Физическое и радиобиологическое обеспечение нейтронно-фотонной и электронной терапии злокачественных опухолей с применением ускорителей тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.20 ВАК РФ

Р Г Б ОД.

10 ИЮН 195?МСКИЙ П0ЛИТЕХНИЧЕС!КИЯ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ЛИСИН Валерий Андреевич

ФИЗИЧЕСКОЕ И РАДНОНЮДОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИИ НЕЙТРОЛНО- ФОТОННОЙ И ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕРАПИИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ШУХОЛНЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ УСКОРИТЕЛИ!

01.04.20 - физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника; 03.00.01 - радиобиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Томск - 1994

Работа выполнена в НИИ онкологии Томского научного центра Сибирского отделения РАМН

Официальные оппоненты: - академик МАН ВШ РФ,

доктор физико-математических наук В. В. ЕВСТИГНЕЕВ

- доктор технических наук, профессор В. А КОНОНОВ

- доктор биологических наук, Профессор Г. 9. ПЛЕХАНОВ

Ведущая организация: - Уральский государственный технический университет, г. Екатеринбург.

Зашита состоится и 1994 г. в ^ ^"часов

на заседании специализированного Совета Д 063.80.06. по защите докторских диссертаций Томского 'политехнического университета (634050, г.Томск, Пр.Ленина,2-А, НИИ Я® ТПУ)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТПУ.

Автореферат разослан " 1994 г.

Ученый секретарь специализированного Совета канд. физ. -мат. наук, с. н. с.

-

а к. Кононов

- 3 -

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСЯ Ш1А РАБОТЫ

Актуальность проблемы. - В настоящее время по-прежнему остра проблема борьбы со злокачественными новообразованиям! человека. В связи' с этим исследователи во всем мире не оставляют попыток расширить арсенал методов, способных повысить эффективность лечения онкологических больных.

Продолжаются интенсивные поиски эффективных подходов к решению онкологической проблемы и в лучевой терапии злокачественных опухолей с применением ускорителей заряженных частиц. Приоритетные направления, по которым развиваются поиски, связаны с применением тяжелых заряженных частиц и быстрых нейтронов, с использованием новых источников излучения, с разработкой новых технологий радиационного воздействия на злокачественные опухоли.

Интерес к применению нейтронов в онкологии вызван тем, что они обладают рядом особенностей взаимодействия с биологической тканью по сравнению с редкоионизирующим излучением.

Интенсивно исследования терапии злокачественных опухолей быстрыми нейтронами выполняются на циклотронах, которые ранее использовались для целей экспериментальной ядерной физики. Основная цель таких исследований состоит в том, чтобы изучить эффективность нейтронной терапии и определить ее место в общем ряду радиологических средств лечения онкологических заболеваний.

Впервые в Российской Федерации работы по нейтронной терапий были развернуты в начале 80-ых годов в г. Томске на базе циклотрона У-120 НИИ ядерной физики при ТПИ по инициативе член-коррес- ■ пондента РАН А. Е Диденко. Работы выполнялись в тесном сотрудничестве с НИИ онкологии ТНЦ г. Томска, в котором руководство программой клинических и экспериментальных исследований по нейтронной терапии осуществлял член-корреспондент РАШ1 Б. Н. Зырянов.

'С позиции гарантии качества лечения выявить области преимущества нейтронов и определить их место в общем ряду радиологических средств борьбы со злокачественными заболеваниями возможно лишь при адекватном физическом и радиобиологическом обеспечении, которое при облучении опухолей быстрыми нейтронами разработано явно недостаточно. Нет необходимых сведений о системах формировании терапевтического пучка быстрых нейтронов циклотрона У-120, которые бы обеспечивали нужные характеристики пучка. Отсутствует стандартная аппаратура для дозиметрии в смешанных гамма-нейтронных полях, а метод дозиметрии применительно к условиям большого

числа фантомных измерений нуждается в усовершенствовании. Также отсутствует информация о распределении поглощенной дозы пучка быстрых нейтронов циклотрона У-120 в однородной и гетерогенной тканеэквивалентной среде для широкого набора размеров полей облучения. В то же время при дозиметрическом планировании процедуры облучения опухолей быстрыми нейтронами недостаточно знать распределение поглощенной дозы в теле пациента, - необходимо иметь распределение изоэффективной дозы. Однако методы расчета распределения изоэффективной дозы в облучаемой ткани с учетом зависимости относительной биологической эффективности (ОБЭ) от дозы отсутствуют.

В терапии пучком быстрых нейтронов циклотрона У-120 не разработаны компьютерные программы дозиметрического и радиобиологического планирования облучения, без которых недостижима высокая эффективность лечения и которые широко применяются в гамма-терапии злокачественных опухолей.

Одной из основных проблем при дозиметрическом планировании нейтронной терапии является разработка способов определения длительности курса, суммарной и очаговой дозы, интервала между сеансами облучения. Такие методы, которые бы учитывали гетерогенность тканей, площадь поля облучения, технические параметры работы источника нейтронов, неразработаны. Между тем они крайне необходимы для предотвращения большого числа возможных острых лучевых реакций и осложнений у онкологических больных, подвергающихся нейтронному облучению.

К решению проблемы онкологических заболеваний в лучевой терапии характерен комплексный подход. В этой связи представляет интерес разработка новых технологий, к числу которых относится ин-траоперационное облучение опухолей. В России подобных исследований до настоящего времени не проводилось. В качестве источника излучения в данном случае перспективен малогабаритный бетатрон, созданный в Томском политехническом университете под руководством профессора Е Л. Чахлова. Однако отсутствие необходимых дозиметрических исследований электронного пучка ускорителя сдерживало проведение работ в области интраоперационной лучевой терапии.

Необходимо совершенствование технологий облучения опухолей и на традиционных источниках излучения: бетатронах с терпевтичес-ким пучком тормозного излучения и гамма-аппаратах. Повышение интенсивности излучения бетатронов, разработка новых режимов фрак-

ционирования дозы способны улучшить технологичность н эффективность облучения злокачественных опухолей.

В настоящее время эффективное совершенствование лучевой терапии опухолей невозможно без адекватного радиобиологического обеспечения радиологических технологий. В нейтронной терапии большое значение приобретает поиск способа количественного математического описания зависимости ОВЭ нейтронов от дозы. Наличие математической зависимости ОВЭ от дозы позволило бы с большей точностью планировать режимы облучения злокачественных опухолей. Однако математические зависимости ОВЭ нейтронов от дозы на основе использования количественных радиобиологических параметров опухолевой и нормальной ткани не были известны.

В последние годы ведется разработка подходов, при которых анализ и прогноз эффективности лучевой терапии осуществляется на основе количественных данных радиобиологии о характере взаимодействия используемого излучения с нормальной и опухолевой тканью. Однако подобные подходы даже в гамма-терапии далеки от создания исчерпывающих теоретических основ,а практические рекомендации на базе полученных результатов могут быть даны лишь для ограниченного числа случаев. В терапии же злокачественных опухолей быстрыми нейтронами разработка основ радиобиологического и дозиметрического обеспечения с использованием количественной радиобиологической информации находится лишь . в начальной стадии своего развития.

Таким образом, в настоящее время проблема физического и радиобиологического обеспечения нейтронной и нейтронно-фотонной терапии злокачественных опухолей на циклотроне У-120.не решена.

Не исследованы характеристики терапевтического электронного пучка пучка малогабаритного бетатрона ПМБ-6Э, требуют совершенствования технологии облучения злокачественных опухолей с применением традиционных источников излучения.

Поскольку решение названных проблем явилось бы - значительным вкладом в создание рациональных подходов к лечению рака, то данные проблемы являются актуальными.

Актуальность проведенных исследований подтверждается и тем, что данная диссертационная работа явилась результатом выполнения НИР по ваданию ГКНТ СССР (1980-1985гг. , 1986-1990 гг.,) и плана межотраслевой научно-технической программы "Использовании исследовательских ядерных реакторов и ускорителей ь биологии и медицине" (1986-1990 ГГ.).

Цель и основные задачи исследования. Основная цель данной работы состоит в создании новых эффективных методов и устройств для физического и радиобиологического обеспечения первого в Российской Федерации центра нейтронной терапии злокачественных опухолей с применением циклотрона У -120.

Также ставится цель усовершенствования технологических характеристик бетатрона на 25 МэВ, примененного на первых этапах исследования в качестве источника фотонного излучения при нейтронно - фотонной терапии.

Кроме того, планируется провести работы по исследованию электронного пучка малогабаритного бетатрона ПМБ-6Э, предназначенного для электронной и электронно-нейтронной терапии поверхностных злокачественных опухолей.

Основные задачи исследования состоят в следуктм--

1) получить терапевтический пучок быстрых нейтронов на циклотроне У-120 и исследовать его характеристики;

2) усовершенствовать ионизационный метод дозиметрии для смешанных полей гамма-нейтронного излучения;

3) экспериментально исследовать закономерности распределения поглощенной дозы пучка быстрых нейтронов циклотрона У - 120 в в однородной и гетерогенной тканеэквивалентной среде;

4) разработать метод расчета распределения поглощенной дозы быстрых нейтронов циклотрона У - 120 с учетом площади облучаемого поля, рассеяния нейтронов в ткани и угла падения пучка на тело пациента;

5) создать компьютерные программы для дозиметрического планирования курсов нейтронной и сочетанной гамма-нейтроной терапии злокачественных опухолей;

6) исследовать характеристики электронного пучка бетатрона ПМБ -6Э для целей интраоперационной терапии и облучения поверхностных новообразований;

7) разработать новые устройства, улучшающие параметры терапевтического пучка тормозного излучения бетатрона Б-25;

8) разработать математические модели, позволякяцие теоретически оценивать и прогнозировать степень эффективности нейтронной терапии по сравнению с гамма-терапией в зависимости от радиобиологических свойств опухолей;'

9) получить математические выражения, описывающие зависимость от дозы ОВЭ пучка быстрых нейтронов и на этой основе исследовать

зависимость ОБЗ от глубины в облучаемой ткани и определить прогностическую значимость терапевтического фактора выигрыша (ТФБ).

