stringtranslate.com

Томотерапия

Томотерапия — это тип аппарата лучевой терапии . [1] [2] [3] В томотерапии тонкий луч излучения модулируется при вращении вокруг пациента, пока он перемещается через отверстие аппарата. Название происходит от использования полосообразного луча, так что только один «срез» (греческий префикс «томо-») цели подвергается облучению в любой момент времени. Внешний вид системы и движение источника излучения и пациента можно считать аналогичными КТ-сканеру (компьютерной томографии), который использует более низкие дозы излучения для визуализации. Как и обычный аппарат, используемый для рентгеновской внешней лучевой терапии (часто называемый линейным ускорителем или линейным ускорителем, их основным компонентом), линейный ускоритель генерирует луч излучения, но внешний вид аппарата, позиционирование пациента и доставка лечения отличаются. Обычные линейные ускорители не работают послойно, а обычно имеют большой пучок, размер которого также можно изменять и модулировать. [4] [5] [6]

Общие принципы

Длина поля обработки (ширина среза излучения) регулируется с помощью коллиматорных зажимов. При статической доставке зажимов длина поля остается постоянной во время лечения. При динамической доставке зажимов длина поля изменяется таким образом, что она начинается и заканчивается на минимальной настройке.

Пациент, проходящий томотерапию, лицо и тело которого закрыты, чтобы не допустить движения

Время лечения томотерапией отличается от обычного времени лечения лучевой терапией . Время лечения томотерапией может составлять всего 6,5 минут для обычного лечения простаты, [7] не считая дополнительного времени для визуализации. Современные системы томотерапии и обычные линейные ускорители включают одну или обе системы рентгеновской визуализации мегавольтного или киловольтного напряжения , что позволяет проводить лучевую терапию под контролем изображений (IGRT). В томотерапии изображения получаются очень похожим образом, как и при использовании КТ-сканера, благодаря их тесно связанной конструкции. [8] [9] [10]

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

Спиральная доставка

При спиральной томотерапии линейный ускоритель вращается на своей раме с постоянной скоростью, пока подается луч; таким образом, с точки зрения пациента, форма, очерченная линейным ускорителем, является спиральной. [14]

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

Подача под фиксированным углом

Фиксированный угол томотерапии использует несколько томотерапевтических лучей, каждый из которых доставляется из отдельного фиксированного угла гентри, в котором только кушетка движется во время доставки луча. Это называется TomoDirect, но также называется топотерапией. [16]

Технология позволяет проводить лечение фиксированным лучом, перемещая пациента через отверстие аппарата, сохраняя заданные углы луча.

Клинические соображения

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

В целом, лучевая терапия (или радиотерапия) развивалась с сильной опорой на однородность дозы по всей опухоли. Томотерапия воплощает последовательную доставку радиации в различные части опухоли, что поднимает два важных вопроса. Во-первых, этот метод известен как «соответствие полей» и несет с собой возможность неидеального соответствия между двумя соседними полями с результирующим горячим и/или холодным пятном внутри опухоли. Вторая проблема заключается в том, что если пациент или опухоль двигаются во время этой последовательной доставки, то снова возникает горячее или холодное пятно. Первая проблема уменьшается 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 статические методы облучения, такие как IMRT и TomoDirect, хорошо подходят для лучевой терапии всей груди. Эти режимы лечения позволяют избежать интегрального расширения низкой дозы и длительного времени лечения, связанного со спиральными подходами, ограничивая подачу дозы тангенциальными углами . [22] [23] [24]

Этот риск особенно высок у молодых пациентов с раком груди на ранней стадии, когда показатели излечения высоки, а продолжительность жизни значительна. [24]

Подходы со статическим углом луча направлены на максимизацию терапевтического коэффициента за счет обеспечения того, что вероятность контроля опухоли (TCP) значительно превышает вероятность сопутствующего осложнения нормальной ткани (NTCP). [25] [26] [27]

История

Метод томотерапии был разработан в начале 1990-х годов в Университете Висконсин-Мэдисон профессором Томасом Роквеллом Маки и Полом Реквердтом. [28] Небольшой мегавольтный рентгеновский источник был установлен аналогично рентгеновскому источнику КТ, а геометрия обеспечивала возможность получения КТ-изображений тела в положении установки лечения. Хотя первоначальные планы включали в себя киловольтную КТ-визуализацию, текущие модели используют мегавольтные энергии. Благодаря этой комбинации устройство стало одним из первых устройств, способных обеспечить современную лучевую терапию под визуальным контролем (IGRT). [20]

Первой реализацией томотерапии стала система Corvus, разработанная корпорацией Nomos, первый пациент прошел лечение в апреле 1994 года. [29] [17] Это была первая коммерческая система для планирования и доставки модулированной по интенсивности лучевой терапии (IMRT). Первоначальная система, разработанная исключительно для использования в мозге, включала жесткую систему фиксации на основе черепа для предотвращения движения пациента между доставкой каждого среза радиации. Но некоторые пользователи [30] избегали системы фиксации и применяли эту технику к опухолям во многих различных частях тела.

