npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562920060135npe-155Research ArticleМедицинская физика и биофизикаMedical Physics and BiophysicsКомплекс протонной терапии на СЦ-1000. Текущее состояние и приведение к современным стандартам ВМПProton Therapy Facility Based on the PNPI SC-1000 Synchrocyclotron. Current Status and Bringing to Modern High-Tech Medical Care StandardsБрожикД. С.BrozhikD. S.

Д. С. Брожик, 

Гатчина, Ленинградская обл., 188300.

D. S. Brozhik, 

Gatchina, Leningradskaya oblast, 188300.

brozhik_ds@pnpi.nrcki.ruЖидковаО. М.ZhidkovaО. M.

О. М. Жидков, 

Гатчина, Ленинградская обл., 188300.

О. M. Zhidkova,

Gatchina, Leningradskaya oblast, 188300.

ИвановЕ. М.IvanovЕ. M.

Е. М. Иванов, 

Гатчина, Ленинградская обл., 188300.

Е. M. Ivanov, 

Gatchina, Leningradskaya oblast, 188300.

КарлинД. Л.KarlinD. L.

Д. Л. Карлин, 

Гатчина, Ленинградская обл., 188300.

D. L. Karlin,

Gatchina, Leningradskaya oblast, 188300.

КузораН. А.KuzoraN. А.

Н. А. Кузора, 

Гатчина, Ленинградская обл., 188300.

N. А. Kuzora, 

Gatchina, Leningradskaya oblast, 188300.

МаксимовВ. И.MaksimovV. I.

В. И. Максимов, 

Гатчина, Ленинградская обл., 188300.

V. I. Maksimov, 

Gatchina, Leningradskaya oblast, 188300.

МамедоваН. И.MamedovaN. I.

Н. И. Мамедова, 

Гатчина, Ленинградская обл., 188300.

N. I. Mamedova, 

Gatchina, Leningradskaya oblast, 188300.

ПакФ. А.PakF. А.

Ф. А. Пак, 

Гатчина, Ленинградская обл., 188300.

F. А. Pak, 

Gatchina, Leningradskaya oblast, 188300.

ХаликовА. И.KhalikovА. I.

А. И. Халиков, 

Гатчина, Ленинградская обл., 188300.

А. I. Khalikov,

Gatchina, Leningradskaya oblast, 188300.

Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”РоссияPetersburg Nuclear Physics Institute, National Research Center Kurchatov InstituteRussian Federation2021240420241216468Copyright © Брожик Д.С., Жидкова О.М., Иванов Е.М., Карлин Д.Л., Кузора Н.А., Максимов В.И., Мамедова Н.И., Пак Ф.А., Халиков А.И., 20242024Брожик Д.С., Жидкова О.М., Иванов Е.М., Карлин Д.Л., Кузора Н.А., Максимов В.И., Мамедова Н.И., Пак Ф.А., Халиков А.И.Brozhik D.S., Zhidkova О.M., Ivanov Е.M., Karlin D.L., Kuzora N.А., Maksimov V.I., Mamedova N.I., Pak F.А., Khalikov А.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/155

Статья посвящена установке протонной стереотаксической терапии (далее – УПСТ) на базе синхроциклотрона СЦ-1000 Петербургского института ядерной физики. При реализации УПСТ был внедрен метод облучения “напролет”, заключающийся в воздействии на внутричерепные мишени горизонтальным пучком протонов с энергией 1000 МэВ в комбинации с подвижной техникой облучения [1, 2]. Особое внимание обращается на модернизацию УПСТ и приведение к современным стандартам высокотехнологичной медицинской помощи (ВМП). В статье дана характеристика дизайн-проекта терапевтического стола для протонной терапии [3]. Рассмотрены особенности разработанной программы управления лечебной установкой с функцией контроля параметров протонного пучка, позволяющей точно выполнять позиционирование, а также отрабатывать динамическое перемещение составных частей УПСТ для исполнения сложных планов облучения. Выяснено, что вследствие уникальности методики облучения пучком протонов с энергией 1000 МэВ требуется разработать систему трехмерного планирования протонной лучевой терапии для моделирования условий облучения и расчета дозовых распределений, а также подбора оптимального плана облучения с учетом рисков для здоровых тканей. Также необходимо разработать систему верификации планов облучения для обеспечения гарантии качества протонной стереотаксической терапии.

The stereotactic proton therapy facility at the SC-1000 synchrocyclotron, Petersburg Nuclear Physics Institute, is described. The "shoot-through" irradiation method is applied: intracranial targets are exposed to a 1000-MeV horizontal proton beam in combination with a rotational irradiation technique. Particular attention is paid to the modernization of the facility and the bringing it to modern high-tech medical care standards. The design project of a proton therapy table is described. The features of the developed software for control of the facility and track the parameters of the proton beam, which allows precise positioning, as well as dynamic movement of components for the implementation of complex irradiation plans are considered. It has been found that a unique irradiation technique requires the development of an unparalleled threedimensional treatment planning system to simulate the irradiation conditions, calculation of dose distributions, and selection of the optimal irradiation plan taking into account dose-constraints in organs of risk. It is also required to develop A verification system should also be developed to ensure the quality assurance of proton stereotactic therapy.

протонная терапиясистема дозиметрического планированиятерапевтический столпрограмма управленияproton therapytreatment planning systemtreatment couchsoftware for proton therapyReferencesGranov A.M., Tyutin L.A., Shalek R.A., Vinogradov V.M., Karlin D.L. // Med. fizika. 2016. No. 2 (70). P. 10–17.Granov A.M., Tyutin L.A., Shalek R.A., Vinogradov V.M., Karlin D.L. // Med. fizika. 2016. No. 2 (70). P. 10–17.Abrosimov N.K., Vorobyov A.A., Zherbin E.A., Connonov E.A. // Vestnik Akademii Nauk SSSR. 1985. P. 84–91.Abrosimov N.K., Vorobyov A.A., Zherbin E.A., Connonov E.A. // Vestnik Akademii Nauk SSSR. 1985. P. 84–91.Granin D.I., Vasilevskaya I.V., Khalikov A.I., Maksimov V.I. // Med. fizika. 2018. No. 4 (80). P. 17–23.Granin D.I., Vasilevskaya I.V., Khalikov A.I., Maksimov V.I. // Med. fizika. 2018. No. 4 (80). P. 17–23.IAEA-TECDOC-1040. 1998. Vienna: IAEA.IAEA-TECDOC-1040. 1998. Vienna: IAEA.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.