stringtranslate.com

Планирование лучевой терапии

Врач рассматривает план лучевой терапии

В радиотерапии планирование лучевой терапии ( ПЛТ ) представляет собой процесс, в ходе которого группа специалистов, состоящая из онкологов-радиологов , радиотерапевтов , медицинских физиков и медицинских дозиметристов, планирует подходящую методику лечения с использованием внешней лучевой терапии или внутренней брахитерапии для пациента с раком .

История

В ранние дни радиотерапии планирование выполнялось на 2D рентгеновских снимках, часто вручную и с ручными расчетами. Компьютеризированные системы планирования лечения начали использоваться в 1970-х годах для повышения точности и скорости расчета дозы. [1]

К 1990-м годам компьютерная томография , более мощные компьютеры, улучшенные алгоритмы расчета дозы и многолепестковые коллиматоры (МЛК) привели к появлению трехмерного конформного планирования (3DCRT), которое Европейским консорциумом Dynarad было отнесено к технике уровня 2. [2] [3] В 3DCRT используются МЛК для формирования луча радиотерапии, максимально соответствующего форме целевой опухоли, что снижает дозу облучения здоровых окружающих тканей. [4]

Методы уровня 3, такие как IMRT и VMAT, используют обратное планирование для обеспечения дальнейшего улучшения распределения дозы (т. е. лучшего покрытия целевых опухолей и сохранения здоровых тканей). [5] [6] Эти методы все чаще используются, особенно для лечения рака в определенных местах, которые, как было показано, приносят наибольшую пользу. [7] [8]

Планирование на основе изображений

Обычно медицинская визуализация используется для формирования виртуального пациента для процедуры автоматизированного проектирования. КТ часто является первичным набором изображений для планирования лечения, в то время как магнитно-резонансная томография обеспечивает превосходный вторичный набор изображений для контурирования мягких тканей. Позитронно-эмиссионная томография используется реже и зарезервирована для случаев, когда специфические исследования поглощения могут улучшить планирование целевого объема. [9] Современные системы планирования лечения предоставляют инструменты для мультимодального сопоставления изображений, также известного как совместная регистрация или слияние изображений. Моделирование лечения используется для планирования геометрических, радиологических и дозиметрических аспектов терапии с использованием моделирования переноса излучения и оптимизации . Для лучевой терапии с модулированной интенсивностью ( IMRT ) этот процесс включает выбор подходящего типа пучка (который может включать фотоны, электроны и протоны), энергии (например, 6, 18 мегаэлектронвольт (МэВ) фотонов) и физических расположений. При планировании брахитерапии включает выбор соответствующих положений катетера и времени пребывания источника [10] [11] (в брахитерапии HDR) или положений семян (в брахитерапии LDR).

Более формальный процесс оптимизации обычно называют прямым планированием и обратным планированием . [12] [13] Планы часто оцениваются с помощью гистограмм «доза-объем» , что позволяет врачу оценить равномерность дозы для пораженной ткани (опухоли) и щадить здоровые структуры.

Перспективное планирование

План лечения менингиомы оболочки зрительного нерва

При перспективном планировании планировщик помещает пучки в систему планирования лучевой терапии, которая может доставить достаточное количество радиации к опухоли , одновременно щадя критические органы и минимизируя дозу для здоровой ткани. Требуемые решения включают в себя, сколько пучков радиации использовать, под какими углами каждый будет доставлен, будут ли использоваться ослабляющие клинья и какая конфигурация MLC будет использоваться для формирования излучения от каждого пучка.

После того, как планировщик лечения составил начальный план, система планирования лечения рассчитывает требуемые единицы монитора для доставки предписанной дозы в определенную область и распределение дозы в организме, которое это создаст. Распределение дозы у пациента зависит от анатомии и модификаторов пучка, таких как клинья, специализированная коллимация, размеры поля, глубина опухоли и т. д. Информация из предыдущего КТ-сканирования пациента позволяет более точно моделировать поведение излучения при прохождении через ткани пациента. Доступны различные модели расчета дозы, включая карандашный луч , свертку-суперпозицию и моделирование Монте-Карло , при этом точность против времени вычисления является соответствующим компромиссом.

Этот тип планирования пригоден только для относительно простых случаев, когда опухоль имеет простую форму и не находится вблизи каких-либо критических органов.

Обратное планирование

При обратном планировании онколог-радиолог определяет критические органы и опухоль пациента, после чего планировщик дает целевые дозы и факторы важности для каждого из них. Затем запускается программа оптимизации для поиска плана лечения, который наилучшим образом соответствует всем входным критериям. [14]