Мобильная томотерапия

Благодаря своей внутренней защите и небольшим размерам, аппараты для лечения TomoTherapy Hi-Art и TomoTherapy TomoHD были единственными аппаратами для лучевой терапии высокой энергии, которые использовались в перемещаемых комплексах лучевой терапии. Было доступно два различных типа комплексов: TomoMobile, разработанный TomoTherapy Inc., который представлял собой передвижной грузовик; и Pioneer, разработанный базирующейся в Великобритании компанией Oncology Systems Limited. Последний был разработан для соответствия требованиям британского и европейского транспортного законодательства и представлял собой изолированный блок, размещенный на бетонной площадке, что обеспечивало проведение лучевой терапии менее чем за пять недель. [31] [32]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Мейлз, Филип; Наум, Алан; Розенвальд, Жан-Клод, ред. (2007). Справочник по теории и практике физики радиотерапии . Бока-Ратон: CRC Press. стр. 969. ISBN 9781420012026.
  2. ^ Коллиган, С. Дж.; Миллс, Дж. (2012). «Оборудование для лучевой терапии». В Sibtain, Амен; Морган, Эндрю; Макдугалл, Ниалл (ред.). Радиотерапия на практике: физика для клинической онкологии . Оксфорд: Oxford University Press. 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. PMID  17010902.
  4. ^ Маллик, Суприя; Рат, Гура К.; Бенсон, Рони (25 ноября 2019 г.). Практическая радиационная онкология. Springer Nature. стр. 69. ISBN 978-981-15-0073-2.
  5. ^ Бивис, AW (апрель 2004 г.). «Является ли томотерапия будущим IMRT?». Британский журнал радиологии . 77 (916): 285–295. doi :10.1259/bjr/22666727. PMID  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. ^ Пиотровски, Т. и др. (июнь 2014 г.). «Томотерапия: влияние на ежедневную рабочую нагрузку и планирование пациентов на основе трехлетнего институционального опыта». Технологии в исследованиях и лечении рака . 13 (3): 233–42. doi : 10.7785/tcrt.2012.500374 . PMID  24066951.
  8. ^ Хаят, MA (21 ноября 2007 г.). Визуализация рака: приборы и приложения. Academic Press. стр. 28. ISBN 978-0-08-055376-4.
  9. ^ Cai, Jing; Chang, Joe Y.; Yin, Fang-Fang (18 сентября 2017 г.). Принципы и практика лучевой терапии рака легких под визуальным контролем. CRC Press. стр. 144. ISBN 978-1-4987-3678-7.
  10. ^ Ван, Брайан; Ян, Цзюнь (декабрь 2022 г.). «Новые технологии и машины для стереотаксической лучевой терапии». Precision Radiation Oncology . 6 (4): 321–327. doi : 10.1002/pro6.1180 .
  11. ^ "VMAT против томотерапии". Новости технологий визуализации . 2010-06-02 . Получено 6 июня 2016 г.
  12. ^ Рао, М.; и др. (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. doi :10.1016/j.ijrobp.2009.07.959.
  13. ^ Оливер, Майкл и др. (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. PMC 5720582. PMID  19918236. 
  14. ^ Darafsheh, Arash (8 марта 2021 г.). Дозиметрия лучевой терапии: практическое руководство. CRC Press. стр. 325. ISBN 978-1-351-00537-1.
  15. ^ Kissick, MW; Fenwick, J.; James, JA; et al. (май 2005 г.). «Эффект спиральной томотерапии». Medical Physics . 32 (5): 1414–1423. Bibcode :2005MedPh..32.1414K. doi :10.1118/1.1896453. PMID  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, Вейгуо; Купелиан, Патрик А. (2006). «Оценка двух методов томотерапии для доставки лучевой терапии с модулированной интенсивностью на всю грудь». Международный журнал радиационной онкологии, биологии, физики . 65 (1). Elsevier BV: 284–290. doi :10.1016/j.ijrobp.2005.12.044. ISSN  0360-3016. PMID  16618583.