10) разработать метод планирования режимов облучения в терапии злокачественных опухолей пучком быстрых нейтронов циклотрона У -120 на основе модели ВДФ (время -доза-фракционирование);

11) изучить возможность описания реакции гетерогенных злокачественных опухолей на облучение с помощью интегральных радиобиологических параметров;

12) разработать методы оптимизации режима фракционирования дозы в гамма-и нейтронной терапии однородных и гетерогенных злокачественных опухолей.

Научная новизна работы заключается в том, что в ней впервые:

- детально во взаимосвязи изучены дозиметрические и радиобиологические характеристики взаимодействия терапевтического пучка быстрых нейтронов циклотрона У - 120 с биологической исаныо;

- предложены и созданы новые дозиметрические средства для измерения поглощенных доз в смешанных гамма-нейтронных пучках;

- разработаны методы, сочетающие дозиметрическое и радиобиологическое планирование терапии злокачественных опухолей пучком быстрых нейтронов циклотрона У-1"0 с помощью компьютерной техники;

- разработаны новые устройства для формирования и контроле электронных и фотонных пучков;

- разработаны системы управления пространственным нолом^нием терапевтического пучка тормозного излучения бетатрона;

- создан секторный контрактор бетатрона, повышавший интенсивность излучения и надежность работы ускорителя;

- получены математические выражения, описывающие зависимость относительной биологической эффективности (Ой) и терапевтического фактора выигрыша (ТФВ) быстрых нейтронов от доли;

- созданы математические модели нейтронной и нейтронно-фотонной терапии на основе концепции Эллиса - 5ильда, что позволяет оперативно изучать и прогнозировать эффективность лечения для опухолей с известными радиобиологическими параметрами;

- разработана модель ВДФ с учетом поправок на крупное фракционирование, гетерогенность тканей, энергию излучения и оолучаемуь площадь;

- изучена возможность описания реакции гетерогенных с.iy/.^л-ул «а облучение с помощью интегральных радио.гиолегичьски/ n?ipai*ii роь;

- разработан новый способ определения ридиг,ч/ьсть:.г.ш10с1а пе •

гевивных опухолей in vivo;

- изучен вопрос о применении модели ВДФ для пошаговой оптимизации лучевой терапии гетерогенных злокачественных опухолей.

Новизна исследований подтверждается 8-ю авторскими свидетельствами на изобретения.

Практическая значимость. Разработаны физические и радиобиологические основы обеспечения терапии злокачественых опухолей пучком быстрых нейтронов циклотрона У-120, что позволило впервые в Российской Федерации провести клинические испытания нового метода лечения онкологических заболеваний. За комплекс научных исследований по созданию центра нейтронной терапии на базе циклотрона У -120 НИИ онкологии г. Томска награжден бронзовой медалью ВДНХ СССР.

Результаты работы используются во Всероссийском федеральном ядерном центре-Всероссийском научно-исследовательском институте технической физики, где начаты работы по развитию средств лечения онкологических больных методом нейтронной терапии на базе генератора НГ-12 с энергией нейтронов 14 МзВ.

Исследования терапевтического электронного пучка малогабаритного бетатрона ПМБ-бЭ позволили впервые в России начать работы по интраоперационной лучевой терапии и впервые применить новый ускоритель ПМБ-6Э для лечения поверхностных новообразований.

Научно-технические разработки по системам управления терапевтическим пучком тормозного излучения Б-25 также внедрены в клиническую практику.

Результаты, полученные в работе могут быть использованы также в экспериментальной и теоретической радиобиологии, нейтронной и гамма-терапии злокачественных опухолей.

Практическая значимость выполненных исследований подтверждена актами внедрения результатов диссертационной работы.

На задиту выносится:

1.Результаты дозиметрических и радиобиологических исследований терапевтического пучка быстрых нейтронов циклотрона У-120.

2. Метод расчета и компьютерные программы для дозиметрического и радиобиологического планирования нейтронно-фотонной терапии злокачественных опухолей.

3. Устройства для формирования и контроля терапевтических электронных пучков.

4. Результаты дозиметрических исследований терапевтического

электронного пучка малогабаритного бетатрона ШБ-6Э.

Б.Системы управления, улучшающие технологические параметры терапевтического пучка тормозного излучения бетатрона Б-25.

6. Методы расчета зависимостей ОБЭ и ТФВ нейтронов от дозы.

7. Подход к описанию реакции гетерогенных опухолей на радиационное воздействие с помощью интегральных радиобиологических параметров и способ их определения in vivo.

8. Математические модели для анализа и прогнозирования эффективности нейтронной и фотонной терапии.

9. Методы оптимизации режимов фракционирования дозы в лучевой терапии злокачественных опухолей.

Апробация результатов. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены более чем на 18 Всесоюзных и Всероссийски х съездах и конференциях, а также на совещаниях и семинарах в различных научных учреждениях, в том числе на семинаре отдела лучевой терапии в Центральном институте исследования рака в ГДР (1986 г).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав и заключения. Она изложена на 346 страницах машинописного текста, включая 86 рисунков, 8 таблиц, оглавление и список цитируемой литературы из 219 наименований, в котором 82 источника зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Для развития нового для нашей страны метода нейтронной терапии злокачественных опухолей на циклотроне у-120 выполнен комплекс физических и радиобиологических исследований, включающий экспериментальные и теоретические -вопросы современного развития радиологического лечения онкологических заболеваний.

Получен и сформирован терапевтический пучок быстрых нейтронов на циклотроне У-120. Проведены дозиметрические исследования терапевтического нейтронного пучка в воздухе и тканеэквивалентной среде. Для этого изготовлены гомогенные ионизационные камеры, . разработана методика дозиметрии нейтрониою пучка с помощью гетерогенных ионизационных камер с воздушным наполнением.

Для определения поглощенных тканевых доз отдельно для нейтронного и гамма-излучения необходимо иметь две ионизш;.:окнь.е камеры, обладающие различной чувствительностью к Сьст|.им ы.-йгрснам. В случае гомогенных камер, имеюяих одинаковой ышии-л иъ наполняющего газа и стенки, тканевые дозы нейт^-ьи-л-м » гы.'.ма-из-

т^-юши могут быть определены при решении системы уравнений:

еI

(кг/кт)нои + Скг/Кг) ^ - о,

(г) <1)

(к2/кЛ°« + (к/кг) °> -

где "1" и "2" - знаки, относящиеся соответственно к первой и второй камерам; Ц, и ^ - доэы, поглощенные в стенках первой и второй камер.

Основополагающие дозиметрические измерения на первом, наиболее ответственном этапе исследования, были выполнены с помощью гомогенных ионизационных камер. Одна из них изготовлена из полиэтилена, а материалом стенок второй камеры является графит. В результате калибровки камер во ВНШФТРИ были получены следующие уравнения для вычисления тканевых доз нейтронного и гамма-излучения:

Р,- 1.7бю\(^пКп ВП/1„1П) - ^КгВг/1г1г)3

.? -2 Рг- 1.2810 С(1.56-10-^„ ^„^К/Ь,,!,,) - Рн3

В приведенных уравнениях Рн и мощность поглощенной дозы нейтронного и гамма-излучения,рассчитанная на 1 микроампер тока пучка дейтронов, Гр/мин/(А; и п -' факторы, определяющие шкалу прибора в измерениях с полиэтиленовой камерой; В„- число делений шкалы, проходимое стрелкой прибора за секунд при измерениях полиэтиленовой камерой на шкале с факторами и 1п-ток пучка дейтронов в измерениях с полиэтиленовой камерой,^А; ¡¿_г, ВГ,1ГЛГ~ соответствующие величины при измерениях графитовой камерой.

При дозиметрических измерениях установлено, что мощность поглощенной дозы нейтронов составляет 0.б сГр/мин^А-м, а вклад дозы гамма-излучения в суммарную поглощенную дозу на входе в облучаемую ткань равен 10-15 %.

На Рис. 1 и Рис.2 показаны распределения поглощенной дозы нейтронного пучка циклотрона У-120 по оси и в направлении, перпендикулярном ей. Цифры у кривых соответствуют глубинам, на которых измерены приведенные зависимости.

Рис.1. Распределение поглощенной дозы нейтронов по оси пучка в водном фантоме. 1 - поле 48 см*; 2 - поле 225 см*.

1.0

«0-8 н о .0.6 а

га 0.4 о

40.2

0.0

-6 -4 -2 0 2 4-6 см

Рис.2. Распределение поглощенной дозы нейтронов в направлении, перпендикулярном оси пучка, на различных глубинах, поле 48 ем .

Измерения выполнены в режиме набора дозы, что обеспечило воспроизводимость результатов измерения с точностью-3-5

Измерены распределения поглощенной дозы нейтронов и сопутствующего гамма-излучения в тканеэквивалентном фантоме для полей облучения различной площади при нормальном и косом падении терапевтического пучка на поверхность облучаемой среды. Эта часть экспериментальных исследований, содержащая большой объем измерений, выполнена с помощью гетерогенных ионизационных камер.

