномерно в течение всего времени имплантации. Эта цель может быть приблизительно достигнута путем установки ВР в каждой позиции источника обратно пропорционально сумме квадратов расстояний ко всем другим точкам, однородность дозы в местах между источниками и работа алгоритма лучше всего достигаются если источники равномерно распределены по всему объему мишени. A large number of articles have been written over the past decade on how to “optimize” interstitial implantation, with interesting debates about how to best achieve optimal dose uniformity within the implant or to ensure optimal target volume coverage. It is noteworthy that this question arose only if the implant was not geometrically positioned optimally relative to the target volume. The authors' opinion regarding the standard implant volume and computerized planning is that during interstitial implantation, less attention is paid to the rules of the geometry of the isodose distribution, as is observed when using the Manchester and Paris systems. The choice of the reference isodose began to be carried out unsystematically and often subjectively. Currently, there are two important areas for improving the quality of interstitial implantations. The first is a technology that uses the principle of a walking source, in which optimization of the dose distribution is achieved by changing the source's standing time at each selected position. The second is conformal brachytherapy based on a computer image of the target volume, regardless of the implant volume, where geometric optimization of the isodose distribution is performed. In order to discuss the advantages and disadvantages of optimizing the location time (BP) of a walking source, it is necessary to consider the basic mechanisms of how this is done. All methods are divided into fundamental characteristics - BP is changed to maximize (or minimize) a certain function, this is the optimization. The most important is such a concept in which the optimization process will be so useful that the function, being mathematically optimized, can solve the clinical problem. One of the possible errors in BP optimization is the inability of the user to mathematically correctly set the required isodose distribution. This problem is most easily solved with a single linear applicator with the task of two points equally equidistant from the applicator through which the reference isodose should pass. There is another way to solve the problem of BP optimization, in which there is no need to determine the reference points of the dose load. This is "geometric optimization" developed by Edmunson et al. The algorithm of this technical solution is based on the location of the positions of the sources by spontaneous location, and the positions directly serve as limit points and allow the dose from each source location and from all other source source locations to be applied uniformly throughout the implantation time. This goal can be approximately achieved by installing BP at each position of the source inversely proportional to the sum of the squares of the distances to all other points, dose uniformity between the sources and the operation of the algorithm are best achieved if the sources are evenly distributed over the entire target volume.

До настоящего времени наиболее сложной и широко применяемой является оптимизация времени расположения в дозиметрической системе шагающего источника (ДСШИ) (van der Laarse, 1994). В этой системе правила распределения парижской системы несколько изменены, вместо использования активной длины источников, которая должна быть на 30% - 60% больше, чем протяженность мишени, применяются длины позиций источника с суммарной протяженностью излучающей линии, которая на 1 см короче величины мишени. Оптимизация ВР позволяет сформировать референтную изодозу, оптимально соответствующую объему мишени с минимальным поражением смежных тканей. Математический аппарат программы планирования использует геометрический алгоритм, чтобы распределить ВР источника по длине аппликатора и соответственно точкам оптимизации рассчитать ВР в каждом аппликаторе. Эта система, как и Парижская, уделяет большое внимание оптимизации геометрического распределения имплантатов и использует различную величину ВР для концентрации дозы внутри мишени. Следует подчеркнуть, что возможность удачного использования ДСШИ зависит от взаимного пространственного расположения аппликаторов и энергии излучения от каждого источника. Слишком часто ВР оптимизация используется для коррекции изодозного распределения в тех случаях, когда выбрано неудачное геометрическое расположение аппликаторов. Так как доза от источника падает обратно пропорционально квадрату расстояния и растет линейно по отношению ко времени аппликации, то эффективность манипуляции с ВР ограничена. Это может быть улучшено с помощью большего числа имплантаций, однако брахитерапия никогда не сможет эффективно лечить опухоли, расположенные на отдаленном расстоянии без высокого риска поражения окружающих тканей. Поэтому оптимизация времени расположения источника никогда не будет так важна, как оптимизация пространственного расположения имплантатов и позиции источника в них. To date, the most difficult and widely used is the optimization of the location time in the dosimetric system of a walking source (LSS) (van der Laarse, 1994). In this system, the distribution rules of the Paris system are slightly changed, instead of using the active source length, which should be 30% - 60% longer than the target length, the source position lengths with a total emitting line length that is 1 cm shorter than the target size are used. Optimization of BP allows the formation of a reference isodose that optimally matches the volume of the target with minimal damage to adjacent tissues. The mathematical apparatus of the planning program uses a geometric algorithm to distribute the source BP along the length of the applicator and, correspondingly, to the optimization points, calculate the BP in each applicator. This system, like the Paris system, pays great attention to optimizing the geometric distribution of implants and uses different BP values for the dose concentration inside the target. It should be emphasized that the possibility of the successful use of LSS depends on the mutual spatial arrangement of the applicators and the radiation energy from each source. Too often, BP optimization is used to correct the isodose distribution in cases where an unsuccessful geometric arrangement of applicators is selected. Since the dose from the source falls in inverse proportion to the square of the distance and grows linearly with respect to the time of application, the effectiveness of manipulation with BP is limited. This can be improved with more implants, however, brachytherapy can never effectively treat tumors located at a distant distance without a high risk of damage to surrounding tissues. Therefore, optimization of the location time of the source will never be as important as optimization of the spatial location of the implants and the position of the source in them.