  17. ^ ab Woo, Shiao Y.; et al. (июнь 1996 г.). «Сравнение конформной терапии с модулированной интенсивностью с обычной системой стереотаксической радиохирургии с внешним пучком для лечения единичных и множественных внутричерепных поражений». Международный журнал радиационной онкологии, биологии, физики . 35 (3): 593–597. doi :10.1016/S0360-3016(96)80023-X. PMID  8655384.
  18. ^ Черри, Пэм; Даксбери, Анджела, ред. (2009). Практическая радиотерапия: физика и оборудование (2-е изд.). Чичестер: Wiley-Blackwell. стр. 210. ISBN 9781405184267.
  19. ^ Пеньягарикано, Хосе А. и др. (2006). «Дозиметрическое сравнение спиральной томотерапии и стереотаксической радиохирургии гамма-ножом при одиночном метастазе в мозг». Радиационная онкология . 1 (1): 26. doi : 10.1186/1748-717X-1-26 . PMC 1557668. PMID  16887031 . 
  20. ^ ab Mackie, TR (7 июля 2006 г.). «История томотерапии». Физика в медицине и биологии . 51 (13): R427–R453. doi :10.1088/0031-9155/51/13/R24. PMID  16790916. S2CID  31523227.
  21. ^ Ю, Мина и др. (2013). «Сравнение дозиметрических параметров томотерапии и трехмерной конформной радиотерапии при раке прямой кишки». Radiation Oncology . 8 (1): 181. doi : 10.1186/1748-717X - 8-181 . PMC 3721992. PMID  23866263. 
  22. ^ Сквайрс М., Ху И., Бирн М. и др. Статическая лучевая томотерапия как метод оптимизации при лучевой терапии всей груди (WBRT). J Med Radiat Sci , http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jmrs.232/abstract
  23. ^ Goddu SM, Chaudhari S, Mamalui-Hunter M и др. Планирование спиральной томотерапии для пациентов с раком левой молочной железы с положительными лимфатическими узлами: сравнение с обычной многопортовой техникой молочной железы. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2009; 73: 1243–51.
  24. ^ ab Stovall, Marilyn; Smith, Susan A.; Langholz, Bryan M.; Boice, John D.; Shore, Roy E.; et al. (2008). «Доза облучения контралатеральной груди от радиотерапии и риск вторичного первичного рака груди в исследовании WECARE». Международный журнал радиационной онкологии, биологии, физики . 72 (4). Elsevier BV: 1021–1030. doi : 10.1016/j.ijrobp.2008.02.040. ISSN  0360-3016. PMC 3782859. PMID 18556141  . 
  25. ^ Франко П., Катуццо П., Канте Д. и др. TomoDirect: эффективное средство доставки излучения под статическими углами при томотерапии. Tumori 2011; 97: 498–502.
  26. ^ [ нужен лучший источник ]
  27. ^ Мурай, Таро; Сибамото, Юта; Манабе, Ёсихико; Мурата, Руми; Сьюги, Чикао; Хаяси, Акихиро; Ито, Хироя; Миёси, Ёшихито (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 др. (июнь 2008 г.). «Стереотаксическая лучевая терапия с модуляцией интенсивности под визуальным контролем с использованием системы спиральной томотерапии HI-ART II». Медицинская дозиметрия . 33 (2): 135–148. doi :10.1016/j.meddos.2008.02.006. PMID  18456165.
  29. ^ Mackie, T. Rockwell; Balog, John; Ruchala, Ken; et al. (январь 1999). «Томотерапия». Семинары по радиационной онкологии . 9 (1): 108–117. doi :10.1016/S1053-4296(99)80058-7. PMID  10196402.
  30. ^ Сквайрс, Мэтью; Ху, Юнфэй; Бирн, Микель; Арчибальд-Хирен, Бен; Чирс, Соня; Боско, Бруно; Тех, Эми; Фонг, Эндрю (2017-06-04). "Статическая лучевая томотерапия как метод оптимизации при лучевой терапии всей груди (WBRT)". Журнал медицинской радиологии . 64 (4). Wiley: 281–289. doi :10.1002/jmrs.232. ISSN  2051-3895. PMC 5715293. PMID 28580762  . 
  31. ^ "Радиационная терапия в дороге". Новости технологий визуализации . 2010-04-19 . Получено 6 июня 2016 г.
  32. ^ "OSL запускает передвижной радиотерапевтический комплекс Pioneer". medicalphysicsweb.org . Получено 6 июня 2016 г. .

Внешние ссылки

В Scholia есть профиль для томотерапии (Q174387).