Измерения показали, что размер плошади поля заметно влияет на распределение поглощенной дозы нейтронов по глубине фантома, а вклад поглощенной дозы гамма-излучения в суммарную поглощенную дозу с ростом глубины фантома возрастает, Рис. 3. По результатам измерений построены изодозные распределения поглощенной дозы нейтронов для полей различной площади при различных углах падения терапевтического пучка на облучаемую поверхность.

При выполнении пусконаладочных и эксплуатационных работ с терапевтическим пучком быстрых нейтронов часто возникает задача оперативно измерить значения поглощенных доз нейтронов и гамма-излучения в одной или нескольких точках. Очевидно,что использование для этой цели системы детектирования, состоящей из двух ионизационных камер и одного блока измерения, создает определенные неудобства, поскольку необходимо постоянно тратить время на попеременное подключение двух камер к блоку измерения и на достаточно точное воспроизведение пространственного положения сменяемых камер. В связи с этим нами была предложена и создана новая ионизационная камера с одним чувствительным воздушным объемом, позволяющая производить измерение поглощенных доз нейтронного и гамма -излучения в смешанном гамма-нейтронном поле.

Выполнены исследования, позволяющие оценить влияние гетерогенности биологической ткани на распределение в ней поглощенной дозы нейтронов. В исследованиях рассмотрены наиболее характерные для нейтронной терапии опухолей головы и шеи случаи, • когда в мягкой биологической ткани неоднородность образуется слоем жира или костной биологической тканью.

Выполненные исследования позволили установить, что жировая и костная ткань существенно изменяют характер распределения поглощенной дозы нейтронов в теле пациента. Так, с учетом энергетического распределения нейтронов, значение средней удельной кермы в жировой ткани в 1.24 раза выше, а в костной ткани в 1.17 раз

Рис.3. Зависимость отношения поглощенных доа гамма-излучения и нейтронов от глубины для пола 48 см2.

мм

Рис.4. Распределение поглощенной доаы нейтронов на входе в поверхностный слой ткани при расстоавиах облучаемой поверхности от коллиматора О см (1) и 14 см (2).

- 14 -

меньше, чем для мягкой биологической ткани.

С помощью тонкостенной проходной ионизационной камеры изучено распределение поглощенной дозы нейтронов в тонком слое ткани (до 3 мм) на входе" терапевтического пучка в облучаемый биологический объект. Найдено, что максимальное значение поглощенной дозы нейтронов устанавливается на глубине около 1.5 мм. При этом зависимости поглощенной дозы в области глубин .от 0 до 1.5 мм различается по характеру распределения для различных расстояний облучаемой поверхности биологического объекта от коллиматора.. Это обусловлено тем, что при больших расстояниях в меньшей степени проявляется вклад в поглощенную дозу от вторичных заряженных частиц, преимущественно протонов, рожденных терапевтическим пучком излучения в материале коллиматора, Рис. 4. Поэтому увеличение расстояния облучаемой поверхности от коллиматора создает более благоприятные условия для проведения терапии.

На основе полученных экспериментальных данных создан метод расчета распределения поглощенной дозы нейтронов в тканеэквива-лентной среде. Зависимость поглощенной дозы нейтронов от глубины ■ х и плошади поля Б имеет вид:

-з

ОСх.Б) - 100 ехрС-(3. 08-10 ■ х + 0.107)<|х - 0. 2|)3 +

-5

+ 4. 410 -(3-48) X

Распределение поглощенной дозы нейтронов в направлении у, перпендикулярном, оси пучка излучения, при нормальном падении пучка на облучаемую поверхность представлено в виде формулы:

■к БСх.у) - 1/С1 + (2|у |/В)

-г

где Ь - -2. 2/1пС1 - Р„(1 + 7.5-10 -х)/В],

а В и Ра - соответственно ширина и полутень поля облучения. Кроме того, в приведенные выражения введена поправка, учитывающая возможность косого падения терапевтического пучка.нейтронов на облучаемую поверхность.

Сравнение результатов расчета по найденным выражениям с' экспериментальными данными показало, что различие не превышает 3 % до глубин 14 см. При дальнейшем увеличении глубины отмечается возрастание погрешности расчета, которая на глубине 20 см составля-

расстояние от оси пучка, см

Рис.б.Профильные распределения поглощенной дозы нейтронов на глубине 1 см (1) и 9 см (2);

пинии - расчет, точки — эксперимент.

100

ч

V

И ь о

я га

о И

-6 -4 -2 0 2 4 6 расстояние от оси пучка, см

Рис.б.Профильные распределения поглощенной дозы нейтронов на различных глубина* ткани при угле падения 15° ; цифры у кривых - глубина в сантиметрах.

ет 10 %. Однако такое возрастание погрешности расчета не может существенно повлиять на качество дозиметрического планирования из-за малости абсолютного значения поглощенной дозы, нейтронов на больших глубинах по сравнению с дозой на входе в облучаемую ткань. На Рис. 5 и Рис. б показаны примеры расчета профильных распределений поглощенной дозы нейтронов.

Наряду с исследованиями характеристик пучка быстрых нейтронов циклотрона проведены исследования по формированию и дозиметрии терапевтического электронного пучка на малогабаритном бетатроне 1ШБ-6Э.

В результате измерений в электронном пучке у выходного окна электромагнита установлено, что при всех энергиях электронный пучок обладает существенной неравномерностью в распределении флюенса, в котором проявляется и заметная зависимость и от энергии выведенных частиц.

Для юстировки электронного пучка малогабаритного бетатрона относительно коллимационной системы предложено и создано новое устройство, позволяющее быстро и эффективно определять угловую расходимость и направление радиационных пучков в пространстве и тем самым снижающее трудоемкость операции юстировки. С помощью созданного устройства получены диаграммы электронного пучка бетатрона ПМБ-6 на фазовой плоскости, по которым установлено, что характер угловой расходимости электронных пучков зависит от их энергии. Найденная закономерность обусловлена особенностью изменения во времени ведущего магнитного'поля, показатель спадания которого для ПМБ-6 существенно зависит от уровня поля.

Выполнены измерения распределений поглощенной дозы электронного пучка ПМБ-6Э в 'тканеэквивапентной среде при различных энергиг ях частиц и различных площадях облучаемого поля. По результатам измерений построены изодозные кривые, необходимые для дозиметрического планирования электронной терапии поверхностных опухолей.

Одна из задач в электронной и фотонной терапии поверхностных опухолей - это создание потоков излучения, с равномерным распределением числа электронов или фотонов по облучаемой поверхности. Для ее решения найден новый подход, связанный с использованием ротационных устройств. Показано, что электронные пучки, обладающие аксиальной симметрией, но не обладающие равномерным распределением дозы по радиусу, могут быть преобразованы в пучки с равномерным распределением дозы с помощью вращающейся диафрагмы.

Особенностью такой диафрагмы является вращающийся поглотитель, конфигурация которого выбирается специальным образом в соответствии с распределением по радиусу дозы в преобразуемом пучке излучения:

LCR) - 2Ш1 - [1 - L

где L(R) - длина дуги, занимаемая поглотителем на текущем радиусе R; Rj и L^- соответственно максимальный радиус диафрагмы и длина дуги поглотителя на этом радиусе; и 2<R) - плотность

потока частиц на радиусах R^ и R.

Формирование электронного поля с равномерным распределением поглощенной дозы на входе в облучаемую ткань, как и формирование поля, равномерного по облучаемой поверхности, может быть также осуществлено с помощью специальной ротационной диафрагмы. Для этой цели разработано новое устройство, в котором .формирование электронного поля с равномерным распределением дозы на входе в облучаемую ткань достигается с помощью врашдющейсь диафрагмы с секторным вырезом. Соотношение между площадью секторного выреза Sc и оставшегося секторного поглотителя sn определяется дозиметрическими характеристиками распределения первичного электронного пучка в тканеэквивалентной среде и может б^ть найдено с помощью формулы:

W D3/(Dm- D„)

где Dn - доза электронов на поверхности облучаемой ткани; D„-доза электронов в максимуме распределения первичного пучка; D3 -доза электронов на глубине ткани, равной 2/3 экстраполированного пробега применяемых для облучения электронов в ткани. .

•Оба разработанных ротационных устройства, кроме лучевой терапии, могут быть применены также при формировании полей излучения в радиационной физике, например, в' исследованиях, связанных с радиационной диагностикой электрических потенциалов.

При исследовании нейтронно-фотонной терапии, особенно на первых этапах работы, в качестве источника фотонного излучения был применен бетатрон на 25 МзВ, для которого предложено и и создано несколько устройств, улучшающих технологические свойства этого ускорителя при облучении злокачественных опухолей.

Впервые предложены устройства для автоматического управления

пространственным положением оси пучка тормозного излучения бетатрона. Задача решена с помощью устройств, в которых изменение соотношения мевду магнитными полями,- создаваемыми с помощью центральной и секторной обмоток сброса, достигается за счет того, что сигналы на управляющие электроды коммутирующих элементов в зарядной цепи обоих генераторов тока поступают в различных фазах напряжения на аноде коммутирующих приборов. Это приводит к тому, что накопительные емкости генераторов тока, питающих обмотки сброса, от цикла к циклу ускорения заряжаются до различного напряжения. В результате электронные орбиты испытывают различную степень деформации, и электроны падают- на мишень ускорителя под разными углами, что приводит к изменению направления пучка тормозного излучения в пространстве.

Предложенные системы управления позволяют в ряде случаев исключить применение фильтров при созданиии полей облучения прямоугольной формы и полезны для коррекции пространственного положения пучка, особенно в электромагнитах с многостоечной конструкцией.