Современная методология учета дозной нагрузки при внутриполостном лучевом лечении изложена в докладе международной комиссии по радиационным единицам и измерениям (МКРЕ) N 38 "Спецификация доз и объемов для внутриполостной терапии в гинекологии", 1985 г. Основные положения этого документа, посвященные фундаментальным вопросам, надолго определили системный подход в планировании брахитерапии большинства злокачественных опухолей:
- возможность симуляции линейных источников несколькими точечными, расположенными на равном расстоянии друг от друга, а также имитация их перемещением точечного источника, изменением типа перемещения (непрерывно или скачкообразно), скорости и времени задержки источника в различных позициях, благодаря чему модифицируется форма изодозных поверхностей;
- технология дистанционной ручной или автоматической загрузки (remote afterloading - RAL) источника после установки аппликатора дает возможность скорректировать дозиметрический расчет до момента установки источников;
- мощность дозы брахитерапии в конвенциальной радиевой терапии была в пределах 0,4-2 Гр/ч и обычно определялась как низкая мощность дозы (НМД), популярная RAL технология использует более высокую мощность дозы, которая определена в настоящем отчете как средняя - 2-12 Гр/ч (СМД) и > 12 Гр/ч - высокая (ВМД);
- объем поглощенной дозы в брахитерапии определяется по величине выбранной радиотерапевтом изодозы, ограничивающей лечебный объем;
- объем мишени входит в лечебный объем, должен быть физически измерен, описан относительно анатомических структур пациента и включать опухоль или любую другую ткань, содержащую опухоль;
- референтный объем заключен под поверхностью референтной изодозы.The modern methodology for calculating the dose load for intracavitary radiation treatment is described in the report of the International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) N 38 "Specification of Doses and Volumes for Intracavitary Therapy in Gynecology", 1985. The main provisions of this document on fundamental issues were determined for a long time a systematic approach to planning brachytherapy for most malignant tumors:
- the ability to simulate linear sources with several point sources located at an equal distance from each other, as well as simulate them by moving a point source, changing the type of movement (continuously or stepwise), the speed and time delay of the source in different positions, which modifies the shape of the isodose surfaces;
- technology of remote manual or automatic loading (remote afterloading - RAL) of the source after installing the applicator makes it possible to adjust the dosimetric calculation until the source is installed;
- the dose rate of brachytherapy in conventional radium therapy was in the range of 0.4-2 Gy / h and was usually defined as low dose rate (NMD), the popular RAL technology uses a higher dose rate, which is defined in this report as average - 2-12 Gy / h (SMD) and> 12 Gy / h - high (AMD);
- the amount of absorbed dose in brachytherapy is determined by the amount of the isodose selected by the radiotherapist, limiting the treatment volume;
- the target volume is included in the treatment volume, must be physically measured, described with respect to the anatomical structures of the patient and include a tumor or any other tissue containing the tumor;
- the reference volume is enclosed beneath the surface of the reference isodose.

