stringtranslate.com

Томотерапия

Томотерапия — это тип аппарата лучевой терапии . [1] [2] [3] При томотерапии тонкий луч излучения модулируется при вращении вокруг пациента и его перемещении через отверстие аппарата. Название происходит от использования луча в форме полосы, так что только один «срез» (греческая приставка «томо-») мишени подвергается воздействию излучения в любой момент времени. Внешний вид системы и движение источника излучения и пациента можно считать аналогом КТ-сканера (компьютерной томографии), использующего для визуализации меньшие дозы радиации. Подобно обычному аппарату, используемому для дистанционной рентгеновской лучевой терапии (часто называемому линейным ускорителем или линейным ускорителем, их основным компонентом), линейный ускоритель генерирует пучок излучения, но внешний вид аппарата, положение пациента и лечение доставка другая. Обычные линейные ускорители не работают по принципу «срез за срезом», но обычно имеют луч большой площади, размер которого также можно изменять и модулировать. [4] [5] [6]

Общие принципы

Длина поля воздействия (ширина среза излучения) регулируется с помощью коллиматорных губок. При родах со статической челюстью длина поля остается постоянной во время лечения. При доставке с динамическим захватом длина поля изменяется так, что она начинается и заканчивается при минимальной настройке.

Пациент проходит томотерапию, лицо и тело закрыты, чтобы предотвратить движение.

Время лечения томотерапией варьируется по сравнению с обычным временем лечения лучевой терапией . Время томотерапии при обычном лечении простаты может составлять всего 6,5 минут, [7] без учета дополнительного времени на визуализацию. Современная томотерапия и традиционные линейные системы включают в себя одну или обе системы рентгеновской визуализации мегавольтного или киловольтного излучения , что позволяет проводить лучевую терапию под визуальным контролем (IMRT). При томотерапии изображения получаются аналогично компьютерной томографии, благодаря их схожей конструкции. [8] [9] [10]

Существует мало прямых сравнений томотерапии и других методов IMRT, однако есть некоторые свидетельства того, что обычный линейный ускоритель, использующий VMAT, может обеспечить более быстрое лечение, тогда как томотерапия лучше способна щадить окружающие здоровые ткани, доставляя при этом равномерную дозу. [11] [12] [13]

Спиральная доставка

При спиральной томотерапии линейный ускоритель вращается на портале с постоянной скоростью во время подачи луча; так что с точки зрения пациента форма, очерченная линейным ускорителем, является спиральной. [14]

Хотя спиральная томотерапия позволяет лечить очень большие объемы без необходимости примыкать полей в продольном направлении, при лечении нецентральных опухолей она демонстрирует отчетливый артефакт из-за «эффекта нити» [15] . Эффект резьбы можно подавить во время планирования за счет правильного выбора шага резьбы.

Доставка под фиксированным углом

В томотерапии с фиксированным углом используется несколько томотерапевтических лучей, каждый из которых подается из отдельного фиксированного угла гентри, при котором во время подачи луча перемещается только кушетка. Это называется TomoDirect, но его также называют топотерапией. [16]

Эта технология позволяет проводить лечение с помощью фиксированного луча, перемещая пациента через отверстие аппарата, сохраняя при этом заданные углы луча.

Клинические соображения

Рак легких , опухоли головы и шеи , рак молочной железы , рак простаты , стереотаксическая радиохирургия (SRS) и стереотаксическая лучевая терапия тела (SBRT) — вот некоторые примеры лечения, обычно выполняемого с использованием томотерапии. [17] [18] [19]

В целом, лучевая терапия (или лучевая терапия) развивалась с упором на однородность дозы по всей опухоли. Томотерапия предполагает последовательную доставку излучения в разные части опухоли, что поднимает две важные проблемы. Во-первых, этот метод известен как «сопоставление полей» и дает возможность не совсем идеального совпадения между двумя соседними полями, что приводит к образованию горячих и/или холодных пятен внутри опухоли. Вторая проблема заключается в том, что если пациент или опухоль сдвинется во время этой последовательной доставки, то снова возникнет горячее или холодное пятно. Первая проблема решается за счет использования винтового движения, как в спиральной компьютерной томографии . [20]

Некоторые исследования показали, что томотерапия обеспечивает более конформные планы лечения и снижает острую токсичность. [21]

