Nové techniky v radioterapii

Transkript

1 Nové techniky v radioterapii

2 1895 objev rtg záření první léčba 1910 rtg terapie 1930 radiová bomba 1937 Lineární urychlovač 1966 lineární urychlovač CT počítačové plánování MRI/PET Historie radioterapie

3 70.léta jednoduché techniky (AP/PA pole) - nepřesné zaměření a výpočty - relativně nízké dávky Neuspokojivé výsledky Výsledky???? složité techniky - vysoce přesné výpočty a zobrazení - vysoké dávky - mnohostupňový proces plánování

4 Prostata TCP 10% TCP 20% TCP Fowler, IJROBP 2003

5 Vstupní informace Léčebný záměr Lokalizace/ Fixace Anamnesa Operační nález Histologický Zakreslení nález Zobrazovací objemů metody Klinický nález Nádor + lem Uzlinové oblasti Kritické orgány Dávka Dávkové limity Příprava ozařovacího plánu Uspořádání polí Homogenita dávky Příprava variant plánu Radikální/paliativní Pre/pooperační Brachyterapie? Kombinovaná Výsledky? Late efekty? Poléčebné sledování Simulace Fúze s MRI, PET Kontroly a změny v průběhu RT Přesnost nastavení Kontrola parametrů Reprodukovatelnost Poloha pacienta Kritické orgány Volba fixačních Plánovací CT pomůcek Vlastní ozáření + verifikace Přesnost nastavení

6 JAKÝ je to za nádor? KAM vlastně zářím? KDE je nádor? JAK ho ozářit?

7 Stanovení cílových objemů-kde je nádor? Klinické vyšetření CT RTG (včetně skiaskopie) NMR PET (PET/CT) Scintigrafie (skelet) UZ

8 CT Nutná podmínka pro radikální RT Zakreslení cílových objemů a kritických struktur Výpočet dávky záření podle density Obvykle řezy po 3-5 mm (pro stereotaxi i po 1 mm) On line propojení s plánovacím systémem Pro některé struktury není zobrazení ideální prostata, mozek

9 Magnetická rezonance lepší zobrazení některých struktur mozek, malá pánev fúze s CT v plánovacím systému zakreslení cílových objemů

10 Fúze MR a CT

11 MRI spektroskopie

12 PET - FDG Zobrazuje metabolicky aktivní oblasti Tumory plic, lymfomy, tumory rekta, čípku děložního Úpravy cílových objemů, eliminace omylů (disseminace x lokalizované onemocnění) Problém při zánětlivých procesech

13 PET NaF

14 Fúze PET-CT

15 Význam zobrazovacích metod Lepší stanovení cílového objemu - ozařujeme opravdu nádor - lze aplikovat vyšší dávku na nádor - šetříme zdravé tkáně

16 Biologické charakteristiky co je ten nádor zač? PET hypoxie, proliferace Patologické hodnocení grading, exprese povrchových molekul Molekulární genetika microarrays genový profil nádoru

17 PET a hypoxie - FMISO

18 PET a proliferace - FLT

19 Perfusion CT

20 Biologické charakteristiky grading HaN nízký. akcelerovaná RT - vysoký chemoradioterapie Exprese EGFR TP53, Bcl2 Ki67, Her2neu Exprese EGFR a léčebné výsledky u nádorů hlavy a krku

21 Genový profil Charakterizace velkého množství genů Vyhodnocení charakteristických sestav Prognostický význam Výběr vhodné terapie

22 Odpověď na RT

23 Význam stanovení biologických charakteristik Nehomogenní distribuce dávky Výběr vhodné frakcionace Výběr vhodné potenciace Výběr následné terapie

24 Techniky RT jak nádor ozářit 2D RT výpočet dávky v 1 rovině, použití malého počtu polí, jednoduchá modifikace svazku záření = nedokonalé ozáření nádoru + vysoké zatížení rizikových orgánů limitující dávku 3D-RT dokonalejší softwarové zpracování = lepší dávková distribuce, šetření zdravých tkání IMRT, stereotaxe ozáření z velkého počtu polí, vysoký spád dávky, výrazné šetření zdravých tkání