Недостатком бетатронов, используемых в лучевой терапии, является относительно, невысокая мощность дозы в пучке фотонного излучения. Для повышения интенсивности излучения применяют различные устройства, среди которых наибольшее распространение получили контракторы. Основные отличия подобных устройств обусловлены тем, что витки, создающие дополнительное магнитное поле, могут иметь различную конфигурацию и располагаться различным способом в межполюсном пространстве бетатрона. На основе закономерностей, обнаруженных нами при исследовании деформации электронных орбит в бетатроне при секторном и комбинированном возмущении магнитного поля, предложен и внедрен 'контрактор нового типа - секторный.

Решен вопрос об оптимальном взаимном расположении инжектора и обмотки контрактора. Выполненные экспериментальные исследования деформации электронных орбит и зависимости интенсивности излучения бетатрона от азимутального положения секторной обмотки контрактора показали, что максимум интенсивности достигается в случае, когда середина секторной обмотки контрактора расположена на азимуте, диаметрально противоположном азимуту инжектора. .

Согданчое устройство повышает технологичность и надежность работы ускорителя, поскольку секторную обмотку контрактора можно пг-ртгппть по азимуту, извлекать и устанавливать, не производя

разборки электромагнита бетатрона. Контрактор обеспечивает повышение интенсивности излучения более чем в 3 раза (с 16 сГр/мин м до 52 сГр/мин м).Внедрение контрактора позволило существенно сократить длительность сеанса терапии и тем самым повысить пропускную способность'ускорителя, улучшить условия лечения для пациентов.

Благодаря работам, выполненным по формированию и дозиметрическому исследованию нейтронного пучка циклотрона У-120, электронного пучка малогабаритного бетатрона ГШ-63 и проведеннным усовершенствованиям бетатрона Б-25, были развернуты исследования по радиобиологии нейтронного излучения и по клинической апробации нейтронной, нейтронно-фотонной и электронной терапии злокачественных опухолей. .

При решении проблемы радиобиологического обеспечения и оптимизации нейтронно-фотонной терапии необходимо учитывать закономерности роста злокачественных опухолей. Поэтому рассмотрены особенности описания развития опухоли с помощью логистической функции с целью получения новых математических выражений для некоторых параметров роста. Получены аналитические выражения для скорости роста опухоли, для времени удвоения ее объема и для ин-тевала времени, за который опухоль развивается до заданного объема.

Предложен и рассмотрен подход к описанию реакции злокачественных опухолей на радиационное воздейтвие с помощью интегральных-радиобиологических параметров. Под интегральными радиобиологическими параметрами гетерогенной опухоли понимаются такие параметры, которые адекватно отражает в данный момент времени ее рост и реакцию на облучение в предположении, что опухоль является однородной. Получены математические выражения, связывающие ■интегральные и дифференциальные радиобиологические параметры опухолей, и рассмотрен процесс регрессии гетерогенной злокачественной опухоли на основе ' использования ее дифференциальных и введенных нами интегральных радиобиологических параметров. Исследован случай, когда гетерогенная опухоль состоит из двух групп клеток; оксигенированных и гипоксических. Показано, что при облучении, благодаря процессу реоксигенации, число гипоксических клеток в опухоли уменьшается значительно быстрее,чем число оксигенированных клеток, и что при интенсивном процессе реоксигенации за жизнеспособность опухоли ответственны оксигенироЕаные

клетки. При отсутствии реоксигенации выживаемость опухоли в целом определяется выживаемостью гипоксических клеток. Изучена динамика изменения интегральных радиобиологических параметров опухоли в процессе ее облучения. Установлено, что в начальной стадии фракционированного облучения опухоли интегральные радиобиологические параметры стремятся к величинам, характеризующим оксигенированные клетки и при дальнейшем росте числа сеансов облучения остаются постоянными.

Проведено сравнение зависимостей выживаемости суммарного числа клеток опухоли при облучении, полученных на основе использования интегральных и дифференциальных радиобиологических параметров. Показано,что точность описания реакции гетерогенной опухоли на фракционированное облучение на основе введенных нами интегральных радиобиологических параметров не уступает точности, достигаемой при использовании соответствующих дифференциальных величин. Следовательно, полученные результаты могут служить основанием для более широкого применения интегральных радиобиологических параметров при выборе рациональных методов лучевой терапии злокачествен ных опухолей.

Применительно к нейтронному'излучению найден новый способ определения интегральных радиобиологических параметров для перевивных экспериментальных опухолей in vivo. Показано, что, если в исследования включены две группы опухоленосителей, радиобиологические параметры D0 и п можно найти с помощью системы уравнений:

- Ц,)/[ 1п(У, /Vj)-0.07(D2- D,)/Т3 ]

n - (Y,'/V0 )exp[D, / D„- 0.07(220,- DJ/Т^Г ,

где V0 - объем опухоли в момент облучения; V, .и V2 - объемы опухоли через некоторое время после облучения дозами D( и D2 соответственно в первой и во второй группе.

Предложенный способ определения радиочувствительности опухолей при некоторой его модификации способен обеспечить оценку радио-чувствитеьности опухоли in vivo у одного отдельно взятого, биологического объекта Это дает возможность более точно оценить дисперсию радиочувствительности данного типа опухолей у данного типа животных,обусловленную индивидуальными свойствами организма отдельного опухоленосителя. . .

При исследовании нейтронной терапии важное значение приобретают всесторонние, в том числе и теоретические, исследования ОБЗ нового для лучевой терапии вида излучения. Для нахождения зависимости ОБЗ быстрых нейтронов от дозы 0„ нами впервые применен подход, основанный на сравнении доли выживающих клеток исследуемой биологической ткани при фотонном и нейтронном облучении. В результате получено выражение:

ОБЭ(Бн) - -(0оу/0н )Ш1-(1-ехр(-0нЛ)он))

где 0ОН, п„, Пр, - радиобиологические параметры исследуемой ткани для нейтронов и гамма-излучения.

Проведено сравнение результатов расчета ОБЗ по найденной аналитической зависимости с зависимостью ОБЗ от дозы, полученной Э. Ма15сИке при обобщении результатов исследования кожных реакций у онкологических больных, которым проводилась нейтронная терапия. Сравнение показало,что полученная нами теоретическая зависимость хорошо совпадает с известными экспериментальными результатами, Рис.7. Поскольку зависимость найдена аналитически на основе фундаментальных понятий радиобиологии, с ее помощью можно количественно описать зависимости ОВЭ от дозы для любого вида излучения и любого типа ткани с известными радиобиологическими параметрами.

Для зависимости ОБЭ быстрых нейтронов от дозы 0„ применительно к нормальной ткани и коже нами получено эмпирическое соотношение на основе концепций Эллиса - Фильда:

-02

ОБЗ - 3. 2 0(<,

где поглощенная доза нейтронов в грэях.

' Соотношение дает удовлетворительные результаты в области поглощенных доз, больших 1 Гр. Для расчета ОБЭ для кожи в области поглощенных доз 0 < 1 Гр следует пользоваться предложенной нами более точной аналитической формулой.

Один из аспектов радиационного воздействия нейтронов на биологические объекты состоит в изучении распределения СЮ нейтронов, которое может быть обусловлено изменением их энергетического спектра и уменьшением поглощенной дозы нейтронного пучка по мере проникновения его в биологический объект. Ь связи и эти п^эве-

0.8 иг

Доза Гр

Рис.7. Зависимость относительной биологической эффективности нейтронов от дозы для коски.

4 6 8 10 глубина, см

12

Рис.8. Зависимость относительной биологической эффективности нейтронов от глубины в ткани при различных значениях поверхностной поглощенной дозы (1-1 Гр; 2 — 2 Гр; 3 — 4- Гр).

дено исследование распределения ОБЭ нейтронов по глубине ткани, облучаемой терапевтическим нейтронным пучком циклотрона У -120, в котором учитывается изменение с глубиной'ткани'поглощенной дозы нейтронов. Получено, что ОБЭ нейтронов существенно возрастает с увеличением глубины ткани, причем возрастание проявляется тем сильнее, чем меньше поглощенная доза нейтронов на поверхности облучаемой ткани, Рис.8. Отсюда следует, что для обнаружения зависимости ОБЭ от глубины, обусловленной изменением спектра нейтронов, измерения необходимо проводить так, чтобы поглощенная доза нейтронов на всех исследуемых глубинах была одинакова. ■

Изучено распределение изоэффективной дозы нейтронов по глубине х облучаемой ткани, для которого получено выражение:

ОЛ5

DM(x) - lrHl-Cl-exp(-1.22d(x)D(xo)/d(xJ)J >/ln{l-Cl -

- expC-l^DixJ/dCx,,))/'"}.

где d(x) - распределение по глубине относительной поглощенной дозы нейтронов; D(х^) и d(x0) - значения абсолютной и относительной поглощенных доэ на некоторой глубине х„.

Показано, что относительная изоэффективная доза спадает с глубиной тем медленней, чем меньше на исследуемой глубине х поглощенная доза нейтронов. Также установлено, что относительная изоэффективная доза нейтронов с глубиной может уменьшаться существенно медленней, чем относительная поглощенная доза

Создана модель ВДФ для планирования режимов облучения в нейтронной терапии на циклотроне У-120, которая учитывает конкретные условия облучения. При этом для фактора ВДФ, вычисляемого для m сеансов терапии, получена формула:

£ -2 1« ВДФ - 6.82.1(7.8 10 DHi+ 0.96)DHi J - H

где: i - порядковый номер текущего сеанса облучения, DHiH Н; -поглощенная доза нейтронов в грэях и временной интервал между сеансами облучения в сутках соответственно.

