vol. 6 6/2017 Inżynier i Fizyk Medyczny
348
wydarzenia
\
events
Katarzyna Antończyk-Szewczyk
1, 2
, Beata Kozłowska
2
,
Anna Mitek
1
1
Exira Gamma Knife, ul. Ceglana 35, 40-514 Katowice, tel. +48 607 054 118,
e-mail:
2
Uniwersytet Śląski, Śląskie Międzyuczelniane Centrum Edukacji i Badań
Interdyscyplinarnych Instytut Fizyki, Zakład Fizyki Jądrowej
i Jej Zastosowań, ul. 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów
Streszczenie
Indeks jednorodności (HI) jest narzędziem służącym do ilościo-
wej oceny planu leczenia w radioterapii. Obiektywnie ocenia
rozkład dawki w obszarze tarczowym.
Gamma Knife jest powszechnie używaną techniką do leczenia
zmian nowotworowych i nie tylko, w obrębie głowy. W przypad-
ku techniki Gamma Knife przyjęło się planowanie dawki margi-
nalnej na izodozę 50%, co odpowiada izodozie 100% w konwen-
cjonalnej radioterapii. Efektem planowania leczenia na niższą
izodozę niż w porównaniu z konwencjonalną radioterapią, jest
tworzenie się tzw. gorących punktów w targecie.
Celem niniejszej pracy było przeprowadzenie wstępnych ba-
dań trzech planów leczenia różniących się przypisaną izodozą
referencyjną (Plan 1: 40%, Plan 2: 50% oraz Plan 3: 60%) oraz
wyznaczenie w każdym z przypadków indeksów jednorodności
zgodnych z zaleceniami.
Istnieje wyraźna zależność między stosowaną izodozą refe-
rencyjną a wskaźnikami jednorodności. Na podstawie przedsta-
wionych zależności stwierdzono, że wraz ze wzrostem izodozy
referencyjnej wskaźniki jednorodności zmniejszały się.
Otrzymane wskaźniki jednorodności rozkładu dawki są śred-
nio dwukrotnie większe niż w przypadku wskaźników HI otrzy-
manych w konwencjonalnej radioterapii [1]. Badania jednak
wymagają poszerzenia grupy badawczej, co pozwoli na precy-
zyjniejszą analizę jednorodności dawki w targecie w technice
Gamma Knife.
Słowa kluczowe
: współczynnik jednorodności (HI), radiochirur-
gia, Gamma Knife, izodoza referencyjna, „gorące punkty”
Abstract
The homogeneity index (HI) is a tool for quantifying the tre-
atment plan in radiotherapy. It objectively evaluates the dose
distribution in the target.
Gamma Knife is a technique commonly used for the treat-
ment of brain tumor, but not only. In the case of Gamma Knife,
it is customary to plan a marginal dose of 50% isodose, which
corresponds to 100% isodose in a conventional radiotherapy. As
a result of planning of treatment for the lower isodose compared
to conventional radiotherapy,is “hot spots” in the target appear.
The aim of this work was to conduct a preliminary study of
three different treatment plans that were assigned reference
isodose (Plan 1: 40%, Plan 2: 50% and Plan 3: 60%) and to de-
signate homogeneous index in each case according to recom-
mendations.
There is a clear correlation between the reference isodose
used and homogeneity index. Based on the presented relation-
ship, it was found that as the reference isodose increased, the
homogeneity indexes decreased.
The resulting homogeneity of dose distribution is on avera-
ge twice as high as that of HI values obtained with conventional
radiotherapy [1]. This study, however, requires an increase of
the research group to allow more accurate homogeneity of the
dose in Gamma Knife.
Key words
: homogeneity Index (HI), radiosurgery, Gamma Kni-
fe, reference isodose, “hot spots”
Wstęp
Temat jednorodności dawki w planowaniu leczenia metodą
Gamma Knife, czyli radiochirurgiczną metodą leczenia głównie
zmian nowotworowych w okolicy głowy, jest ważnym tematem
wielu prac badawczych oraz często wzbudza wiele kontrowersji
w świecie radioterapii. Indeks jednorodności (HI) to obiektyw-
ne narzędzie do analizy rozkładu dawki w obszarze tarczowym.
Problem niejednorodności rozkładu dawki występuje w niemal
każdej z stosowanych technik radioterapii. Niejednorodność
dawki jest często skutkiem tworzenia się tzw. gorących punk-
tów („hot spots”), czyli miejsc o podwyższonej dawce promie-
niowania w obszarze tarczowym w stosunku do dawki przypisa-
nej. W przypadku konwencjonalnej radioterapii „gorące punkty”
to punkty posiadające dawkę większą niż 107% dawki przypisa-
nej na obszar tarczowy. Istnieje wiele sposobów niwelowania
powstałych gorących punktów, np. klinowanie wiązki terapeu-
tycznej, dobór odpowiednich kątów padającej wiązki oraz two-
rzenie dodatkowych struktur zawierających obszar gorących
punktów i zadania na tę strukturę odpowiednich priorytetów.
Mogą jednakże pojawić się ograniczenia techniczne uniemoż-
liwiające wykorzystanie ww. sposobów. Badania wykazały, że
kształt oraz lokalizacja napromienianej zmiany chorobowej nie
ma dużego wpływu na tworzenie się gorących punktów, z kolei
wykazano tendencję wzrostową HI w stosunku do przypisanej
dawki [1]. W przypadku stosowania techniki Gamma Knife efekt
tworzenia się „gorących punktów” także występuje, ale nabiera
innego znaczenia.
Technika Gamma Knife i niejednorodność dawki
Gamma Knife Perfection® to urządzenie posiadające w swojej
budowie 192 źródła izotopu kobaltu Co-60. W trakcie leczenia
padające wiązki elementarne krzyżują się w izocentrum x =
100 mm, y = 100 mm, z = 100 mm. By zbudować izodozę refe-
rencyjną, której została przypisana odpowiednia dawka, w ob-
szarze tarczowym należy zastosować odpowiednią ilość paczek
wiązek elementarnych, czyli tzw. strzałów. Każda paczka wią-
zek elementarnych składa się z 8-sektorowego układu, a każdy
sektor posiada 24 izotopy źródła Co-60. Każdy z sektorów ma
cztery rodzaje kolimatorów o średnicy: 4 mm, 8 mm, 16 mm oraz
możliwość
off
, czyli całkowitego zamknięcia sektora, co umożli-
wia precyzyjne dopasowanie izodozy referencyjnej do obszaru
targetu. W przypadku techniki Gamma Knife, w przeciwieństwie
do konwencjonalnej radioterapii, należy dokonać wyboru od-
powiedniej izodozy, której zostaje przypisana dawka frakcyjna,
a w większości przypadków równoznaczne jest to z dawką cał-
kowitą. Po zaplanowaniu leczenia, ukształtowana izodoza refe-
rencyjna o zadanej dawce otacza obszar tarczowy i jest często
określana jako dawka marginalna. Dla przykładu, dawka 12 Gy
Aspekt (nie)jednorodności
w planowaniu leczenia w Gamma Knife
The problem of (non) homogeneity in treatment planning
in the Gamma Knife technique