В отличие от ручного процесса проб и ошибок прямого планирования, обратное планирование использует оптимизатор для решения обратной задачи , поставленной планировщиком. [15]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Тариат, Жюльетт; Ханнун-Леви, Жан-Мишель; Сан Мьинт, Артур; Вуонг, Те; Жерар, Жан-Пьер (27 ноября 2012 г.). «Прошлое, настоящее и будущее радиотерапии на благо пациентов». Nature Reviews Clinical Oncology . 10 (1): 52–60. doi :10.1038/nrclinonc.2012.203. PMID  23183635. S2CID  16206956.
  2. ^ Колици, Зои; Даль, Олав; Ван Лун, Рон; Друар, Жан; Ван Дейк, Ян; Руден, Бенгт Инге; Кьерего, Джорджо; Розенвальд, Жан Клод (декабрь 1997 г.). «Обеспечение качества конформной лучевой терапии: консенсусный отчет DYNARAD о практических руководствах» (PDF) . Лучевая терапия и онкология . 45 (3): 217–223. дои : 10.1016/S0167-8140(97)00144-8. ПМИД  9426115.
  3. ^ МАГАТЭ (2008), Переход от 2-D радиотерапии к 3-D конформной и модулированной по интенсивности радиотерапии IAEA-TECDOC-1588 (PDF) , Вена: Международное агентство по атомной энергии
  4. ^ Фраас, Бенедик А. (1995). «Развитие конформной лучевой терапии». Медицинская физика . 22 (11): 1911–1921. Bibcode : 1995MedPh..22.1911F. doi : 10.1118/1.597446. hdl : 2027.42/134769 . PMID  8587545.
  5. ^ Совместная рабочая группа по лучевой терапии с модулированной интенсивностью (ноябрь 2001 г.). «Лучевая терапия с модулированной интенсивностью: текущее состояние и представляющие интерес вопросы». Международный журнал радиационной онкологии, биологии, физики . 51 (4): 880–914. doi :10.1016/S0360-3016(01)01749-7. PMID  11704310.
  6. ^ Озигит, Гохан (2014). «Текущая роль современных методов лучевой терапии в лечении рака молочной железы». World Journal of Clinical Oncology . 5 (3): 425–39. doi : 10.5306 /wjco.v5.i3.425 . PMC 4127613. PMID  25114857. 
  7. ^ AlDuhaiby, Eman Z; Breen, Stephen; Bissonnette, Jean-Pierre; Sharpe, Michael; Mayhew, Linda; Tyldesley, Scott; Wilke, Derek R; Hodgson, David C (2012). «Национальное исследование доступности лучевой терапии с модулированной интенсивностью и стереотаксической радиохирургии в Канаде». Radiation Oncology . 7 (1): 18. doi : 10.1186/1748-717X-7-18 . PMC 3339388. PMID  22309806 . 
  8. ^ Общество и Коллегия рентгенологов; Институт физики и инженерии в медицине; Королевский колледж рентгенологов (2015), Совет по радиотерапии - Радиотерапия с модулированной интенсивностью (IMRT) в Великобритании: Текущий доступ и прогнозы будущих показателей доступа (PDF)
  9. ^ Перейра, Жизель К.; Траубер, Мелани; Мьюзик, Рэймонд Ф. (2014). «Роль визуализации в планировании лучевой терапии: прошлое, настоящее и будущее». BioMed Research International . 2014 : 231090. doi : 10.1155/2014/231090 . PMC 4000658. PMID  24812609 . 
  10. ^ Karabis, A; Belloti, P; Baltas, D (2009). O. Dössel; WC Schlegel (ред.). Оптимизация положения катетера и времени пребывания в брахитерапии HDR простаты с использованием HIPO и линейного программирования . Всемирный конгресс по медицинской физике и биомедицинской инженерии. Труды IFMBE . Том 25, № 1. Мюнхен. С. 612–615. doi :10.1007/978-3-642-03474-9_172.
  11. ^ Лаханас, М.; Балтас, Д.; Джаннули, С. (7 марта 2003 г.). «Глобальный анализ сходимости быстрых многоцелевых алгоритмов оптимизации дозы на основе градиента для высокодозной брахитерапии». Физика в медицине и биологии . 48 (5): 599–617. Bibcode :2003PMB....48..599L. CiteSeerX 10.1.1.20.2302 . doi :10.1088/0031-9155/48/5/304. PMID  12696798. S2CID  2382119. 
  12. ^ Гэлвин, Джеймс М.; Эззелл, Гэри; Айзбраух, Авраам; Ю, Седрик; Батлер, Брайан; Сяо, Ин; Розен, Айзек; Розенман, Джулиан; Шарп, Майкл; Син, Лей; Ся, Пин; Ломакс, Тони; Лоу, Дэниел А.; Палта, Джатиндер (апрель 2004 г.), «Внедрение IMRT в клиническую практику: совместный документ Американского общества терапевтической радиологии и онкологии и Американской ассоциации физиков в медицине», Int J Radiat Oncol Biol Phys. , т. 58, № 5, стр. 1616–34, doi :10.1016/j.ijrobp.2003.12.008, PMID  15050343
  13. ^ Хенди В., Ибботт Г. и Хенди Э. (2005). Лучевая терапия Физика . Wiley-Liss Publ. ISBN 0-471-39493-9
  14. ^ Тейлор, А. (2004). «Интенсивно-модулированная радиотерапия — что это?». Cancer Imaging . 4 (2): 68–73. doi :10.1102/1470-7330.2004.0003. PMC 1434586. PMID  18250011 . 
  15. ^ Gintz, D; Latifi, K; Caudell, J; Nelms, B; Zhang, G; Moros, E; Feygelman, V (8 мая 2016 г.). «Первоначальная оценка программного обеспечения для автоматизированного планирования лечения». Журнал прикладной клинической медицинской физики . 17 (3): 331–346. doi :10.1120/jacmp.v17i3.6167. PMC 5690942. PMID  27167292 .