Разработанная модель ВДФ успешно применяется при клинических испытаниях нейтронной терапии на циклотроне У-120. Ее использование позволило, снизить уровень острых лучевых реакций с 22 7. на первом этапе исследований до 6% при дальнейших испытаниях.

Выполнены теоретические исследования эффективности нейтронной терапии с целью прогнозирования результатов клинических испытаний и сравнения эффективности различных режимов фракционирования в гамма- и нейтронной терапии. Для проведения теоретических исследований предложена математическая модель, составными частями которой являются уравнения, описывающие реакцию нормальной и опухолевой ткани на радиационное воздействие. В теоретических исследованиях эффективности нейтронной терапии впервые в результате количественных расчетов подтверждено мнение, сложившееся в научной литературе на основе качественных заключений и состоящее в том, что нейтронная терапия более благоприятна, по сравнению с традиционными курсами гамма-терапии, для опухолей, обладающих высокой радиорезистентностью к гамма-излучению, Рис. 9.

В исследованиях количественно установлено также, что роль фракционирования дозы в нейтронной и гамма-терапии фактически равнозначна. С этой позиции обоснованным представляется объяснение многими авторами расхождений в результатах нейтронной терапии различием в режимах фракционирования дозы.

Разработанная математическая модель лучевой терапии применена для анализа эффективности поражения опухолей режимами облучения, эквивалентными по своему воздействию на нормальную ткань. Подобные исследования выполнены как для гамма - так и для нейтронного излучения. Анализ результатов расчета привел к важному выводу: эквивалентные по воздействию на нормальную ткань курсы терапии существенно различны по степени поражения опухолей. .Указанная закономерность присутствует (гак при ежедневном облучении опухолей, так и в курсах, характеризующихся неежедневным облучением. Причем "такое отличие наблюдается не только для опухолей с различной радиочувствительностью, но и для отдельно взятого типа опухоли при различных параметрах курса лучевой -терапии.

/

. Впервые теоретически количественно показано, что, чем большим, значением величины характеризуется исследуемый тип опухоли, тем эффективнее воздействие на нее режимов облучения с меньшим числом фракций, а, значит, с большей однократной очаговой дозой за сеанс терапии.

Подученные в проведенных теоретических исследованиях общие количественные- закономерности находят подтверждение в имеющихся в литературе экспериментальных и клинических результатах. В наибольшей с;спени сказанное относится к меланоме и оетеогенной саркоме ::лм ноющих многими авторами достоверно показано в кли-

число сеансов облучения Рис.9.Зависимость числа выжирающих клеток рабдомиосаркомы от числа сеансов облучения (1— гамма—кванты; 2- нейтроны).

число сеансов облучения

Рис.10. Зависимость терапевтического фактора выигрыша от значения однократной очаговой дозы нейтронов и числа сеансов облучения для рабдомиосаркомы.

нике, что эффективность лучевого их лечения повышается с увеличением дозы за фракций. Получений результат подтвердил корректность предложенной математической модели лучевой терапии, а также необходимость разработки способа, обеспечивающего выбор оптимального режима фракционирования дозы из множества режимов, обеспечивающих одинаковую степень, поражения нормальной ткани.

Одним из критериев,используемых при сравнении гамма-и нейтронной терапии, является терапевтический фактор выигрыша (ТФВ). Недостаток использования его в радиобиологических и клинических исследованиях состоит в том,что в известных работах не учитывается зависимость ТФВ от дозы облучения. Нами впервые получена

аналитическая зависимость ТФВ от дозы, которая имеет вид:

>ч> (il

<»> О <°> п„/п\

ТФВ(DH) - CD0 /D ] lnil-tl-exp(-DM/D0H )] r >/lnil-

<T> /«y.

- Il-exp(-DH/Dcw )] ft (.J (rl ,r)

Здесь D^, n^, nt , - радиобиологические параметры, характеризующие взаимодействие гамма-излучения с опухолевой и нор-

(О) 1*1 „(г) (г)

малъной тканью; DiH, пя< D,M , п„ - соответствующие параметры для нейтронного излучения.

При сравнении результатов расчета ТФВ по найденной зависимости, Рис. 10, с результатами расчета эффективности нейтронной терапии, Рис.9, выявлена новая важная закономерность:. ТФВ не дает ясной информации о степени преимущества нейтронной терапии и не может служить для выбора оптимального режима фракционирования-дозы, поскольку дозы, для которых он максимален,- не соответствуют доаай, обеспечивающим наивысшую эффективность лечения. Следовательно, ТФВ может быть применен только для предварительного 'суждения об эффективности нейтронной терапии. .Для получения Со-.лее точной информации при известных радиобиологических парамет-_ pax опухоли и нормальной ткани можно использовать разработанный наш и рассмотренный выше метод оценки доли выживающих опухолевых клеток при эквивалентных по своему воздействию на нормальную ткань режимах облучения.

1 Рассмотрена задача оптимизации режимов фракционирования дозы в гамма-терапии как составной части нейтронно-фотонной терапии злокачественных опухолей. Для случая, когда значение зкстраполя-ционного числа п > 2, впервые получены математические выражения, количественно связывающие.оптимальные значения параметров курса

терапии с радиобиологическими параметрами опухоли и нормальной ткани. Разработанный метод оптимизации фракционирования дозы для радиорезистентных опухолей, характеризующихся экстраполяционным числом п > 2, прошел клинические испытания на примере остеоген-ной саркомы. В испытаниях подтверждена обоснованность планирования фракционированного облучения остеогенной саркомы по разработанной математической модели.

Рассмотрено решение задачи оптимизациии фракционирования дозы в более общем случае, когда радиобиологические параметры, характеризующие радиочувствительность опухолей, принимают•любое значение. Для этого случая разработан алгоритм оптимизации и создана компьютерная программа, с помощью которой проведены численные расчеты при конкретных радиобиологических параметрах опухоли и нормальной ткани.

В исследованиях найдено, что в случаях, когда цель терапии состоит в достижении в опухоли числа клеток э > 1, оптимальный ритм облучения, главным образом, определяется радиочувствительностью и скоростью роста опухоли. Если же достижима цель оптимизации б -< 1, то режим фракционирования в большей мере зависит от ее объема

Рассмотрен способ оптимизации динамических курсов, лучевой терапии на основе использования модели ВДФ. При пошаговой оптимизации лучевой терапии никогда ранее модель ВДФ не использовалась, и это считалось одним из ее существенных недостатков. При разработке пошагового способа оптимизации режима фракционирования предложен новый подход к определению отимальных параметров курса терапии на данном шаге: для опухолей с изменяющимися свойствами оптимальными для данного 1 -ого сеанса терапии будут такие параметры, которые имели бы место в некотором условном курсе- с равномерным режимом фракционирования дозы, предназначенном для некоторой условной опухоли со свойствами, идентичными реальному злокачественному новообразованию, в предположении, что эти свойства не изменяются в течение всего условного курса терапии.

Разработан алгоритм и компьютерная программа пошаговой оптимизации лучевой терапии гетерогенных опухолей, по которой выполнены расчеты для опухолей с конкретными радиобиологическими параметрами. Для оценки эффективности предложенной нами процедуры пошаговой оптимизации фракционирования дозы для сравнения прове-

ден расчет числа выживающих опухолевых клеток при использовании традиционного ритма облучения. Установлено, что при традиционном ритме облучения уничтожение числа опухолевых клеток может быть обеспечено только при значительном превышении толерантности нормальной ткани. Тем самым показано,что предложенный способ определения оптимальных параметров i-oro сеанса терапии обеспечивает выбор режима облучения, являющегося более эффективным по сравнению с традиционным.

На основе комплекса проведенных исследований и результатов, полученных при изучении закономерностей распределения дозы нейтронов в однородной и гетерогенной биологической ткани, при изучении зависимости ОБЭ нейтронов от дозы, при усовершенствовании модели ВДФ для нейтронной терапии, а также при разработке математических моделей, позволяющих анализировать эффективность нейтронной, и гамма-терапии, разработана и создана компьютерная программа для дозиметрического и радиобиологического планирования нейтронной и гамма-нейтронной терапии злокачественных опухолей.

Программа представляет собой пакет файлов, который обеспечивает ввод, редактирование, обработку исходных данных, а также создание баша данных при дозиметрическом и радиобиологическом планировании нейтронной и сочетанной гамма-нейтронной терапии злокачественных опухолей с применением терапевтического пучка быстрых нейтронов циклотрона У - 120 и фотонного пучка терапевтической установки РОКУС - М. При этом матрица доз, соответствующая суммарному распределение поглощенной дозы нейтронов в теле пациента при облучении его с N полей, представлена выражением вида: -

ы

DCXÍD.YU)] - £K¿D [X(I.J).Y(1,J),S ] .

е-i

где DÍX.Y) - суммарная поглощенная доза нейтронов в точке с координатами X, Y; - доза нейтронов в точке доэного поля с координатами (X.Y). создаваемая при облучении с 1 - ого поля; K¿ -число сеансов облучения с I - ого поля; угол падения 1-ого пучка нейтронов на тело; 1 и J - число столбцов и строк в матрице доз. ( ■

Плотность точек расчета в матрице доз составляет от 6 и 18 то-

I,

Ч - 29 -

чек, на 1 см и согласована с техническими данными печатающего устройства. Погрешность расчета дозы в каждой отдельно взятой точке не превышает 3 %.

В программе предусмотрен расчет значений поглощенных доз на каюэ в зоне каждого поля с учетом вклада в поглощенную дозу в зоне данного поля доз, образующихся в зоне данного поля от облучения с других полей, предусмотренных курсом терапии, что особенно важно при облучении опухолей со встречных полей.

