Скачать электронную версию статьи (в свободном доступе).
Цель: Оценить влияние неопределённостей радиобиологических параметров моделей TCP/NTCP
на расчёт вероятности локального контроля опухоли и вероятности осложнений нормальных
тканей с учётом неоднородного распределения дозы при лучевой терапии.
Материал и методы: В работе использована эмпирическая радиобиологическая модель
Niemierko для расчёта вероятности локального контроля опухоли (TCP) и вероятности осложнений нормальных тканей (NTCP)
на основе эквивалентной однородной дозы (EUD). Реализован стохастический подход с учётом возможной вариабельности радиобиологических параметров
(TCD50, TD50, g50), задаваемых в виде нормальных распределений с доверительными интервалами.
Расчёты выполнены с применением разработанного программного обеспечения "Калькулятор
TCP/NTCP 2.0". Проанализированы данные дозообъёмных гистограмм 10 пациентов с раком
предстательной железы I–II стадии, для которых были сформированы планы дистанционной
лучевой терапии с использованием методик 3DCRT, IMRT и VMAT.
Результаты: Показано, что учёт неопределённостей радиобиологических параметров приводит
к формированию доверительных интервалов значений TCP и NTCP, ширина которых существенно зависит от диапазона EUD.
Для опухоли предстательной железы медианное значение TCP составило 0,938 при сужении доверительного интервала с ростом EUD.
Для прямой кишки медианное значение NTCP составило 0,003, при этом с увеличением EUD наблюдалось расширение доверительного интервала вероятности
осложнений. Установлено, что параметр g50 оказывает наибольшее влияние на ширину распределений TCP/NTCP в клинически значимых диапазонах доз.
Заключение: Учёт неопределённостей радиобиологических параметров позволяет получить более информативную и реалистичную оценку эффективности
и токсичности дозиметрических планов лучевой терапии. Использование распределений TCP/NTCP вместо фиксированных
значений может способствовать более обоснованному выбору режимов фракционирования и предписанных доз при персонализированном планировании лучевой терапии.
Ключевые слова: лучевая терапия, вероятность локального контроля опухоли, вероятность осложнения в нормальных тканях, эквивалентная равномерная доза, неопределенности радиобиологических параметров
Purpose: To evaluate the impact of uncertainties in radiobiological parameters of TCP/NTCP models on
the calculation of tumor control probability and normal tissue complication probability, taking into account heterogeneous dose distributions in radiation therapy.
Materials and methods: The empirical Niemierko radiobiological model was used to calculate tumor control probability (TCP) and normal tissue complication probability (NTCP) based on the equivalent uniform
dose (EUD). A stochastic approach was implemented to account for variability in key radiobiological parameters (TCD50, TD50, g50), modeled as normal distributions with specified confidence intervals.
Calculations were performed using the inhouse developed software "TCP/NTCP Calculator 2.0". Dose–volume histogram data from 10 patients with stage I–II prostate cancer were analyzed. For each patient, external beam
radiation therapy plans were generated using 3DCRT, IMRT, and VMAT techniques.
Results: Incorporation of radiobiological parameter uncertainties resulted in confidence intervals for
TCP and NTCP values, the width of which strongly depended on the EUD range. For prostate tumors,
the median TCP was 0.938, with a progressive narrowing of the confidence interval at higher EUD values. For the rectum, the median NTCP was 0.003, while increasing EUD led to higher NTCP values and
wider confidence intervals. The g50 parameter was identified as the dominant contributor to TCP/NTCP variability within clinically relevant dose ranges.
Conclusion: Accounting for uncertainties in radiobiological model parameters provides a more realistic
and informative assessment of the effectiveness and toxicity of radiation therapy plans. The use of proba
bilistic TCP/NTCP distributions rather than singlepoint estimates improves the robustness of plan comparison and supports more informed decisionmaking in personalized radiation therapy planning.
Key words: radiotherapy, tumor control probability, normal tissue complication probability, equivalent uniform dose, radiobiological parameter uncertainties
DOI: 10.52775/1810-200X-2026-109-1-5-15