Неспиральные методы статического луча, такие как IMRT и TomoDirect, хорошо подходят для лучевой терапии всей груди. Эти режимы лечения позволяют избежать интегрального разброса низких доз и длительного времени лечения, связанных со спиральными подходами, за счет ограничения доставки дозы тангенциальными углами. [22] [23] [24]

Этот риск усиливается у более молодых пациентов с раком молочной железы на ранней стадии, где показатели излечения высоки, а ожидаемая продолжительность жизни значительна. [24]

Подходы со статическим углом луча направлены на максимизацию терапевтического соотношения , гарантируя, что вероятность контроля опухоли (TCP) значительно перевешивает связанную с ней вероятность осложнений у нормальных тканей (NTCP). [25] [26] [27]

История

Методика томотерапии была разработана в начале 1990-х годов в Университете Висконсин-Мэдисон профессорами Томасом Роквеллом Маки и Полом Реквердтом. [28] Небольшой мегавольтный источник рентгеновского излучения был установлен аналогично источнику рентгеновского КТ, а его геометрия позволяла получать КТ-изображения тела в положении установки для лечения. Хотя первоначальные планы предусматривали использование киловольтной компьютерной томографии, нынешние модели используют мегавольтную энергию. Благодаря такой комбинации аппарат стал одним из первых устройств, способных обеспечить современную лучевую терапию под визуальным контролем (IGRT). [20]

Первым применением томотерапии стала система Corvus, разработанная корпорацией Nomos, первый пациент был пролечен в апреле 1994 года. [29] [17] Это была первая коммерческая система для планирования и проведения лучевой терапии с модулированной интенсивностью (IMRT). Оригинальная система, предназначенная исключительно для использования в головном мозге, включала в себя жесткую систему фиксации на черепе, предотвращающую движение пациента между введением каждого среза радиации. Но некоторые пользователи [30] отказались от системы фиксации и применили эту технику к опухолям в самых разных частях тела.