При вычислении фактора ВДФ для кожи, как и при расчете суммарных поглощенных доз на коже в зоне каждого поля, учтен вклад дозы со всех предусмотренных планом терапии полей облучения. При необходимости вводится поправка на подкожную жировую клетчатку.

С помощью алгоритма, разработанного для вычисления суммарных поглощенных доз на коже в зоне каждого поля, рассчитывают суммарные поглощенные дозы в критических точках, соответствующих критическим органам и тканям.

Первоначально получаемый в расчетах массив - это массив

относительных поглощенных доз, с которым в дальнейшем проводятся необходимые преобразования, основные из которых состоят в следующем. В полученном массиве относительных доз осуществляется поиск координат точки с максимальным значением дозы и вычисление абсолютного значения дозы в найденной точке. Затем производится нормировка и кодирование массива. Закодированный целочисленный массив может быть вьйеден на экран дисплея и на печатающее устройство. Одновременно он служит исходной базой для•представления дозного поля в виде изодозных кривых по специально разработанному алгоритму.

Полученные изодозные распределения одновременно с контуром тела, контуром опухоли и точкой с максимальным значением дозы выводятся на экран дисплея и (или) алфавитно-цифровое печатавшее устройство. Вывод информации осуществляется в символьно-цифровом коде, или в графическом виде. На Рис. 11 показан пример полученного на компьютере распределения поглощенной дозы в теме пациента при облучении опухоли с двух взаимно перпендикулярных направлений.

МАСШТАБ 1:2

Ч Я О со (0 о ч

а> (3 ь о 2!

ё ё ё §§1 I < I * . +

ев

I

пЭ Ж (О

о

8

* 11111 * 1 1 * 11 и

* 1 1

* И 222222 1 «11 22 22 11 »22222 22 1

4444444444444 2 11 «66666666666 4 22 11

* йэ8 66 44 2 1

* ааеа. .в. & 4 г

*в 88 6 4 2

*ввв. + .8 4 2 «е. .в 4 22 и

»68.. в 6 4 2 11 * вв в & 4 2 11

* 88888 42 1 «

*

1

и

Рис.11.

Распределение поглощенной дозы быстрых нейтронов при облучении опухоли верхнечелюстной пазухи.

**« Л ******************** ******** ********* ****** ****** *****

4-»-.? 666666666666 6666666666666 44444*

6666 666666666 6666 * 6666666 . 66666666* ввввввваа.в&веввевваав.вввваавва *

вив . . 8888 *

вввававвв ' вввввввав»

> ■ -.86 * аааааввааваа ававвв ввввеа *

ваи - ва.ф вв.е еааа»

,88.ваааа.ввввв.в *

1 ! 6666666666 * 6666б666б66б666б66666 66666666 666666* 666666666666 • 4 4444444444444 44444444444444444»

44444444444444 44444 *

4444444 *

2222 2222» 222 ' , 2222 *

Рис.12. Распределение суммарной изозффективной дозы быстрых нейтронов и гамма-излучения при облучении опухоли носоглотки (* - граница дозного поля).

Решена задача расчета распределения суммарной изоэффективной дозы нейтронов и гамма-излучения при сочетанной гамма-нейтронной терапии. Алгоритм расчета суммарного распределения изоэффективной дозы нейтронного и гамма -излучений следующий. При преобразовании первоначально рассчитанного массива суммарных относительных доз нейтронов сЗн СI»Л) в закодированный целочисленный массив информация о массиве <3М{ 1,1) остается в памяти компьютера. Это позволяет после печати компьютером топографоанатомичес-кой карты, содержащей распределение поглощенной дозы быстрых нейтронов, в случае сочетанной гамма - нейтронной терапии осуществить в программе расчета переход к вычислению суммарного распределения изоэффективной дозы, с этой целью массив суммарных относительных поглощенных доз преобразуется в массив аб-

солютных нейтронных доз, поглощенных в расчетных точках тела пациента за один сеанс терапии, что затем дает возможность получить массив абсолютных изоэффективных доз:

0И(1Л) - Он(!Л) ОБЭ[Ои(1Л)] ,

где в качестве ОБЭС 0М(I,Л)3 применена полученная нами и приведенная выше зависимость.

Производя с массивом 0И(1Л) операции, аналогичные описанным выше для массива с!к(1Л), можно получить и вывести на печать распределение изоэффективной дозы быстрых нейтронов в виде изодозных кривых. При этом массив С1.Л) сохраняется в памяти компьютера для дальнейших преобразований.

Блок программы, ответственный за планирование курса гама-терапии при сочетанием гамма-нейтронном облучении, как и блок планирования нейтронного курса, обеспечивает расчет целого ряда характеристик предстоящего лучевого воздействия: доз на коже в зоне каждого, поля облучения и в указанных критических точках, значений факторов ВДФ в зоне опухоли и для кожи в зонах полей облучения, предельно, допустимого значения фактора ВДФ для выбранного режима облучения. Бели в курсе нейтронной терапии рассчитываются мониторные дозы, определяющие длительность облучения с каждого поля, то для курса гамма-терапии определяется непосредственно время облучения с каждого поля.

По заданным размерам опухолевого очага и его координатам компьютерная программа позволяет определить размеры (ширину и высоту) поля облучения с каждого выбранного направления лучевого

воздействия.

На Рис.12 приведен пример распределения суммарной изоэффективной дозы нейтронов и гамма-излучения для случая, когда опухоль облучается сначала -с четырех полей на гамма-аппарате РОКУС, а затем дополнительно с двух противолежащих полей на циклотроне У-120.

Получаемые с помощью разработанной программы данные о распределении поглощенной и изоэффективной дозы, а также фактора ВДФ дают возможность более полно и точно анализировать клиническую информацию, устанавливать количественные зависимости между разнообразными характеристиками дозного поля и результатами нейтронной терапии.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Получен и сформирован терапевтический пучок быстрых нейтронов на циклотроне У - 120. Для его исследования усовершенствован ионизационный метод дозиметрии в гамма-нейтронных полях. Предложена и создана ионизационная камера новой конструкции, которая позволяет изменять чувствительность камеры к нейтронному излучению. Показано, что гетерогенные ионизационные камеры с воздушным наполнением могут служить эффективным рабочим инструментом при дозиметрическом обеспечении терапии злокачественных опухолей пучком быстрых нейтронов.

2. С помощью созданной аппаратуры детально исследованы характеристики терапевтического пучка быстрых нейтронов циклотрона У-120. Установлено, что размер площади поля облучения заметно влияет на распределение поглощенной дозы нейтронов по глубине облучаемой ткани, а вклад поглощенной дозы гамма-излучения в суммарную поглощенную дозу с ростом глубины возрастает. Исследовано влияние гетерогенности биологической ткани на распределение поглощенной дозы нейтронов. Определено, что для сформированного' терапевтического пучка нейтронов циклотрона У-120 значение удельной кермы для жировой ткани в 1.24 раза выше, а для костной ткани в 1.17 раз меньше, чем для мягкой биологической ткани.

3. Изучен характер распределения поглощенной дозы терапевтического нейтронного пучка в тонком слое биологической ткани. Показано, что максимальное значение поглощенной доаы для нейтронного пучка циклотрона У-120 устанавливается на глубине около 1.5 мм,

а зависимости поглощенной дозы в области глубин от 0 до 1.5 мм сильно различаются по характеру распределения для различных расстояний облучаемой поверхности биологического объекта от коллиматора

4.Создан метод расчета распределения поглощенной дозы нейтро-нонного пучка циклотрона У-120 в тканеэквивалентной среде, учитывающий зависимость распределения дозы от плошзди облучаемого поля, возможность косого падение нейтронного пучка на облучаемую поверхность и рассеяние нейтронного пучка в глубине ткани. Метод обеспечивает совпадение результатов расчета с экспериментальными данными с точностью 3 7, до глубин 14 см.

5. Изучены характеристики электронного пучка малогабаритного бетатрона с энергией частиц до 7 МэВ. Обнаружено, что пространственное распределение электронного пучка на выходе из ускорителя существенно зависит от энергии выведенных электронов. Для изучения пространственных характеристик пучка создано новое устройство, которое позволяет быстро и с достаточной точностью определять угловую расходимость и направление радиационных пучков в пространстве, снижает трудоемкость операции юстировки.

6. Исследованы закономерности распределения поглощенной дозы электронного пучка малогабаритного бетатрона в тканеэквивалентной среде. Установлено, что терапевтический электронный пучок малогабаритного бетатрона при радикальных курсах электронной терапии наиболее эффективен тогда, когда граница опухолевого процесса не распространяется на глубины большие, чем 2.2 см.

7. Для электронных пучков предложены новые ротационные формирующие устройства, которые способны обеспечить радиационные поля, равномерные по облучаемой плошади и по глубине. Устройства могут быть применены как в лучевой терапии так и радиационной физике.

8. Предложены новые системы управления пространственным положением терапевтического пучка тормозного излучения бетатрона Б-25. Устройства является эфффективным средством при проводке пучка в многостоечной конструкции электромагнита и при формировании полей облучения.

9. Предложен и создан контрактор нового тиа - секторный. Его витки имеют азимутальную протяженность 90-120 и расположены так, что их центр находится на азимуте, диаметрально противоположном азимуту инжектора. С его помощью достигнуто значительное (в 3

раза) увеличение числа захваченных в ускорение электронов в бетатроне Б-25, что обеспечило значительное улучшение технологии лечения пациентов.