Не мене важными, чем в свое время МКРЕ-38, являются для внутритканевой брахитерапии рекомендации МКРЕ "Спецификация доз и объемов для внутритканевой терапии" 1996 г.:
- спецификация радиоактивных источников должна быть произведена по мощности воздушной кермы на расстоянии 1 метр;
- одноплоскостной имплантат определяется в случае, когда один или более источников располагаются в одной плоскости;
- двуплоскостной имплантат содержит источники располагающиеся в двух плоскостях, параллельных друг другу;
- большие имплантаты описываются согласно количеству плоскостей, а в случае отсутствия параллельности - как геометрическая фигура;
- планируемый объем мишени практически идентичен клиническому объему опухоли;
- лечебный объем заключает объем тканей, который занимает имплантат, ограниченный периферийной изодозой, этот объем в идеале приближается к клиническому объему мишени;
- центральный план при параллельных плоскостях перпендикулярен и равно удален от концов имплантата, в других случаях центральный план перпендикулярен основному направлению источников и проходит через центр;
- изодозное распределение рассчитывается в первую очередь в центральном плане;
- заданная доза - доза, которую определяет радиотерапевт, периферическая доза - минимальная доза на границе клинического объема мишени;
- средняя центральная доза - среднее арифметическое между локальными минимумами доз между источниками:
- область высокой дозной нагрузки окружена изодозой, соответствующей 150% от средней центральной дозы в любом плане, параллельном центральному;
- область низкой дозной нагрузки окружена 90% изодозой (относительно заданной дозы) и располагается в пределах клинического объема мишени;
- индекс гомогенного распределения дозы определяется как отношение периферической минимальной дозы к средней центральной.For the interstitial brachytherapy, recommendations of the MKEP "Specification of Doses and Volumes for Interstitial Therapy" 1996:
- specification of radioactive sources should be made by the power of the air kerma at a distance of 1 meter;
- a single-plane implant is determined when one or more sources are located in the same plane;
- a two-plane implant contains sources located in two planes parallel to each other;
- large implants are described according to the number of planes, and in the absence of parallelism - as a geometric figure;
- the planned target volume is almost identical to the clinical volume of the tumor;
- the treatment volume includes the volume of tissue that the implant occupies, limited by the peripheral isodose, this volume ideally approaches the clinical volume of the target;
- the central plan with parallel planes is perpendicular and equally distant from the ends of the implant, in other cases the central plan is perpendicular to the main direction of the sources and passes through the center;
- the isodose distribution is calculated primarily in the central plan;
- target dose - the dose determined by the radiotherapist, peripheral dose - the minimum dose at the border of the clinical volume of the target;
- average central dose - arithmetic mean between local minimums of doses between sources:
- the area of high dose loading is surrounded by an isodose corresponding to 150% of the average central dose in any plan parallel to the central;
- the area of low dose loading is surrounded by 90% isodose (relative to a given dose) and is located within the clinical volume of the target;
- the index of a homogeneous dose distribution is defined as the ratio of the peripheral minimum dose to the central average.

Технический результат настоящего изобретения состоит в значительном уменьшении риска рецидива злокачественной опухоли без лучевых осложнений с хорошим косметическим эффектом за счет подведения необходимой тумороцидной, добавочной дозы на ложе опухоли при органосохраняющем лечении, при условии выбора оптимального дозиметрического плана. The technical result of the present invention is to significantly reduce the risk of recurrence of a malignant tumor without radiation complications with a good cosmetic effect by adding the necessary tumorocidal, additional dose to the tumor bed with organ-preserving treatment, provided that the optimal dosimetric plan is chosen.

Нами для проведения внутритканевой лучевой терапии при органосохраняющем лечении РМЖ использовался двухплоскостной имплантат, состоящий из двух рядов игл со смещением верхнего ряда относительно нижнего по горизонтали на 5 мм. Иглы были расположены на расстоянии 10 мм друг от друга таким образом, что на поперечном срезе получалась фигура равнобедренной трапеции, разделенной на равнобедренные треугольники со стороной, равной 10 мм. Иглы прочно фиксировались двумя параллельными пластинами с соответствующим количеством отверстий, распределенных по вышеназванной схеме. Объем тканей молочной железы регулировался смещением параллельных пластин по оси игл. Внедрение игл в ложе, образованное после секторальной резекции молочной железы, производилось под местной или парентеральной анастезией, с таким расчетом, чтобы общий размер имплантата не превышал по периферии площадь секторальной резекции. Клинический объем мишени определялся равноудаленным (на 10 мм) от объема имплантата. Наиболее часто использовался двухплоскостной имплантат длиной 60 мм, состоящий из семи игл диаметром 1,9 мм общей длиной 210 мм. Поэтому сущность изобретения заключается в выборе оптимальной модели расположения позиций шагающего источника (размер шага 5 мм) Иридий-192, аппарат "Микроселектрон HDR" в двухплоскостном имплантате (длиной 60 мм) из семи игл (три в верхней плоскости и четыре в нижней) при органосохраняющем лечении рака молочной железы, обеспечивающей минимальное число лучевых осложнений при значительном уменьшении риска рецидива злокачественной опухоли. We used a two-plane implant consisting of two rows of needles with an offset of the upper row relative to the lower horizontal by 5 mm for conducting interstitial radiation therapy for organ-preserving treatment of breast cancer. The needles were located at a distance of 10 mm from each other in such a way that on the cross section a figure of isosceles trapezoid was obtained, divided into isosceles triangles with a side equal to 10 mm. The needles were firmly fixed by two parallel plates with the corresponding number of holes distributed according to the above scheme. The volume of breast tissue was regulated by the displacement of parallel plates along the axis of the needles. The introduction of needles in the bed, formed after a sectoral resection of the mammary gland, was performed under local or parenteral anesthesia, so that the total size of the implant did not exceed the area of the sectoral resection. The clinical volume of the target was determined equidistant (10 mm) from the volume of the implant. The most commonly used two-plane implant is 60 mm long, consisting of seven needles with a diameter of 1.9 mm and a total length of 210 mm. Therefore, the essence of the invention lies in the selection of the optimal location model of the walking source positions (step size 5 mm) Iridium-192, the Microselectron HDR device in a two-plane implant (60 mm long) of seven needles (three in the upper plane and four in the lower) with organ-preserving treatment of breast cancer, which ensures a minimal number of radiation complications with a significant reduction in the risk of cancer recurrence.