Мобильная томотерапия

Благодаря внутренней защите и небольшой занимаемой площади аппараты TomoTherapy Hi-Art и TomoTherapy TomoHD были единственными аппаратами высокоэнергетической лучевой терапии, используемыми в передвижных установках лучевой терапии. Были доступны два разных типа комплектов: TomoMobile, разработанный TomoTherapy Inc. и представлявший собой передвижной грузовик; и Pioneer, разработанный британской компанией Oncology Systems Limited. Последний был разработан в соответствии с требованиями транспортного законодательства Великобритании и Европы и представлял собой автономную установку, размещенную на бетонной площадке, позволяющую проводить лучевую терапию менее чем за пять недель. [31] [32]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Мэйлс, Филип; Наум, Алан; Розенвальд, Жан-Клод, ред. (2007). Справочник по теории и практике физики лучевой терапии . Бока-Ратон: CRC Press. п. 969. ИСБН 9781420012026.
  2. ^ Коллиган, SJ; Миллс, Дж (2012). «Оборудование лучевой терапии». В Сибтане, аминь; Морган, Эндрю; МакДугалл, Найл (ред.). Лучевая терапия на практике: физика для клинической онкологии . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. doi : 10.1093/med/9780199573356.001.0001. ISBN 9780199573356.
  3. ^ Фенвик, Джон Д.; Томе, Вольфганг А.; Суассон, Эмили Т.; Мехта, Минеш П.; Рок Маки, Т. (октябрь 2006 г.). «Томотерапия и другие инновационные системы доставки IMRT». Семинары по радиационной онкологии . 16 (4): 199–208. doi : 10.1016/j.semradonc.2006.04.002. ПМИД  17010902.
  4. ^ Маллик, Суприя; Рат, Гура К.; Бенсон, Рони (25 ноября 2019 г.). Практическая радиационная онкология. Спрингер Природа. п. 69. ИСБН 978-981-15-0073-2.
  5. ^ Бивис, AW (апрель 2004 г.). «Является ли томотерапия будущим IMRT?». Британский журнал радиологии . 77 (916): 285–295. дои : 10.1259/bjr/22666727. ПМИД  15107318.
  6. ^ Байлат, Клод Дж; Бэхлер, Себастьян; Моекли, Рафаэль; Пашу, Марк; Писатуро, Оливье; Бочуд, Франсуа О (1 августа 2011 г.). «Концепция и задачи ускорителей Томотерапии» (PDF) . Отчеты о прогрессе в физике . 74 (8): 086701. Бибкод : 2011РПФ...74х6701Б. дои : 10.1088/0034-4885/74/8/086701. S2CID  53124638.
  7. ^ Пиотровский, Т; и другие. (июнь 2014 г.). «Томотерапия: влияние на ежедневную рабочую нагрузку и планирование пациентов на основе трехлетнего институционального опыта». Технологии в исследовании и лечении рака . 13 (3): 233–42. дои : 10.7785/tcrt.2012.500374 . ПМИД  24066951.
  8. ^ Хаят, Массачусетс (21 ноября 2007 г.). Визуализация рака: инструменты и приложения. Академическая пресса. п. 28. ISBN 978-0-08-055376-4.
  9. ^ Цай, Цзин; Чанг, Джо Ю.; Инь, Фан-Фан (18 сентября 2017 г.). Принципы и практика лучевой терапии рака легких под визуальным контролем. ЦРК Пресс. п. 144. ИСБН 978-1-4987-3678-7.
  10. ^ Ван, Брайан; Ян, Цзюнь (декабрь 2022 г.). «Новые технологии и аппараты для стереотаксической лучевой терапии». Прецизионная радиационная онкология . 6 (4): 321–327. дои : 10.1002/pro6.1180 .
  11. ^ «VMAT против томотерапии». Новости технологий обработки изображений . 2010-06-02 . Проверено 6 июня 2016 г.
  12. ^ Рао, М.; и другие. (ноябрь 2009 г.). «Оценка лучевой терапии с модулированной интенсивностью на основе дуги при раке головы и шеи». Международный журнал радиационной онкологии, биологии, физики . 75 (3): S419. дои : 10.1016/j.ijrobp.2009.07.959.
  13. ^ Оливер, Майкл; и другие. (15 ноября 2009 г.). «Сравнение времени планирования, времени доставки и качества плана для IMRT, RapidArc и томотерапии». Журнал прикладной клинической медицинской физики . 10 (4): 117–131. doi : 10.1120/jacmp.v10i4.3068. ПМК 5720582 . ПМИД  19918236. 
  14. ↑ Дарафше, Араш (8 марта 2021 г.). Дозиметрия лучевой терапии: Практическое руководство. ЦРК Пресс. п. 325. ИСБН 978-1-351-00537-1.
  15. ^ Киссик, МВт; Фенвик, Дж.; Джеймс, Дж.А.; и другие. (май 2005 г.). «Эффект спиральной томотерапевтической нити». Медицинская физика . 32 (5): 1414–1423. Бибкод : 2005MedPh..32.1414K. дои : 10.1118/1.1896453. ПМИД  15984692.
  16. ^ Гонсалес, Виктор Дж.; Бухгольц, Дэниел Дж.; Ланген, Катя М.; Оливера, Густаво Х.; Чаухан, Бхавин; Микс, Сэнфорд Л.; Ручала, Кеннет Дж.; Хаймерл, Джейсон; Лу, Вэйго; Купелян, Патрик А. (2006). «Оценка двух методов томотерапии для проведения лучевой терапии с модулированной интенсивностью всей груди». Международный журнал радиационной онкологии, биологии, физики . 65 (1). Эльзевир Б.В.: 284–290. дои : 10.1016/j.ijrobp.2005.12.044. ISSN  0360-3016. ПМИД  16618583.