10. Найдена теоретическая зависимость ОБЭ нейтронов от дозы, которая удовлетворительно согласуется с экспериментальными данными других авторов и показывает, что значения ОБЭ значительно возрастают при уменьшении поглощенной дозы. С помощью найденой теоретической зависимости исследована закономерность распределения ОБЭ нейтронов по глубине облучаемой ткани. Показано, что с ростом глубины ОБЭ существенно возрастает.

11. Разработан новый способ определения радиочувствительности опухолей in vivo, который позволяет эффективно и с меньшими затратами изучать свойства перевивных опухолей.

12. Созданы радиобиологические модели, позволяющие оперативно и с удовлетворительной точностью проводить сравнение эффективности нейтронной и гамма-терапии для опухолей с известными радиобиологическими параметрами. Количественные расчеты, проведенные с помощью разработанных моделей, подтверждают высказанный ранее другими авторами тезис о том,что преимущество нейтронной терапии по сравнении» с традиционной гамма-терапией в наибольшей степени проявляется для радиорезистентных опухолей. При моделировании процесса нейтронного облучения установлено, что роль фракционирования дозы в нейтронной терапии практически так же высока, как и при облучении опухолей фотонным излучением, что подтверждается клиническими исследованиями.

13. Для терапии нейтронным пучком циклотрона У-120 разработана модель ВДФ, которая учитывает поправки на гетерогенность ткани, энергию нейтронов, укрупнение дозы.за фракцию и площадь поля облучения. Разработанный метод позволяет существенно снизить число лучевых осложнений у пациентов, получающих нейтронную терапию. Также показано, что модель ВДФ способна обеспечить повышение эф-, фективноети лечения при пошаговой оптимизации лучевой терапии опухолей.

14. МйТод оптимизации режима фракционирования дозы, созданный для гамма-терапии злокачественных опухолей, позволяет из мно-'кества режимов облучения, эквивалентных по своему воздействию на нормальную ткань, ьибнрать такой, который обеспечивает поражение максимального числа опухолевых клеток при допустимом поражении

нормальной ткани.

15. Разработаны компьютерные программы для дозиметрического и радиобиологического обеспечения нейтронной и сочетанной гамма-нейтронной терапий, которые повышают эффективность лечения онкологических больных, переводят на новый качественный уровень профессиональную деятельность врача-радиолога и физика, занятых планированием режимов облучения.

СПИСОК РАБОТ,

опубликованных по теме диссертации

Монографии:

1. Кицманюк 3. Д., Лисин В. А. .Писарева Л. Ф. Лечение рака гортани фотонным излучением отечественного бетатрона. Изд. ТРУ, Томск, 1987, 145 с.

2. Зырянов В. Е .Мусабаева Л. И., Летов В. Я .Лисин & А. Дистанци-оннная нейтронная терапия. Изд. ТГУ, Томск, 1991, 300 с.

Статьи и материалы конференций:

1. Беляев а В., Чахлов В. Л., Лисин В. А. и др. Применение малогабаритного бетатрона с выведенным электронным пучком для лечения поверхностных новообразований. - Тезисы докладов Ш-его Всесоюзного совещания по применению ускорителей заряженных частиц в народном хозяйстве. Л. , 1979, с. 75.

2. Беляев Е В., Чахлов В. Л., Лисин а А. и др. Применение малогабаритного бетатрона с выведенным электронным пучком для лечения поверхностных новообразований. - Доклады 1П-его Всесоюзного совещания по применению ускорителей заряженных частиц в народном хозяйстве. Л., 1979, том 3, с. 53-63.

3. Лисин В. А., Степанов К1 М., Яловец А. Я Способ определения дефектного слоя двухслойных изделий при спектрометрическом методе электронной, дефектоскопии. - Дефектоскопия, 1981, 12, с. 18 - 22,

4. Лисин В. А., Беляев Е Е , Чахлов В. Л. и др. Применение бетатрона с выведенным.электронным пучком на энергию.2-6 МэВ для лучевой терапии.- Труды 7-ого Всесоюзного Совещания по ускорителям заряженных частиц.- Дубна, 1981, том 2, с.238-241.

5. Лисин В. А., Мусабаева Л. И. Выбор оптимальных условий лучевого лечения быстрыми электронами на бетатроне ПМБ-б. - Актуальные

- 36 -•

вопросы онкологии. - Кемерово, 1981, с. 126-127.

6. Лисин В. А., Степанов КХ М., Яловец А. П. Электронно-спектрометрический метод обнаружения дефектных слоев в изделиях двух-и трехслойной конструкции. - Материалы научнотехнической конференции "Нераарушающие физические методы и средства контроля",Минск, 1981, с. 180 - 182.

7. Лисин Е А. О некоторых параметрах роста злокачественных опухолей. Бюллетень Сибирского отделения АМН СССР, 1982, 6, с. 88-91.

8. Лисин В. А. Особенности формирования электронного пучка малогабаритного бетатрона ШБ-6Э для лучевой терапии. - Вопросы экспериментальной и клинической онкологии, издат. Томского Госуниверситета, 1982, вып. 1, с. 124-127.

9. Лисин Е А. К вопросу исследования кинетики злокачественного процесса при лучевой терапии. - Актуальные проблемы современной онкологии. Изд. ТГУ, Томск, 1983, с. 65-69.

10. Ыусабаева Л И., Лисин В. А., Кицманкк 3. Д., Иолищук П. Ф. Опыт применения малогабаритного бетатрона ПМБ-бЭ для лучевого лечения онкологических больных,- Мед. радиология, 1983, 4, с. 11 -16.

Н.Ыусабаева ЛИ.,Лисин В.А. Количественная оценка лучевых реакций опухолей с учетом их радиобиологических параметров. - Мед. радиология, 1983, с.65-69.

12. Лисин Е А., Яловец А. П. Исследование электронных спектров за трехслойными поглотителями. - Известия высших учебных заведений "йизика" (депонированная статья), 1983, 3, 16 с.

13. «усабаева Л. И., Лисин В. А., Зрелов Ю. Д., Полищук IIФ. Применение малогабаритного бетатрона типа ПМБ-бЭ в онкологии. - Материалы Ш-ей Всесоюзной научно-технической конференции. Тезисы докладов, Томск, 1983, с. 75.

14. Лисин В. А. Теоретическая оценка эффективности фракционированного облучения злокачественных клеток с различной радиочувствительностью. - Радиобиология, 1984, вып. 2, с. 255-257.

15. Лисин В. А. Оптимизация дучеьой терапии с учетом радиобиологических параметров злокачественных опухолей. Материалы XI Всесоюзного съезда рентгенологов и радиологов (Таллин, 1984), Ыосква-ООШШСК, 1984, С. 43-44.

16. Лилш В. А Дозиметрические особенности и радиобиологическая модель облучения злокачественных опухолей через решетку. -Мэд. ра-

диол. , 1984, 11, о. 30-35.

17. Лисин Е А. Способ оптимизации фракционирования дозы в лучевой терапии злокачественных опухолей в рамках концепции Эллиса. -Мед. радиол. , 1984, 12, с. 83-87.

18. Лисин В. А., Демидов И. И. Секторный контрактор бетатрона. -Актуальные проблемы современной онкологии. Изд. ТГУ, Томск, 1984, с. 30 - 33.

19. Лисин а А. .Горбатенко А. И. Результаты измерений ,дозных распределений терапевтического ■ пучка быстрых нейтронов на циклотроне У-120. - Тезисы докладов 1У Всесоюзного совещания по метрологии нейтронного излучения на реакторах и ускорителях. а , 1985, с. 83. .

20. Лисин В. А., Горбатенко А. И. Дозиметрические характеристики пучка быстрых нейтронов циклотрона У-120,применяемого для лечения онкологических больных в г. Томске.-Мед. радиология, 1986, 5, с. 94 (депонирована, 15с.).

21. Зырянов В. Е .МУсабаева Л. И. .Лисин Е А. и др. Нейтронная терапия опухолей головы и шеи. Тезисы докладов 3-ого Всеросийского съезда онкологов. Ростов-на-Дону, 1986, с. 374-376.

22. Лисин В. А. Теоретическая оценка эффективности фракционированного облучения злокачественных опухолей быстрыми нейтронами. -Мед. радиология, 1986, 10, с. 13-18.

23. Зырянов Е Е .Мусабаева Л. И. .Лисин К А. и др. Нейтронная терапия опухолей головы и шеи. - № д. радиология, 1986, 11, с. 8-13.

24. Лисин Е А. Теоретические исследования зависимости ОБЭ быстрых нейтроннов от дозы для кожи и соединительной нормальной ткани человека. - Радиобиология, 1986, вып. 5, с. 656-660.

25. Лисин В. А., Ланцман Ю. Е .Мусабаева Л. И.,Вакс К. П. Планирование режима фракционирования дозы лучевого этапа при комплексном лечении остеогенНой саркомы. -Актуальные вопросы онкологии, Кемерово. 1986,. с. 135-136.

26. Чахлов Е Л., Лисин а А., Кашковский а Е , Филимонов А. А. Малогабаритный бетатрон на 6 МэВ для интраоперационного облучения. - Тезисы Х-ой Всесоюзной конференции по ускорителям, Дубна, 1986, с. 120 - 121.

27. Лисин В. А. Оптимизация фракционированного облучения злокачественных опухолей с учетом их радиобиологических параметров. -Актуальные проблемы современной онкологии. Изд. ТГУ, Томск, 1986,

с. 133-136.

28. Диденко А.Е.Зырянов Б. Е .Летов В. Е.Лисин В. А. и др. Медицинский комплекс для нейтронной терапии на базе циклотрона У-120. - Подготовка специалистов и вклад высших учебных заведений Сибири и Дальнего востока в решение комплексно-целевых программ развития регионов. Изд. "Красное Знамя", Томск, 1986, 4 с.

29. Чахлов Е Л. , Филимонов А. А., Лисин В. А., Кашковский В. В. Малогабаритный бетатрон на энергию.6-10 МэВ для интраоперацион-ного облучения. - Труды 10-ого Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц, Дубна, 1S8? е. 147 - 150.

30. Лисин В. А. , Шевелев Г. Е. Оптимизация фракционирования дозы в лучевой терапии злокачественных опухолей методом математического моделирования. - Актуальные проблемы современной онкологии, изд. ТГУ, Томск, 1987, с. 117-121.

31. Лисин В. А. Методологические аспекты оптимизации фракционирования дозы в рамках концепции Зллиса. - Мед.радиология, 19S7, 4, с. 85-88.

32. Цусабаева Л И., Лисин В. А. , Полищук Е Ф., Чахлов В. Л. Малогабаритный бетатрон для электронной терапии поверхностных опухолей и его апробация.- Мед. радиология, 1987, 12, с. 43 - 47.

33. Зырянов Б. Н., Диденко А. Е , Ыусабаева Л И., Лисин В. А., Летов В. Н., Комов А. И. Опыт дистанционной терапии злокачественных опухолей . - Вопросы онкологии, 1987, 6, с. 71-75.

34. Лисин В. А. .Ыусабаева Л. И., Лавренков К. А. О возможности использования фактора ВДФ для прогноза реакции нормальной ткани в дистанционной терапии злокачественных опухолей быстрыми нейтронами. -В кн.: Управление радиочувствительностью опухоли и нормальных тканей. Изд. Наука Казахской ССР, Алма-Ата, 1988, с. 37-40.

35. Лисин Е А., ЕЬвелев Г. Е. Способ оптимизации фракционирования дозы в лучевой терапии злокачественных опухол&й в рамках концепции Эллиса (сообщение ' 2). - Медицинский реферативный журнал, 1988, раздел YI, 5, публ. 1033.

36. Лисин Е А. R исследований зависимости терапевтического фактора выигрища от дозы для быстрых нейтронов. - Радиобиология, 1938, вып. 3, с. 343-346.

37. Лисин Е А. Модель ВДФ для дистанционной терапии злокачественных опухолей быстрыми нейтронами. - Мед. радиология, 1988, 9,

с. 9-12.

38. Лисин В. А., Горбатенко А. И.', Комов А. И. Формирование и дозиметрические исследования пучка быстрых ' нейтронов циклотрона У-120 для лучевой терапии.-Тезисы докладов VI Всесоюзного совещания по применению ускорителей заряженных частиц в народном хозяйстве, 11-13 октября, Ленинград, 1988. Москва, ЩШАТОМИШОРМ, 1988, с. 283-284.

39. Иашковский В. В., Лисин В. А. Метод теневой фотографии для измерения эмиттанса пучков. - . Приборы и техника эксперимента, 1988, 5, с. 207-208.

40. Мусабаева л. И. .Кицманюк Д., Лисин В. А. и др. Результаты нейтронной терапии радиорезистентных форм опухолей некоторых локализаций. Актуальные вопросы экспериментальной и клинической рентгено-радиологий: Тезисы докладов Всесоюзной научной конференции, Ленинград, 1988, с. 193-194.

41. Чахло в ЯЛ, Филимонов A.A., Штейн М.М., Лисин К А. и др. Современное .состояние и перспективы разработки малогабаритных бетатронов с энергией до 10 МэВ для применения в онкологии. - Тезисы докладов симпозиума "Радиационная аппаратура для лучевой терапии", М. , 1S89, с. 61. .

42. Лисин В. А. .Шэвелев Г. Е. Применение модели ВДФ для пошагового управления лучевой терапией злокачественных опухолей. - Мэд. радиология, 1989, 4, с. 63-66. '

43. Лисин В. А., ГорСатенко А. И. Метрологическое обеспечение .терапии злокачественных опухолей быстрыми нейтронами на циклотроне У-120.-Материалы Всесоюзной конференции "Измерения в медицине и их метрологическое обеспечение", М., 1989, с.125.

44. Лисин В. А. Исследование распределения относительной биологической эффективности быстрых нейтронов по глубине облучаемой ткани. - Радиобиология, 1989, вып. 3, с. 399-402.

45. Лисин В. А., Горбатенко А. И., Комов А. И. Дозиметрическое обеспечение терапии злокачественных опухолей пучком быстрых нейтронов циклотрона У-120.-В кн.: Нейтроны и тяжелые заряженные частицы в биологии и медицине, Обнинск, 1989, с. 115-117.

46. Зырянов В. А.'.Мусабаева Л. И. .Лисин В. А. и др. Трехлетний опыт лучевой терапии быстрыми нейтронами на циклотроне У-120.- Вопросы онкологии, 1989, ТОМ XXXV, 11, с. 1341-1345.

47. Лисин В. А.,Горбатенко А. И. -Гетерогенные ионизационные камеры для дозиметрии смешанных полей быстрых нейтронов и гамш-излучения. - Приборы и техника эксперимента, 1989, 6, с. 71-73.

48. Лисин В. А. Метод расчета распределения поглощенной дозы пучка быстрых нейтронов циклотрона У-120 в биологической ткани. -Шд. радиология, 1990, 1, с. 45-47.

49. Мусабаева Л. И., Ланцман Ю. В., Лисин В. А. ,Модяев В. П. .Марицкий С. В., Вакс К Е Фракционирование дозы фотонной и нейтронной терапии при комбинированном лечении остеогенной саркомы. -Мед. радиология, 1990, 4, С. 27-32.

50. Лисин В. А. Дозиметрическое компьютерное планирование терапии злокачественных опухолей пучком быстрых нейтронов циклотрона У-120. -Шд. радиология, 1991, 1, с. 26-28.

51. Зырянов В. Е, Мусабаева Л. И., Лисин В. А. и др. Интраоперационная лучевая терапия малогабаритным бетатроном. - Материалы конференции "Нетрадиционные методы в онкологии". Ростов - на Дону, 1991, с 28 -'29.

52. Лисин Е А. Интегральные радиобиологические параметры для описания реакции гетерогенных опухолей на воздействие ионизирующим излучением, - Мзд. радиология, 1991, 5, с. 30-33.

53. Лисин Е А. Программа дозиметрического планирования для терапии злокачественных опухолей пучком быстрых нейтронов циклотрона У-120 на базе персональных компьютеров 1ВМ РС. - Гарантия качества лучевой терапии, Обнинск, 1991, с. 42-44.

54. Зырянов Б. Е , Чахлов В. Л. , Лисин В. А. и др. Первый опыт применения малогабаритного бетатрона МИБ-6 для интраоперационно-го облучения. - Актуальные проблемы современной онкологии, Томск, 1991, с. 131 - 135.

55. Зырянов Б. Н., Мусабаева Л. И., Летов В. Е , Лисин а А. Разработка и развитие дистанционной нейтронной терапии на циклотроне У-120 института ядерной физики при ТПИ. - Быстрые нейтроны в лучевой терапии злокачественных опухолей /Материалы Всесоюзной конференции/, Томск, 1992, с. 3-8.

56. Лисин Е А. Дозиметрическое компьютерное планирование облучения злокачественных опухолей пучком быстрых нейтронов на циклотроне У-120. -Быстрые нейтроны в лучевой терапии злокачественных опухолей /Материалы Всесоюзной конференции/, Томск,1992,с. 30-35.

57. Лисин В. А. , Горбатенко А. И. Исследование влияния неоднородности биологической ткани на распределение поглощенной дозы при терапии онкологических больных быстрыми нейтронами циклотрона У-120. - Мед. радиология, 1993, 7, с. 25-29.

58. Musabajeva L. I. , Lavrenkov К. А. , LisinV. А. Reaktion von Tumoren und Normalgeweben bei der Therapie mit schnellen Neutronen am Zyklotron U-120. -Radiobiología - Radiotherapia, 1990, b. 31, h. 1, s. 61-67.

59. Lisin V. A. Ein radiobiologisches Modell zur Optimirung der Strahlentherapie maligner Tumoren im Rahnen der Ellis -Konzeption. - Radiobiología - Radiotherapia, 1990, b. 31, h. 1, s. 53-59.

Иаобретевня:

1. Лисин В. А. Устройство сканирования пучком тормозного излучения бетатрона. - Авторское свид. 995694 от 8 октября 1982 г.

2. Лисин В. А. Устройство управления пучком тормозного излучения бетатрона.- Авторское свид. 1098514 от 15 февраля 1984 г.

3. Лисин В. А., Демидов И. И. Контрактор бетатрона. - Авторское свид. 1259954 ОТ 22 мая 1986 г.

4. Лисин В. А. Устройство формирования полей электронного излучения. - Авторское свид. 1290938 от 15 октября 1986 г.

5. Лисин R А. Наперстковая ионизационная камера. - Авторское свид. 1494805 от 15 марта 1989 г.

6. Лисин Е А. Устрбйство для контроля пучков ионизирующего излучения. - Авторское свид. 1511723 от 30 сентября 1989 г.

7. Лисин В. А., Степанов Kl М., Яловец А. П. Способ радиационного контроля слоистых изделий.-Авторское свид. 738445 от 7 февраля 1980 г.

8. Лисин а А., Летов К К , Аверин С. А. Способ определения радиочувствительности опухоли. - Положительное решение ВНИИГПЭ по заявке 4755536/14/106295 от 2Э ИЮЛЯ 1991 г. » -