В большинстве случаев для планирования внутритканевой брахитерапии применяется стереореконструкция расположения имплантата со стереоэлектрорентгенограмм, выполненных со смещением фокусов в каждую сторону на 80 мм. Выбор референтных точек пациента осуществляется на основе использования ортогональной реконструкции с последующим обозначением зон интереса с диджитайзера в системе координат рентгеновского снимка. Основные характеристики изодозного распределения, такие как минимальная доза, средняя центральная доза, зона высокой дозной нагрузки, индекс гомогенного распределения дозы, определялись согласно рекомендациям МКРЕ "Спецификация доз и объемов для внутритканевой терапии" (1996 г.). Нами исследовано множество изодозных распределений, полученных при различном расположении позиций шагающего источника иридий-192 ("Микроселектрон HDR") в двухплоскостном имплантате из семи игл при органосохраняющем лечении рака молочной железы. При использовании данной методики внутритканевой лучевой терапии расположение референтной разовой дозы в требуемом лечебном объеме не является большой проблемой и практически всегда достигается при помощи математического аппарата системы планирования брахитерапии. В то же время основные трудности при органосохраняющем лечении РМЖ заключаются в выборе такого оптимального варианта подведения профилактической дозы, при котором имеется возможность исключения ранних и поздних лучевых осложнений, учитывая, что подвергаются радиационному воздействию практически здоровые ткани молочной железы. Поэтому нами были выбраны наиболее оптимальные дозиметрические планы, применявшиеся у различных больных, их оказалось 15. Наиболее репрезентативные характеристики этих планов представлены в табл. 2 и 3. ВР в каждой позиции равно общему времени имплантации. Условные обозначения:
Минимальная доза (% от заданной) - D min
Средняя центральная доза (% от заданной) - DC avg
Высокая дозная нагрузка (% от заданной) - D max
Индекс гомогенного распределения дозы - Ind
Общее количество позиций источника - N
Количество позиций источника в верхней плоскости - n1
Равномерность расположения позиций в верхней плоскости - R1
Интервал между позициями в верхней плоскости (мм) - i1
Количество позиций источника в нижней плоскости - n2
Равномерность расположения позиций в нижней плоскости - R2
Интервал между позициями в нижней плоскости (мм) - i2
Объем 100% изодозы (см³) - V1
Объем 200% изодозы (см³) - V2
Объем 300% изодозы (см³) - V3
Отношение V3 к V1 - V3/V1
Отношение V2 к V1 - V2/V1
Нами проведен тщательный сравнительный анализ 15 наиболее оптимальных (с точки зрения равномерного соответствия объема референтной дозной нагрузки и клинического объема) дозиметрических планов (ДП) внутритканевой брахитерапии по всем вышепредставленным параметрам. В таблицах все планы ранжированы по возрастанию общего количества (N) позиций источника, а анализ удобнее начинать в обратном порядке, так как большее количество позиций источника в интрастате обусловливает большую дозную нагрузку по всей активной длине непосредственно рядом с иглой, что ведет к неоправданному лучевому повреждению здоровых тканей молочной железы. Что и происходит при использовании казалось бы идеального центрального плана
(I) ДП 15, который взят нами в качестве прототипа (наименьшая средняя центральная доза /DC avg/, высокий индекс гомогенного распределения дозы /Ind/), в то же время эти преимущества исчезают в планах II и II. По объемным характеристикам ДП 15 находится на одной из последних позиций (если V3 и V3/V1 соответственно одно из наименьших, то V2/V1 достаточно велико, что обусловлено сравнительно большим (16.2) объемом 200% изодозы. Дозиметрический план N 14 с меньшим количеством (67) позиций источника не обладает заметными преимуществами перед ДП 15, а в ряде значений значительно уступает последнему. Среди планов с 8 по 13, имеющих количество позиций источников от 41 до 49, своими положительными дозиметрическими характеристиками выгодно отличаются ДП 12 и 13. Причем меньшим V3 и отношениями V3/V1 и V2/V1 обладает ДП 13, также в этом плане (II и III) заметно ниже средняя центральная и высокая доза с более высоким индексом гомогенного распределения дозы. По своим дозиметрическим данным наименее предпочтительны планы с 1 по 4. Казалось бы, относительно небольшое общее количество позиций источника (21 и 24) должно обеспечивать низкую максимальную дозную нагрузку, но объемы 200% и 300% изодозы и их отношения к объему 100% изодозы оказались довольно большими, а также большие средняя центральная и высокая доза и низкий индекс гомогенного распределения дозы. Заслуживают пристального внимания дозиметрические планы с 5 по 7 с позициями источника от 31 до 35. Среди них наиболее предпочтительно выглядит ДП 6, имеющий преимущества по всем вышеперечисленным данным перед планами 5 и 7.In most cases, for the planning of interstitial brachytherapy, a stereo reconstruction of the implant location with stereo electroradiograms made with a focus shift of 80 mm on each side is used. The selection of patient reference points is based on the use of orthogonal reconstruction with the subsequent designation of areas of interest from a digitizer in the x-ray coordinate system. The main characteristics of the isodose distribution, such as the minimum dose, the average central dose, the high dose loading zone, the index of the homogeneous dose distribution, were determined according to the recommendations of the ICPE "Specification of Doses and Volumes for Interstitial Therapy" (1996). We have studied many isodose distributions obtained with different positions of the walking source of iridium-192 (Microselectron HDR) in a two-plane seven-needle implant in organ-preserving treatment of breast cancer. When using this technique of interstitial radiation therapy, the location of the reference single dose in the required treatment volume is not a big problem and is almost always achieved using the mathematical apparatus of the brachytherapy planning system. At the same time, the main difficulties in the organ-preserving treatment of breast cancer are the choice of the optimal option for the prophylactic dose, in which it is possible to exclude early and late radiation complications, given that practically healthy breast tissue is exposed to radiation. Therefore, we have chosen the most optimal dosimetric plans used in various patients, there were 15 of them. The most representative characteristics of these plans are presented in table. 2 and 3. BP in each position is equal to the total implantation time. Legend:
The minimum dose (% of the set) - D min
Average central dose (% of target) - DC avg
High dose loading (% of the set) - D max
Homogeneous Dose Distribution Index - Ind
The total number of source positions - N
The number of source positions in the upper plane is n1
The uniformity of positions in the upper plane - R1
The interval between positions in the upper plane (mm) - i1
The number of positions of the source in the lower plane - n2
Uniform positioning of positions in the lower plane - R2
The interval between positions in the lower plane (mm) - i2
The volume of 100% isodose (cm ³ ) - V1
The volume of 200% isodose (cm ³ ) - V2
The volume of 300% isodose (cm ³ ) - V3
Ratio V3 to V1 - V3 / V1
Ratio V2 to V1 - V2 / V1
We have carried out a thorough comparative analysis of the 15 most optimal (from the point of view of uniform correspondence between the reference dose volume and the clinical volume) dosimetric plans (DP) of interstitial brachytherapy for all of the above parameters. In the tables, all plans are ranked by increasing total number (N) of source positions, and it is more convenient to start the analysis in the reverse order, since a larger number of source positions in the intrastat causes a large dose load along the entire active length directly next to the needle, which leads to unjustified radiation damage healthy breast tissue. What happens when using a seemingly perfect central plan
(I) DP 15, which we have taken as a prototype (lowest average central dose / DC avg /, high index of homogeneous dose distribution / Ind /), at the same time, these advantages disappear in plans II and II. In terms of volumetric characteristics, DP 15 is in one of the last positions (if V3 and V3 / V1 are one of the smallest, respectively, then V2 / V1 is quite large, which is due to the relatively large (16.2) volume of 200% isodose. Dosimetric plan N 14 with a smaller number of ( 67) the source position does not have significant advantages over DP 15, and is significantly inferior to the latter in a number of values. Among plans 8 to 13, which have a number of source positions from 41 to 49, DP 12 and 13 are favorably distinguished by their positive dosimetric characteristics. m V3 and V3 / V1 and V2 / V1 ratios have a DP of 13, also in this plan (II and III) the average central and high dose with a higher index of a homogeneous dose distribution are noticeably lower.According to dosimetric data, plans 1 to 4 are least preferred It would seem that a relatively small total number of source positions (21 and 24) should provide a low maximum dose load, but the volumes of 200% and 300% of the isodose and their ratio to the volume of 100% of the isodose were quite large, as well as a large average central and high dose and low homogeneous index wow dose distribution. The dosimetric plans from 5 to 7 with source positions from 31 to 35 deserve close attention. Among them, the most preferable is DP 6, which has advantages over all of the above data over plans 5 and 7.