  17. ^ Аб Ву, Шиао Ю.; и другие. (июнь 1996 г.). «Сравнение конформной терапии с модулированной интенсивностью с традиционной системой стереотаксической радиохирургии с внешним лучом для лечения одиночных и множественных внутричерепных поражений». Международный журнал радиационной онкологии, биологии, физики . 35 (3): 593–597. дои : 10.1016/S0360-3016(96)80023-X. ПМИД  8655384.
  18. ^ Черри, Пэм; Даксбери, Анджела, ред. (2009). Практическая лучевая терапия: физика и техника (2-е изд.). Чичестер: Уайли-Блэквелл. п. 210. ИСБН 9781405184267.
  19. ^ Пеньягарикано, Хосе А; и другие. (2006). «Дозиметрическое сравнение спиральной томотерапии и стереотаксической радиохирургии гамма-ножом при единичных метастазах в головной мозг». Радиационная Онкология . 1 (1): 26. дои : 10.1186/1748-717X-1-26 . ПМЦ 1557668 . ПМИД  16887031. 
  20. ^ Аб Маки, TR (7 июля 2006 г.). «История томотерапии». Физика в медицине и биологии . 51 (13): Р427–Р453. дои : 10.1088/0031-9155/51/13/R24. PMID  16790916. S2CID  31523227.
  21. ^ Ю, Мина; и другие. (2013). «Сравнение дозиметрических параметров томотерапии и трехмерной конформной лучевой терапии при раке прямой кишки». Радиационная Онкология . 8 (1): 181. дои : 10.1186/1748-717X-8-181 . ПМК 3721992 . ПМИД  23866263. 
  22. ^ Сквайрс М., Ху Ю., Бирн М. и др. Статическая лучевая томотерапия как метод оптимизации лучевой терапии всей молочной железы (ЛТМ). J Med Radiat Sci , http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jmrs.232/abstract
  23. ^ Годду С.М., Чаудхари С., Мамалуи-Хантер М. и др. Планирование спиральной томотерапии для пациентов с левосторонним раком молочной железы с положительными лимфатическими узлами: сравнение с традиционной многопортовой техникой груди. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2009; 73: 1243–51.
  24. ^ аб Стовалл, Мэрилин; Смит, Сьюзен А.; Лангхольц, Брайан М.; Бойс, Джон Д.; Шор, Рой Э.; и другие. (2008). «Доза лучевой терапии на контралатеральную грудь и риск вторичного первичного рака молочной железы в исследовании WECARE». Международный журнал радиационной онкологии, биологии, физики . 72 (4). Эльзевир Б.В.: 1021–1030. дои : 10.1016/j.ijrobp.2008.02.040. ISSN  0360-3016. ПМЦ 3782859 . ПМИД  18556141. 
  25. ^ Франко П., Катуццо П., Канте Д. и др. TomoDirect: эффективный способ подачи излучения под статическими углами при томотерапии. Тумори 2011; 97: 498–502.
  26. ^ [ нужен лучший источник ]
  27. ^ Мурай, Таро; Сибамото, Юта; Манабе, Ёсихико; Мурата, Руми; Сьюги, Чикао; Хаяси, Акихиро; Ито, Хироя; Миёси, Ёсихито (21 марта 2013 г.). «Лучевая терапия с модулированной интенсивностью с использованием статических портов томотерапии (TomoDirect): сравнение с режимом TomoHelical». Радиационная Онкология . 8 (1). Springer Science and Business Media LLC: 68. doi : 10.1186/1748-717x-8-68 . ISSN  1748-717X. ПМЦ 3643840 . ПМИД  23517931. 
  28. ^ Холмс, Тимоти В.; и другие. (июнь 2008 г.). «Стереотаксическая лучевая терапия с модуляцией интенсивности под контролем изображения с использованием системы спиральной томотерапии HI-ART II». Медицинская дозиметрия . 33 (2): 135–148. doi :10.1016/j.meddos.2008.02.006. ПМИД  18456165.
  29. ^ Маки, Т. Роквелл; Балог, Джон; Ручала, Кен; и другие. (январь 1999 г.). «Томотерапия». Семинары по радиационной онкологии . 9 (1): 108–117. дои : 10.1016/S1053-4296(99)80058-7. ПМИД  10196402.
  30. ^ Сквайрс, Мэтью; Ху, Юнфэй; Бирн, Микель; Арчибальд-Херен, Бен; Приветствую, Соня; Боско, Бруно; Да, Эми; Фонг, Эндрю (04 июня 2017 г.). «Статическая лучевая томотерапия как метод оптимизации лучевой терапии всей груди (WBRT)». Журнал медицинских радиационных наук . 64 (4). Уайли: 281–289. дои : 10.1002/jmrs.232. ISSN  2051-3895. ПМЦ 5715293 . ПМИД  28580762. 
  31. ^ «Лучевая терапия в дороге». Новости технологий обработки изображений . 19 апреля 2010 г. Проверено 6 июня 2016 г.
  32. ^ «OSL запускает передвижной комплекс лучевой терапии Pioneer» . MedicalPhysicsWeb.org . Проверено 6 июня 2016 г.

Внешние ссылки

У Схолии есть профиль томотерапии (Q174387).