Page 62 - IFM 2 2013 - calosc

vol. 2 2/2013 Inżynier i Fizyk Medyczny

radioterapia

\

radiotherapy

artykuł

\

article

110

końce kateterów wyprowadzone są na zewnątrz przez bli-

znę pooperacyjną. Napromienianie odbywa się w kilka dni

po operacji i na ogół jest to napromienianie dokonywane

w kilku frakcjach. Bywa ono stosowane na przykład w przy-

padku nowotworów trzustki.

Planowanie brachyterapii

i obliczanie rozkładów dawek

Sposób obliczania dawki zależy od wielkości i rodzaju źró-

dła. Systemy komputerowe służące do obliczania rozkładów

dawki w brachyterapii wyposażone są w wyspecjalizowa-

ne oprogramowanie, które pozwala na obliczenie dawki

z uwzględnieniem anizotropii źródeł wynikającej z ich kon-

strukcji oraz z uwzględnieniem pochłaniania i rozpraszania

w elementach budowy kateterów i aplikatorów, a także roz-

praszania i pochłaniania w tkankach.

Czynnikiem mającym największy wpływ na wielkość mocy

dawki jest odległość od źródła, gdyż moc maleje z kwadra-

tem odległości. Dlatego też w planowaniu brachyterapii

oraz w wyznaczaniu wielkości i rozkładów dawki niezwykle

istotne jest ustalenie odległości pomiędzy poszczególnymi

źródłami lub kateterami w danej aplikacji.

Planowanie procedury napromieniania w brachyterapii

różni się stopniem złożoności w zależności od liczby zastoso-

wanych kateterów i źródeł promieniowania, jednak kolejne

etapy procedury wyglądają podobnie. Na podstawie badań

diagnostycznych i klinicznych zdefiniowany zostaje obszar

do napromieniania. W zależności od wielkości i kształtu

tego obszaru ustalona zostaje wielkość aplikatora (np. w gi-

nekologii) lub liczba i wzajemne ułożenie kateterów (w apli-

kacjach śródtkankowych). Na przestrzeni wielu lat rozwoju

brachyterapii zostały opracowane szczegółowe zasady

rozmieszczania kateterów w celu otrzymania właściwego

rozkładu dawki, możliwie jednorodnej i obejmującej całość

napromienianej zmiany. Na przykład w stosowanym po-

wszechnie tzw. systemie paryskim katetery równej długości

powinny być ułożone równolegle w równych odstępach od

siebie [3]. Odstępy te są rzędu 10-15 mm. Skrajne katetery

powinny znajdować się na granicy zmiany, a ich końce nie-

znacznie wychodzić poza jej obręb. W wielu wypadkach wa-

runki anatomiczne powodują, że rzeczywisty układ odbiega

od idealnego.

We wszystkich opisanych procedurach aplikacji w pierw-

szej kolejności w obręb zmiany wprowadza się prowadnice,

w formie kateterów, a następnie do prowadnic wprowadza

się nieaktywne imitacje źródeł, tzw. markery, których poło-

żenia sprawdzane są za pomocą badania rentgenowskiego

lub ultrasonograficznego. Jeżeli ułożenie prowadnic jest

niewłaściwe, można je poprawić jeszcze przed rozpoczę-

ciem napromieniania. Po zaakceptowaniu układu wykony-

wane są rentgenowskie zdjęcia lokalizacyjne. Istnieje kilka

metod rentgenowskiej lokalizacji przestrzennej kateterów

i źródeł. Najczęściej są to dwie wzajemnie prostopadłe eks-

pozycje wykonywane w warunkach geometrycznych, w któ-

rych odczytanie położenia rzutów kateterów na obrazach

pozwala precyzyjnie wyznaczyć ich położenia w przestrzeni.

W niektórych aplikacjach lokalizuje się położenie prowad-

nic za pomocą badania wykonanego tomografem kompu-

terowym lub skanerem magnetycznego rezonansu jądro-

wego MR (

Magnetic Resonance

). Obrazy w formie cyfrowej

wprowadzane są do systemu komputerowego planowania

leczenia TPS (

Treatment Planning System

). Odpowiednie mo-

duły systemu pozwalają na obliczenie współrzędnych prze-

strzennych położenia źródeł i odtworzenie ich wzajemnego

położenia wyświetlanego następnie na ekranie systemu.

Rozpoczyna się proces planowania położenia źródeł w ka-

teterach i kształtowania rozkładu dawki, czyli proces opty-

malizacji. Możliwość optymalizacji rozkładu dawki zależy od

liczby stopni swobody układu oraz od określenia funkcji celu.

Możliwości te są różne w różnych typach aplikacji.

Duże możliwości manewru podczas procesu optymaliza-

cji rozkładu dawki daje aparatura do brachyterapii HDR. Do-

tyczy to sytuacji, w której wykorzystana jest znaczna liczba

kateterów. Ma to miejsce na przykład w leczeniu nowotwo-

rów sutka, prostaty i trzustki. W dwóch pierwszych przypad-

kach mamy do czynienia z układami sztywnych metalowych

kateterów ułożonych równolegle. W przypadku śródopera-

cyjnych aplikacji w obrębie trzustki bardzo często powstają

układy wielu, chaotycznie ułożonych elastycznych katete-

rów. We wszystkich tych przypadkach są to układy o dwóch

stopniach swobody, a więc nadające się do zastosowania

procedur optymalizacyjnych. Stopniami swobody są pozycje

źródła w kateterach i czas postoju w pozycjach. Systemy pla-

nowania leczenia (TPS) oferują tu znaczne możliwości.

W pewnych przypadkach, gdy katetery nie pokrywają

całej objętości obszaru do napromieniania, automatyczna

optymalizacja może nie dać zadowalającego rozwiązania

i konieczne jest dokonanie przez planującego korekty czasu

postoju źródła w niektórych pozycjach. W każdym przypad-

ku matematycznie zoptymalizowany plan napromieniania

powinien być zweryfikowany i zaakceptowany przez radiote-

rapeutę na podstawie jego doświadczenia klinicznego.

Brachyterapia w Polsce

W Polsce jest obecnie około 25 ośrodków, w których stosuje

się brachyterapię. Liczba pacjentów poddawanych brachyte-

rapii to około 8000 osób rocznie (dla porównania w teletera-

pii ok. 50 000). Brachyterapia jest stosowana w praktycznie

wszystkich lokalizacjach nowotworów (HDR), jednakże oko-

ło 70% wszystkich aplikacji dotyczy nowotworów gineko-

logicznych. Liczby pacjentów leczonych w poszczególnych

ośrodkach wahają się od 50 do 1100 rocznie.

Liczba radioterapeutów wyspecjalizowanych w nowotworach

ginekologicznych jest wystarczająca. Jednak tylko niektóre

Page 62 - IFM 2 2013 - calosc - www