Учитывая все вышеизложенное, необходимо сравнить наиболее оптимальные дозиметрические планы - 6 и 13. Надо сказать, что при тщательном математическом анализе представленных ДП 6 и 13 не отмечено значимых дозиметрических преимуществ одного плана перед другим. Если быть предельно точным, то ДП 13 выглядит несколько предпочтительней, но с клинической точки зрения большее количество позиций источника в ДП 13 (49), по сравнению с ДП 6 (32) ведет к большей максимальной дозной нагрузке непосредственно рядом с интрастатом, что и подтверждено нами на большом клиническом материале. Не было лучевых осложнений среди больных, подвергавшихся внутритканевой брахитерапии при органосохраняющем лечении рака молочной железы, в случаях использования дозиметрического плана N 6 с 32-мя позициями (12 в верхней плоскости и 20 в нижней, расположенных равномерно через 15 мм) шагающего источника (размер шага 5 мм) Иридий-192 в аппарате "Микроселектрон HDR" в двухплоскостном имплантате (длиной 60 мм) из семи игл (три в верхней плоскости и четыре в нижней). Given all the above, it is necessary to compare the most optimal dosimetric plans - 6 and 13. It must be said that with a careful mathematical analysis of the presented DPs 6 and 13, no significant dosimetric advantages of one plan over another were noted. To be extremely precise, DP 13 looks somewhat preferable, but from a clinical point of view, a larger number of source positions in DP 13 (49), compared to DP 6 (32), leads to a higher maximum dose load directly next to the intrastat, which is confirmed us on a large clinical material. There were no radiation complications among patients who underwent interstitial brachytherapy with organ-preserving treatment of breast cancer, in the case of using dosimetric plan No. 6 with 32 positions (12 in the upper plane and 20 in the lower, located evenly through 15 mm) of the walking source (step size 5 mm) Iridium-192 in the Microselectron HDR apparatus in a two-plane implant (60 mm long) of seven needles (three in the upper plane and four in the lower).

