Введение
Глава 1 Принципы построения математических моделей для планирования задач радиоиуклидной терапии с использованием метода Монте-Карло 13
1.1. Математические модели задач радиоиуклидной терапии. 13
1.1.1 Модель для планирования курса брахи гсрапии. 13
1.1.1.1 Моделирование анизотропии излучения в непосредственной близости от HDR 14
1.1.1.2 Моделирование условного сценария лечения 15
1.1.2 Модель для радиоиуклидной терапии с использованием вводимых в кровеносную систему микросфер 15
1.1.2.1 Обзор радиофармпрепаратов 15
1.1.2.2 Применяемые микросферы 17
1.1.2.3 Используемые изотопы 23
1.1.2.4 Принципы математического моделирования кровеносной системы 26
1.1.2.4.1 Общие параметры сосудистых систем 26
1.1.2.4.2 Оптимальные углы ветвления сосудов 32
1.1.2.4.3 Оптимальные длины ветвей 36
1.1.2.4.4 Пространственная конфигурация узлов ветвления 37
1.2 Описание метода Монте-Карло для решения задачи переноса излучения 38
1.2.1 Уравнение переноса излучений в интегральной форме 38
1.2.2 Решение уравнения переноса излучений методом Монтс-Карло 40
1.3 Краткие итоги главы 1 43
Глава 2 Алгоритмы, программная реализация 44
2.1 Задача дозиметрического планирования курса брахитерапии 44
2.1.1 Источник излучения, используемый для проведения курса лечения 44
2.1.2 Оценка неравномерности дозового поля в непосредственной близости от источника HDR 44
2.1.3 Моделирование условного сценария лечения 45
2.2 Задача радиопуклидной терапии с использованием вводимых в сосудистую систему микросфер 47
2.2.1 Математическая модель сосудистой системы отдельного органа 47
2.2.2 Программная реализация модели сосудистого дерева 51
2.2.3 Алгоритм построения -трехмерной модели сосудистого дерева 53
2.2.3.1 Моделирование ветвления сосудов в общем случае 53
2.2.3.2 Моделирование ветвления сосудов в области аномального ветвления 55
2.2.4 Алгоритм разыгрывания положения микросфер по сосудистому дереву 56
2.3 Модифицированный программный комплекс BRAND для решения методом Монте-Карло задач радиопуклидной терапии 58
2.3.1 Общие принципы построения комплекса BRAND 59
2.3.2 Принципы организации моделирования процесса методом Монте-Карло 59
2.3.3 Рабочая программа ПК BRAND 60
2.3.4 Возможности основных модулей ПК BRAND 61
2.3.5 Модуль источника 61
2.3.6 Геометрический модуль 65
2.3.7 Универсальный геометрический модуль 67
2.3.8 Модуль детектора 69
2.3.9 Константный модуль 71
2.4 Методика обработки полученных результатов, оценки и визуализации создаваемых дозовых нолей 73
2.4.1 Моделирование дозовых нолей при решении задач брахитерапии 73
2.4.2 Моделирование и визуализация дозовых полей при микросфер73
2.5 Краткие итоги главы 2 76
Глава 3 Результаты моделирования дозиметрических задач внутреннего облучения в радиопуклидной терапии 77
3.1 Задача брахитерапии 77
3.1.1 Анизотропия дозового поля в непосредственной близости источника ионизирующего излучения 77
3.1.2 Моделирование условного сценария лечения 78
3.2 Радионуклидная терапия с использованием вводимых в сосудистую систему микросфер 80
3.2.1 Обоснование выбора параметров математической модели кровеносной системы 80
3.2.2 Аналитическое представление пространственного распределения поглощенной энергии для изотопов Re, |66Но, ,65Dy, 90Y 82
3.2.3 Эффект самопоглощеиия излучения в материале микросферы для изоюпов Re, Но, иу, Y 86
3.2.4 Статистическая обработка результатов моделирования дозовых полей в сечениях органа 91
3.2.5 Исследование факторов, оказывающих влияние на формирование дозовых полей, создаваемых микросферами с радиоизотопами 93
3.2.5.1 Влияние размеров вводимых в сосудистую систему микросфер на форму дозовых профилей 93
3.2.5.2 Влияние выбора терапевтического изотопа па формирование дозовых полей 95
3.2.5.3 Влияние пространственного положения крупных сосудов на формирование дозовых полей 98
3.2.6 Основные возможности оптимизации дозовых полей, создаваемых вводимыми в сосудистую систему микросферами 101
3.3 Краткие итоги главы 3 103
Заключение 104
Список используемой литературы 106
Список рисунков 118
Список таблиц 120
Приложение 121
