Módszerek háromdimenziós konformális protonsugár terápia - egy
Módszerek háromdimenziós konformális protonsugár terápia
Jelenleg az orvosi-technikai komplex JINR LNP, rendszeres foglalkozások proton terápia a rák és más betegségek (körülbelül 100 beteg évente). Besugárzást tumorok közelében található létfontosságú struktúrák és radioszenzitív szervek kifejlesztett egy módszert háromdimenziós konformális terápia, amelynek során a maximális dózis felosztható legjobban megfelel az alak a célt. Ebben a dózisban esik meredeken kívül a cél, amely lehetővé teszi, hogy a besugárzás korábban nem voltak elérhetők a sugárterápiás lokalizációban. Ebben a dokumentumban bemutatjuk a alapvető eljárási műveletet előre sugárzás előkészítése és lefolytatása besugárzás a kifejlesztett módszer.
Ábra. 1. A dóziseloszlást a behatolási mélység a különböző típusú sugárzás: 1 - neutronok. p (660) / Be; 2 - π-mezonoknak 54 MeV; 3 - proton 200 MeV; 4 - neutronok. p (66) / Be; 5 - bremsstrahlung. 8 MeV; 6 - γ-sugárzással. Be (60Co); 7 - elektronok. 20 MeV
A sürgős a probléma a rák kezelésére jól ismert. A halálozási arány ennek a betegségnek a második legnagyobb a világon, miután a szív- és érrendszeri betegség. Így a hivatalos statisztikák szerint [1] minden évben Magyarországon 1 millió ember rákos mintegy 2700 embert, és ez a szám folyamatosan növekszik évente.
A módszer a sugárterápia onkológiai megbetegedések egyik fő kezelési módszerek, és használja akár 70% -a minden esetben, mind önállóan és kombinálva a műtét, kemoterápia és a jelzések használata folyamatosan bővül. Hadron terápia gerendák nehéz nukleáris részecskék (protonok, neutronok, ionok, stb) a leghatékonyabb és ígéretes irány az Onkoradiológiai megbeszélés modern igényeket gyakorlati egészségügy. Ez számos előnye van a hagyományos radioterápiát gamma-sugárzással és elektron. Így, mivel a tulajdonság a nehéz töltött részecskék létre a végéhez fut a maximális energia felszabadulást biztosító anyag (a Bragg csúcs), lehetővé válik, hogy pontosan alkotnak lokalizált sugárzási dózis megválasztása a mélyen fekvő daganat, miközben minimálisra csökkenti a besugárzás normál szövetek a tumort körülvevő (ábra. 1). Továbbá, hadronokat a tulajdonsággal rendelkeznek, jobb biológiai hatását a sejtekre kimerített oxigén, ami különösen fontos a kezelés úgynevezett sugárzással szemben rezisztens tumorok, amelyek gyengén reagálnak a hagyományos besugárzási sugárforrások [2].
A gyors fejlődés az utóbbi évtizedekben a területen az orvosi diagnosztika és a számítástechnika létrehozásához vezetett egy új irányt radiológia - egy háromdimenziós számítógépes tervezése és végrehajtása során a sugárzás, mely a maximális adag felosztható leginkább megfelel az alak a célt. Ebben a dózisban esik meredeken kívül a cél, amely lehetővé teszi, hogy a besugárzás korábban nem voltak elérhetők a sugárterápiás lokalizációban. Ez a technika vált ismertté, mint konform terápia [3].
Ez a cikk bemutatja a főbb állomásait előkészítése és megtartása háromdimenziós konformális protonnyalábos terápia, kidolgozni és megvalósítani az orvosi-technikai komplex JINR LNP az elmúlt néhány évben.
Műszaki szakaszában előre sugárzás előkészítése és végrehajtása konform proton terápia
Ábra. 3. Axial szelet határ körülhatárolt cél besugárzás.
A Laboratórium nukleáris problémák JINR program fejlesztésére hadron terápia szinkrociklotron gerendák indult 1967-ben a kezdeményezésére professzor V. P. Dzhelepova. Az első szakaszban a tanulmány 84 beteg megvilágítottuk egy proton gerenda, amely után a gázpedál leállt a korszerűsítése. Ugyanakkor, az építési mnogokabinnogo egészségügyi-műszaki komplex indult (MTC) [4] a hadron terápia a rákos betegek.
A fő módszertani és technológiai szakaszaiban pre-sugárzás előkészítése és megtartása expozíciós alábbiakban soroljuk. Ezek közé tartoznak:
- Immobilizálása a régió besugárzandó;
- Elvégzése és röntgen mágneses rezonancia tomográfia és a bevezetése CT szeleteket a tervezési program;
- Háromdimenziós számítógépes tervezés besugárzás;
- Gyártása egyedi nyalábalakító eszközök - göndör Collie motor diagnosztika és a kompenzáló bolus;
- Végrehajtása és ellenőrzése a besugárzási tervet.
Mint már említettük, a gerendák a nehéz töltött részecskék jelenléte miatt a lokalizált egyértelmű utat és egy kis oldalirányú szóródását lehetővé teszi, hogy formálja a dózis területen kis oldalirányú gradiensek, amely lehetővé teszi, hogy a besugárzás tumorok közvetlenül szomszédos a kritikus sugárérzékeny struktúrák és szervek-betegünk. Ahhoz azonban, hogy teljes mértékben kihasználni ezeket az előnyöket, akkor először alaposan tervezése sugárzás. Ehhez először meg kell, hogy információt kapjon a háromdimenziós eloszlás sűrűsége a beteg szövetet a megadott helyen. Ezt meg lehet tenni az X-ray komputertomográfiás (CT). A fő követelmény az is teljes mértékben megfelel a rendelkezések a besugárzott terület a diagnózis és az ezt követő ülésein a frakcionált besugárzás a beteg. Abban az esetben, célokat, amelyek lokalizált a fej vagy a nyak területek azok megbízható rögzítést képalkotó és terápiás szék minden egyes beteg immobilizálására maszk készült perforált, hőre lágyuló (ábra. 2).
Képalkotó vizsgálatok folynak a spirál röntgentomográfiás a fekvő páciens rögzítő egy maszk. Általában mért száz szakaszok lépésekben 2 mm. Az információk digitális formában kerül majd be egy háromdimenziós számítógépes kezelés tervezési rendszer. Annak ellenőrzésére, a határokat a tumorok tovább terjedt végzett mágneses rezonancia, angiográfia, és mások. Végrehajtása során első proton terápiás kezelés szoba MTC beteg van rögzítve egy speciális terápiás szék az ülő helyzetben. Ezért, ha a cél található a mellkas területén, majd tomográfia, mért diagnosztikai CT vizsgálat nem lehet miatt jelentős meg nem felelésre vonatkozó, a belső szervek a beteg diagnózisa és a sugárzás. A probléma megoldására fejlesztették ki és gyártották változata a röntgen CT szkenner topometry, kombinált terápiás szék [5]. A különlegessége abban rejlik, hogy az X-ray sugárzó és érzékelő egység van szilárdan rögzítve a falak a eljá-rossz feltevést, és a beteg rögzített helyzetben, amelyben továbbra is sugározzuk elnökletével forog sebességgel 1 vol. / Min. Befejezése után a teljes fordulat, a beteg szék mozog egy előre meghatározott összeget, és a mérést megismételjük.
Konformális sugárterápia nélkül lehetetlen számítógépes szimuláció sugárzás. Ennek eredményeként az együttműködés a világ első proton terápia Hospital Center Loma Linda, USA. alakult ki a közepén egy háromdimenziós számítógépes rendszer tervezését proton besugárzás «TPN» lett kialakítva, hogy a berendezés és a protonnyalábos Phasotron JINR. Miután egy sor kísérletet, dozimetriás, dózis számítási algoritmus igazolása rendszert használnak a klinikai gyakorlatban.
A háromdimenziós tömb topometricheskoy szerzett információk számítógépes tomográfia digitális formában visszük be a kezelés tervezési rendszer. Minden egyes axiális szeletet radiológus körvonalaz határok besugárzás cél, és a kritikus struktúrák - például az agytörzs, látóideg, stb (3. ábra) ... Ezen túlmenően, megadott CO-lichestvo sugárterekre és azok irányát. Ezekből az adatokból a rendszer átalakításáról szélerőművek dimenziós modellt vázolt szerkezetek.
A meglévő program funkció «beam's-eye-view» (kilátás az oldalán a fény) és a digitális rekonstruált röntgenfelvételek mindegyik irányban besugárzást meghatározott és körülhatárolt protonsugár egy bizonyos alakú keresztmetszete (ábra. 4), amely a pillanatnyi besugárzási keresztül generált egyéni kollimátor Wood ötvözet.
Ahhoz, hogy a konformalitása a dózis eloszlás a proton nyaláb a mélységben alakja a cél számítjuk, majd előállított, úgynevezett, pilulák - kocsifékező komplex alakja, figyelembe véve a heterogén szerkezete a szövetek és szervek a beteg elhelyezve a sugár útjában (5. ábra :. használata bóluszok lehetővé teszi, hogy létrehoz egy proton gerenda szögtartó megcélzott a behatolási mélység.).
Hozzáadásakor az összes egyedi gerendák származó, különböző irányból, a teljes számítjuk térbeli dózis eloszlás (ábra. 6.). A keresztmetszet a háromdimenziós struktúrákat a besugárzott régióban, és a dózis eloszlás lehet láthatóvá három kölcsönösen előrejelzések: axiális, szagittális, koszorúér.
Szakaszában felkészülés expozíció befejezése gyártó ITC workshopok célja, a program tervezésekor az egyes göndör kollimátorként és bóluszok (7.), Amelyeket kifejlesztett és gyártott összes szükséges technológiai berendezések és eszközök. Felesleges proton besugárzás végezzük általában szakaszosan - kivételével minden hétvégén, három hétig (az úgynevezett ciklusok ..). Minden nap kezdete előtt való kitettség a kezelés teljes ideje származik terápiás protonnyalábos és magával óvatosan dozimetriai. Mért sugárprofil ez glubinnodoznoe eloszlása a dózisteljesítmény. Aztán ezek a paraméterek ellenőrzése közvetlenül az exponálás során a betegeknek.
Minden egyes besugárzási irányban, közvetlenül a besugárzás előtt, a betegnek X-ray kép készült egy cső szerelt a beteg számára a nyaláb tengelyen. Továbbá, míg a képet mutatott protonnyaláb alacsony intenzitású. Ennek eredményeképpen, a kép világosan mutatja a pozícióját a proton nyaláb képest anatómiai struktúrák a koponya (8. ábra: Ellenőrző terv proton besugárzás: Bal - digitális koponya röntgenfelvétel a besugárzás irányát a nyúlvány megcélzott kritikus struktúrák és a rekesz kollimátor jobb - X-ray a koponya, tette előtt közvetlenül. besugárzás egyidejű megvilágításának protonnyaláb alacsony intenzitású. a helyzet a nyaláb tekintetében csontszerkezet, iránymutatások és formája pontosan megfelelnek tervezni sugárzás ) .. Ha ez a helyzet nem esik egybe pontossággal 1 mm, így számítottuk tervező program, tett egy korrekció szék pozícióját a fény. Közvetlenül ezután végzett terápiás protonsugár besugárzással.
következtetés
Ábra. 9. A proton sugársebészet metasztázis vesesejtes karcinóma a mély részein a bal agyfélteke.
A korai eredmények klinikailag és radiológiailag igazolták, hogy a fejlett technika háromdimenziós konformális besugárzás proton biztosítja a pontos dózist szállítás tervezett rendellenes kötetet. A 9. ábra a terv proton sugár terápiás sugárzásra agyi metasztázisok, valamint a mágneses rezonancia képalkotás ellentétben a besugárzás előtt, és 8 hónap után. A komputertomográfia a besugárzás terv - dóziseloszlást képviseli kitöltési színét. MRI kontraszt a frontális síkban a besugárzás; MRI után 8 hónappal a sugárterápia - 90% -os csökkentését tumorok, ödéma regressziós visszaállítani a normál kamra formák. Mint látható, szinte teljesen visszafejlődik daganatok.