Для лучшего понимания сущности заявленного изобретения, а также для подтверждения соответствия решения условию "промышленная применимость" приводим примеры конкретной реализации
Пример 1. Больная З. , 51 год. находилась в хирургическом стационаре, лечилась в Радиологическом отделении НИИ онкологии им. проф. Н.Н.Петрова МЗ РФ с диагнозом: рак правой молочной железы Т2NOMO Секторальная резекция + подмышечная диссекция 07.05.1999 г. Гистология: Инфильтрирующий протоковый рак, в лимфоузлах без метастазов рака. Подвергалась дистанционной лучевой терапии на всю молочную железу РОД=2 Гр, СОД: 46 Гр (ВДФ=76, КРЭ= 1486, ЭДр= 55, ЭДп=83) + через 2 недели внутритканевое облучение на аппарате "Микроселектрон HDR" (12-25 Гр/ч) РОД=7 Гр, СОД=14 Гр, (ВДФ=З6, КРЭ=920, ЭДр= 24, ЭДп=53) дозиметрический план N 6 в соответствии с вышеописанной методикой изобретения, осложнений не было.For a better understanding of the essence of the claimed invention, as well as to confirm compliance of the solution with the condition "industrial applicability", we give examples of specific implementation
Example 1. Patient Z., 51 years old. was in a surgical hospital, was treated at the Radiological Department of the Oncology Research Institute. prof. NN Petrova of the Ministry of Health of the Russian Federation with a diagnosis of right breast cancer T2NOMO Sectoral resection + axillary dissection 05/05/1999 Histology: Infiltrating ductal carcinoma, in lymph nodes without cancer metastases. Was subjected to remote radiation therapy for the entire mammary gland ROD = 2 Gy, SOD: 46 Gy (VDF = 76, KRE = 1486, EDR = 55, EDP = 83) + after 2 weeks interstitial irradiation with the Microselectron HDR apparatus (12-25 Gy / h) ROD = 7 Gy, SOD = 14 Gy, (VDF = Z6, KRE = 920, EDR = 24, EDP = 53) dosimetric plan No. 6 in accordance with the above methodology of the invention, there were no complications.

Пример 2. Больная О., 37 лет. Находилась в хирургическом стационаре, лечилась в Радиологическом отделении НИИ онкологии им. проф. Н.Н.Петрова МЗ РФ с диагнозом: рак левой молочной железы T2NOMO. Секторальная резекция + подмышечная диссекция 22.06.1999 г. Гистология: Инфильтрирующий протоковый рак, в 4х лимфоузлах без метастазов рака. Подвергалась дистанционной лучевой терапии на всю молочную железу РОД=2 Гр, СОД=46 Гр (ВДФ=76, КРЭ= 1486, ЭДр= 55, ЭДп=83) + через 2 недели внутритканевое облучение на аппарате "Микроселектрон HDR" (12-25 Гр/ч) РОД=7 Гр, СОД=14 Гр, (ВДФ=З6, КРэ=920, ЭДр= 24, ЭДп= 53) дозиметрический план N 6 в соответствии с вышеописанной методикой изобретения, осложнений не было. Example 2. Patient O., 37 years old. She was in a surgical hospital, was treated at the Radiological Department of the Oncology Research Institute. prof. NN Petrova Ministry of Health of the Russian Federation with a diagnosis of cancer of the left breast T2NOMO. Sectoral resection + axillary dissection 06/22/1999 Histology: Infiltrating ductal cancer, in 4 lymph nodes without cancer metastases. Underwent remote radiation therapy for the entire mammary gland ROD = 2 Gy, SOD = 46 Gy (VDF = 76, KRE = 1486, EDR = 55, EDP = 83) + after 2 weeks interstitial irradiation with the Microselectron HDR apparatus (12-25 Gy / h) ROD = 7 Gy, SOD = 14 Gy, (VDF = Z6, KRE = 920, EDR = 24, EDP = 53) dosimetric plan No. 6 in accordance with the above methodology of the invention, there were no complications.

Пример 3. Больная К., 52 года. Находилась в хирургическом стационаре, лечилась в Радиологическом отделении НИИ онкологии им. проф. Н.Н.Петрова из РФ с диагнозом: рак правой молочной железы T1NOMO секторальная резекция + подмышечная диссекция 06.07.1999 г. Гистология: Инфильтрирующий протоковый рак, в 5 лимфоузлах без метастазов рака. Подвергалась дистанционной лучевой терапии на всю молочную железу РОД=2 Гр, СОД=46 Гр (ВДФ=76, КРЭ=1486, ЭДр= 55, ЭДп=83) + через 2 недели внутритканевое облучение на аппарате "Микроселектрон HDR" (12-25 Гр/ч) РОД=7 Гр, СОД=14 Гр, (ВДФ=36, КРЭ=920, ЭДр= 24, ЭДп= 53) дозиметрический план N 6 в соответствии с вышеописанной методикой изобретения. Осложнений не было. Example 3. Patient K., 52 years old. She was in a surgical hospital, was treated at the Radiological Department of the Oncology Research Institute. prof. NN Petrova from the Russian Federation with a diagnosis of right breast cancer T1NOMO sectoral resection + axillary dissection 07/06/1999 Histology: Infiltrating ductal cancer, in 5 lymph nodes without cancer metastases. Underwent remote radiation therapy for the entire mammary gland ROD = 2 Gy, SOD = 46 Gy (VDF = 76, KRE = 1486, EDR = 55, EDP = 83) + after 2 weeks interstitial irradiation with the Microselectron HDR apparatus (12-25 Gy / h) ROD = 7 Gy, SOD = 14 Gy, (VDF = 36, KRE = 920, EDR = 24, EDP = 53) dosimetric plan No. 6 in accordance with the above methodology of the invention. There were no complications.

ЛИТЕРАТУРА
1. Вишнякова В. В. Эффективность экономных операций при раке молочной железы. Вопр. онкологии. - 1990. -5. -С. 540-545.LITERATURE
1. Vishnyakova VV. Efficiency of economical operations in breast cancer. Q. oncology. - 1990. -5. -FROM. 540-545.

2. Демидов В.П., Чиссов В.И., Франк Р.А., Киселева Е.С., Комиссаров А.Б. , Критерии отбора больных РМЖ для органосохраняющих операций. Вопр. онкологии. - 1990. - 5. - С. 529-535. 2. Demidov V.P., Chissov V.I., Frank R.A., Kiseleva E.S., Komissarov A.B. , Criteria for the selection of breast cancer patients for organ-preserving operations. Q. oncology. - 1990. - 5. - S. 529-535.

3. Семиглазов В.Ф. Веснин А.Г., Моисеенко В.Р. Минимальный рак молочной железы. - С-Петербург. "Гиппократ", - 1992. - С. 339. 3. Semiglazov V.F. Vesnin A.G., Moiseenko V.R. Minimal breast cancer. - St. Petersburg. "Hippocrates", - 1992. - S. 339.

4. Anderson, L. L. Plan optimization and dose evaluation in brachytherapy. Seminars in Radiation Oncology. -1993. -3. -P. 290-300. 4. Anderson, L. L. Plan optimization and dose evaluation in brachytherapy. Seminars in Radiation Oncology. -1993. -3. -P. 290-300.

5. Balch CM. Singlebary SE. Bland KI. Clinical decisionmaking in early breast cancer. Ann Surg. - 1993. - 217. - P. 207-25. 5. Balch CM. Singlebary SE. Bland KI. Clinical decisionmaking in early breast cancer. Ann Surg. - 1993. - 217. - P. 207-25.

6. Edmundson, G. K. Geometry based optimization for stepping source implants. In: Martinez, A.A., Orton, C.G., and Mould, R.F. eds. Brachytherapy HDR and LDR. - 1990. Columbia, MD: Nucletron Corporation. - P. 184-192. 6. Edmundson, G. K., Geometry based optimization for stepping source implants. In: Martinez, A.A., Orton, C.G., and Mold, R.F. eds. Brachytherapy HDR and LDR. - 1990. Columbia, MD: Nucletron Corporation. - P. 184-192.

7. International Commission on Radiation Units and Measurements. Dose and volume specification for reporting intracavitary therapy in gynecology, ICRU Report 38. - 1985. - Bethesda. MD. 7. International Commission on Radiation Units and Measurements. Dose and volume specification for reporting intracavitary therapy in gynecology, ICRU Report 38. - 1985. - Bethesda. MD.

8. International Commission on Radiation Units and Measurements. Dose and volume specification for reporting interstitial therapy. ICRU Report 51. - 1996. - Bethesda. - MD. 8. International Commission on Radiation Units and Measurements. Dose and volume specification for reporting interstitial therapy. ICRU Report 51. - 1996. - Bethesda. - MD.

9. Jones, B., Freestone, G., Bleasdale. C., Myint, S., Littler J. Non-uniform dwell times in line source high dose rate brachytherapy: physical and radiobiological considerations. Brit. J. Radiol. - 1994. - 67. - P. 1231-1237. 9. Jones, B., Freestone, G., Bleasdale. C., Myint, S., Littler J. Non-uniform dwell times in line source high dose rate brachytherapy: physical and radiobiological considerations. Brit. J. Radiol. - 1994. - 67. - P. 1231-1237.

10. Kwan, D.K., Kagan, A.R., Olch, A.J., Chan, P.Y.M., Hintz, B.L., and Wollin. M. Single - and double-plane iridium-192 interstitial implants: Implantation guidelines and dosimetry. Med. Phys. - 1996. - 10. -P. 456-461. 10. Kwan, D.K., Kagan, A.R., Olch, A.J., Chan, P.Y.M., Hintz, B.L., and Wollin. M. Single - and double-plane iridium-192 interstitial implants: Implantation guidelines and dosimetry. Med. Phys. - 1996. - 10. -P. 456-461.

11. NIH consensus conference. Treatment of early-stage breast cancer. JAMA. - 1991. - 265. -P. 391-395. 11. NIH consensus conference. Treatment of early-stage breast cancer. JAMA. - 1991. - 265. -P. 391-395.

12. Olch, A. J. and Kagan, A.R. Comments on "Reference dose rates for single - and double-plane 192-Ir implants". Med. Phys. - 1996. - 16. - P. 143. 12. Olch, A. J. and Kagan, A.R. Comments on "Reference dose rates for single - and double-plane 192-Ir implants". Med. Phys. - 1996. - 16. - P. 143.

13. Saw, C. B., Suntharalingam, N., and Wu, A. Concept of dose nonuniformity in interstitial brachymerapy. Int. J. Radial. Oncol. Biol. Phys. - 1993. - 26. - P. 519-527. 13. Saw, C. B., Suntharalingam, N., and Wu, A. Concept of dose nonuniformity in interstitial brachymerapy. Int. J. Radial. Oncol. Biol. Phys. - 1993. - 26. - P. 519-527.

14. Thomadsen. B.R., Houdek, P.V., van der Laarse, R., Edmunson, G., Kolk-man-Deurloo, I.K., and Visser, A.G. Treatment planning and optimization. In: Nag, S. ed. Textbook of HDR Brachytherapy. - 1994. Mt. Kisco, NY: Futura Publishing. 14. Thomadsen. B.R., Houdek, P.V., van der Laarse, R., Edmunson, G., Kolk-man-Deurloo, I.K., and Visser, A.G. Treatment planning and optimization. In: Nag, S. ed. Textbook of HDR Brachytherapy. - 1994. Mt. Kisco, NY: Futura Publishing.

15. van der Laarse, R. In: Mould R.F., Battermann, J.J., Martinez, A.A, and Speiser, B. L. eds. Brachytherapy from Radium to Optimization. - 1994. Veenendaal, the Netherlands: Nucletron Corporation. 15. van der Laarse, R. In: Mold R. F., Battermann, J. J., Martinez, A. A., and Speiser, B. L. eds. Brachytherapy from Radium to Optimization. 1994. Veenendaal, the Netherlands: Nucletron Corporation.

Claims

A method for dosimetric planning of interstitial brachytherapy for organ-preserving treatment of breast cancer, characterized in that they use a dosimetric plan with 32 positions, 12 in the upper plane and 20 in the lower, evenly spaced 15 mm apart, of a walking source Iridium-192 with a step size of 5 mm in the Microselectron HDR apparatus, in a two-plane implant with an active length of 60 mm, with a displacement of the upper row of needles relative to the lower horizontal by 5 mm, consisting of seven needles, three in the upper plane and four in the lower, ennyh at a distance of 10 mm from each other so that the transverse plane of isosceles trapezoid shape was obtained, divided into isosceles triangles with a side of 10 mm.