25 Modulace dávky 3D-CRT: IMRT: Robotická radioterapie: Tomoterapie:

26 2D-RT 1-2 pole, obvykle protilehlá vykrytí bloky výpočet dávky do střední roviny

27 3D- CRT

28 3D CRT

29 IMRT Intenzity modulated radiotherapy Stupně volnosti - Úhel gantry - Úhel stolu - Typ záření - Intenzita záření

30

31 Modulace intenzity záření z 1 pole Pohyb lamel multi-leaf kolimátoru Techniky step-and-shot nebo sliding window

32 IMRT Intensity modulated radiotherapy

33 IMRT - popis

34 IMRT

35 Plánování RT Srovnání 3D CRT a IMRT 3D CRT IMRT

36 3D-CRT x IMRT isodosní plán

37

38 Význam modulování dávky Vyšší dávka do cílového objemu Šetření zdravých tkání Problémy se správnou definicí cílových objemů, vyšší nároky na přesnost nastavování Pohyby orgánů mezi frakcemi a během frakce RT

39 Sledování pozic během RT kam vlastně záříme chyba nastavení 5 mm vlastní pohyby orgánů prostata..5 mm-1 cm plíce až 3 cm močový měchýř.až 5 cm

40 Sledování CTV Nízkovoltážní RTG Cone beam CT Tomoterapie integrované CT Respiratory Gating Implantované markery Kombinace lineárních urychlovačů, RTG, CT

41 IGRT Image guided radiotherapy

42 IGRT kv RTG (ÚRO FNB)

43 IGRT kv CBCT

44 kv Cone beam CT FN Ostrava

45 Respiratory gating princip Pohyby během frakce - bezpečnostní lem není možná eskalace dávky beam PTV PTV CTV CTV OAR OAR NO Gating Gating

46 Respiratory tracking princip PTV beam PTV CTV CTV OAR OAR NO Gating Tracking

47 Respiratory gating Povrchové dýchání (+ O2) Vysokofrekvenční ventilace (anestesie) Zevní komprese (< 5 mm) Zadržování dechu -řízené (operátor on/off) - dobrovolné (pacient on/off) Active breathing coordinator (ELEKTA)

48 Respiratory gating Sledování dechového cyklu (zevní markery, pásy, spirometrie) Beam on/off v určitých fázích

49 Respiratory tracking Pole sleduje cíl Pomocí MLC nebo stolu Pravděpodobná trajektorie nádoru z 4D CT

50 Respiratory gating - použití Intrafraction motion Ca plic

51 Ortogonální kv zobrazení Verifikace pozice Motion view sekvence kv zobrazení pozice nádoru během RT

52 Cone beam CT Pacient v poloze pro RT Kompletní sken pomocí kv rtg Rekonstrukce objemu Srovnání naplánované a skutečné polohy Korekce Plán CT

53 Respiratory Gating Sledování pohybů hrudníku během frakce Úprava tvaru polí nebo ozařování pouze v určité fázi

54 Cone beam therapy unit

55 Tomo terapie

56 Příklady TOMO

57 Cyber Knife

58

59 Cyber knife izodosní plán

60 Sledování nádoru Dávka aplikovaná technikou IMRT nebo jinou je skutečně aplikována do cílového objemu Eskalace dávky Hypofrakcionace Radiochirurgie

61 Adaptivní radioterapie Lokalizace nádoru, včetně lokalizace hypoxických regionů Biologie nádoru - genový profil, proliferační aktivita Modulace dávky IMRT, nehomogenní rozložení Sledování cílových objemů IGRT Úpravy v průběhu radioterapie

62 Adaptivní RT DGRT Dávka, tvar, pozice Diagnosa Preskripce Sim/plán Nastavení Měření, Zobrazení, Výpočet VGRT VGRT pozice Léčba tvar, pozice Optimalizace na základě biologie nádoru (CHT, alternativní frakcionace)

63 Optimalizace podle biologie nádoru Genotyp Biologická charakterizace nádoru (genomika, proteomika, zobrazení 3D/4D Hypoxie nádoru? