Nové techniky v radioterapii

Přepis prezentace z Microsoft PowerPoint

Směr pokroku v radioterapii

• Zvýšení přesnosti a efektivity ozáření cílového objemu → co nejvíce vyléčených
• Co nejmenší poškození zdravé tkáně → zachování dobré kvality života

Možnosti rozvoje
Technický vývoj
Pokrok v radiobiologii

Technický i biologický rozvoj radioterapie

• Počátky léčby zářením
• Období mezi světovými válkami
• Nástup megavoltové terapie a moderní radiobiologie v poválečném období
• Současnost - využití možností výpočetní techniky
• Současnost - využití možností výpočetní techniky
• Perspektivy - predikce biologických vlastností
• Těžké částice v radioterapii

Počátky radioterapie

1895 objev paprsků X (W. C. Röentgen)
1896 pokus o léčbu karcinomu prsu
1898 objev rádia (manželé Curieovi)
1899 první vyléčený zevním ozářením
1913 první nemocná vyléčená rádiem





Období mezi světovými válkami

Coolidge a Charleston – rentgenka o 140 kV
RTG přístroj 200 kV (1922)
izotopové ozařovače s použitím rádia
manuální aplikace zářičů

Philipsův RTG přístroj



Radioizotopový ozařovač



Technický pokrok ozařovačů v poválečném období
Vysokoenergetické zdroje

kobaltový ozařovač
betatron
lineární urychlovač
cyklotron

Lineární akcelerátor
urychlovač elektronů (Frye 1947) – vysokofrekvenční oscilátory pro radary



Kobaltový ozařovač
1735 – objev 59Co ( Brandt )
1948 – reaktor v Chalk River – výroba 60Co
1951 – první instalace Saskatoon



Zlepšení fyzikálních parametrů ozáření

zvýšení ložiskové dávky
snížení komplikací
→ zlepšení výsledků terapie

Rozvoj radiobiologie v poválečném období

- Rozložení dávky v čase (frakcionace – 4R)
- Změny oxygenace tkání
- Kombinace radioterapie s chemickými látkami (radiosensibilizátory, radioprotektiva, cytostatika)
- Hypertermie

Nové technologie spojené s výpočetní technikou

diagnostické zobrazování (UZ,CT,MRI,PET) – 3D zobrazení
3D plánování
tvarování polí (MLC)
homogenita dávky (kompenzační filtry, IMRT)
automatický afterloading v brachyterapii – optimalizace rozložení dávky

Moderní radioterapie

přesnější lokalizace – CT, MRI, PET
snížení počtu komplikací – konformní RT, IMRT
zvýšení dávky → zvýšení lokální kontroly → vyšší pravděpodobnost vyléčení

Techniky IMRT

90. léta - výpočetní technika ( 3D plánování rozložení dávky )
kompenzační filtry
MLC – tomoterapie, step and shoot, sliding window
2000 – IMRT do klinické praxe

Indikace IMRT

Tumory hlavy a krku
Karcinom prostaty
Nádory CNS
Tumory prsu

Příprava na techniku IMRT

• Fixace pacienta
• Stanovení nulového bodu na CT simulátoru a zisk skenů pro TPS ( po 3 mm )
• MRI vyšetření za stejných podmínek jako na CT ( u vybraných pacientů )
• Fúze CT a MR
• Pečlivé zakreslení GTV, CTV, PTV, OAR

Fixace pacienta



CT- based delineation of lymf node levels in the N0 neck



Fúze CT/MRI



Výhody IMRT

• ↑ spád dávky kolem target volume
• redukce dávky v norm. strukturách
• u tumorů H&N uzliny blízko míchy, slinné žlázy blízko CO – IMRT – dávka se přizpůsobí nepravidelnému objemu, pouze fotony
• konkomitantní boost

Plánování IMRT I.

• Volba počtu polí
• Stanovení horních a dolních mezí dávky a jejich priorita pro jednotlivé struktury
• Optimalizace fluence pomocí modulu Helios
• Export k výpočtu pohybu MLC a stanovení techniky (sliding window v. step and shoot)

Plánování IMRT II.

• Použití dynamického pohybu MLC „vykreslí“ dávku tam, kde ji potřebujeme
• Výpočet dávky a MU
• V případě potřeby zpětná editace optimální fluence a opětný přepočet pohybů MLC a MU

Optimalizace pomocí modulu Helios


Plánování IMRT III.

- Porovnání DVH jednotlivých struktur pro IMRT a klasickou techniku
- Vytvoření verifikačního plánu pro IMRT fantóm
- Výpočet dávky pro film a pro komoru ve fantómu

Srovnání plánů



Srovnání plánů



Srovnání plánů



Rovina izocentra



Povrtal vision



Počty pacientů

TU hlavy a krku 101
Ca prostaty 92
Ca mammy 9
Ca recta 1
Ca anu 1
TU mozku 1

Příčiny selhání – biologické vlastnosti tumoru

hypoxie tumoru
geny regulující kinetiku nádorového růstu
geny regulující radiosenzitivitu
Funkční zobrazení – předpověď efektu
léčby

Stanovení velikosti hypoxie

- PET, SPECT
markery hypoxie
- MRI
EPI (dynamické zobrazování s kontrastem), BOLD (hemoglobin), MR angiografie: perfuze, permeabilita, objem krve, funkce a reaktivita cév, angiogeneze

Agresivita tumoru, grading
MR spektroskopie ( ¹H, ³¹P )
EPI ( dynamické zobrazování s použitím GdDTPA )

Viabilita tumoru při a po léčbě
PET ( FDG )
MR angiografie



Možnosti ovlivnění radioresistence

Změny frakcionace
Radiosensibilizátory, radioprotektiva
Cytostatika ( standardní klinická praxe )



Protonový ozařovač



Plán protonové terapie



Těžké ionty



Závěry



Závěry