Inżynier i Fizyk Medyczny 6/2017 vol. 6
353
wydarzenia
/
events
SFAT technique is interesting method of implementation Ra-
pidArc plans, which allows to create more optimal treatment
plans. This technique seems to be good for areas, where con-
formity of dose is very desirable, because of proximity of OARs.
Key words
: head and neck cancer, dynamic radiotherapy, Ra-
pidArc, SFAT
Wstęp
Podczas leczenia pacjentów ze zdiagnozowanym nowotwo-
rem okolicy głowy i szyi w wielu przypadkach niezbędne jest
elektywne napromienienie układu chłonnego szyi do dawki 50
Gy [2]. Obszar ten zawiera wiele narządów krytycznych (OAR),
m.in.: krtań, ślinianki, rdzeń kręgowy [3]. W związku z tym nie-
zbędne jest stworzenie planu o wysokim stopniu dopasowania
rozkładu dawki do targetu z jednoczesną ochroną OAR. Jedną
z metod realizacji takiego leczenia jest technika RapidArc, wyko-
rzystująca ruch gantry wokół pacjenta z jednoczesną modulacją
kształtu i wielkości pola oraz mocy dawki promieniowania [4].
Przy tworzeniu planu radioterapeutycznego z użyciem tej tech-
niki obowiązują zasady odwrotnego planowania (z Inverse Paln-
ning) [5]. Opracowana technika SFAT ma na celu optymalizację
wykorzystania kolimatora MLC, zainstalowanego w akcelerato-
rze TrueBeam 1.6, tak aby uzyskać jak najlepsze dopasowanie
kształtu izodoz do targetu, z maksymalną ochroną występują-
cych w okolicy OAR.
Materiał, metody
Spośród pacjentów napromienianych w latach 2014-2017 wybra-
no przykładową grupę sześciu pacjentów z nowotworem okolicy
głowy i szyi. Pacjenci byli w różnym wieku, różnych płci, cechą
wspólną była konieczność napromienienia układu chłonnego szyi
do dawki 50 Gy, we frakcjonowaniu 2 Gy na dzień, pięć razyw tygo-
dniu. Dla każdego pacjenta przygotowano zestaw dwóch planów
radioterapeutycznych. Oba plany zostały stworzone za pomocą
oprogramowanie Eclipse, z użyciem algorytmu AAA i kolimatora
wielolistkowego MLC 120 HD. Pierwszy plan wykorzystywał dwa
pełne łuki (zakres kątowy 179º-181º), różniące się kątem skręce-
nia kolimatora (30º i 330º). Drugi stworzony został analogicznie,
jednak założono, aby ruch listków kolimatora mógł odbywać się
tylko w obszarze jednej ze szczęk kolimatora przy zafiksowanej
pozycji drugiej szczęki (odpowiednio X1 lub X2). Zabieg ten wy-
musił „rozbicie” każdego łuku na dwa, stąd sumarycznie powsta-
ły cztery łuki. Podczas optymalizacji obu planów zdefiniowano
identyczne kryteria zarówno dla PTV (
Planning Target Volume
), jak
i dla OAR: krtani, ślinianek przyusznych oraz kanału kręgowego.
Po utworzeniu planów dokonano analizy histogramówDVH (
Dose
Volume Histogram
) w celu oceny parametrów planów, porównania
dopasowania dawki do objętości targetu oraz oceny wartości da-
wek zdeponowanych w poszczególnych narządach krytycznych.
Wyniki
Dla każdego pacjenta dokonano porównania parametrów po-
między dwoma planami, biorąc pod uwagę: V95, V101.5 oraz
V105, czyli objętości PTV, która otrzymywała odpowiednio 95%,
101,5% oraz 105% dawki zaplanowanej, co przedstawiono na
rysunku 1.
Plany SFAT cechowały się lepszym pokryciem targetu (V95
wyższe niż dla planu standardowego) i co ważne, udało się to
osiągnąć bez przesunięcia histogramu DVH ku wyższym daw-
kom (parametry V101.5 niższe dla planów SFAT). Parametr V105
dla wszystkich planów wynosił poniżej 1%.
Wyliczono również średnie współczynniki homogeniczności
HI (def. jako stosunek różnicy D
max
i D
min
w PTV do D
śr
w PTV; HI ->
0) oraz współczynnik pokrycia objętości tarczowej PTC (def. jako
stosunek objętości PTV pokrytej izodozą 95% do objętości całe-
go PTV; PTC -> 1). Średni HI dla techniki SFAT wyniósł 0,298, a dla
drugiej 0,314. Średni PTC dla techniki SFAT wynosił natomiast
0,989, podczas gdy dla standardowej RapidArc 0,976.
Aby sprawdzić, jak zwiększona liczba łuków w przypadku
techniki SFAT wpływa na objętość tkanek otrzymującą niskie
dawki promieniowania, wyznaczono średnie współczynniki
różnicy pokrycia (WRP) dla poszczególnych izodoz, definiowa-
ne jako stosunek różnicy objętości pacjenta objętej konkretną
izodozą w planie SFAT i objętości pokrytej tą samą izodozą dla
planu standardowego, do objętości PTV. Średnie WRP
40%
wyno-
siła 0,21, WRP
60%
0,08, a WRP
80%
-0,02. Technika SFAT powoduje
napromienianie większej objętości pacjenta niższymi dawkami,
ale wraz z przesuwaniem się ku wyższym dawkom różnica w na-
promienianych objętościach staje się coraz mniejsza.
Następnym krokiem była analiza DVH dla wybranych narzą-
dów krytycznych. Pod uwagę brane były: dawka maksymalna dla
rdzenia kręgowego oraz dawka średnia dla krtani i obu ślinianek
przyusznych. Plany SFAT cechowały się lepszą ochroną wybra-
nych narządów krytycznych. Największą różnicę zauważyć moż-
na dla krtani. Dane zostały zebrane i porównane na rysunku 2.
U niemal wszystkich pacjentów zauważyć można lepszą
ochronę wybranych narządów krytycznych przy zastosowaniu
podczas planowania techniki SFAT.
Dyskusja
Zaprezentowane wyniki pokazują, że plany wyliczone w techni-
ce SFAT charakteryzowały się lepszym pokryciem PTV niż plany
standardowe. Było to możliwe dzięki zamknięciu jednej ze szczęk
kolimatora, dzięki czemu listki MLC były w stanie lepiej „rzeźbić”
dawkę w PTV. Mniejsze pole wykorzystywane w technice SFAT
powoduje, że listki są w stanie szybciej i dokładniej modelować
kształt pola, co jest trudniejsze w przypadku dużych pól. Również
ochrona OAR przemawia na korzyść techniki SFAT. Największa
różnica dawek występuje dla krtani. Jest to ważna informacja,
gdyż krtań często jest otoczona przez PTV i jej ochrona wymaga
wręcz kompletnego „wycięcia” dawki w tym obszarze (Rys. 3).
Technika SFAT wymaga rozbicia każdego łuku z konwencjonal-
nego planu na dwa, co oznacza również wydłużenie czasu trwa-
nia każdego pojedynczego seansu radioterapeutycznego. Czas
realizacji poszczególnych łuków oscyluje między 60-70 s, co po-
Rys. 1
Porównanie parametrów DVH dla planu SFAT oraz standardowego RapidArc
wykres 1) V95 w PTV; wykres 2) V101,5 w PTV
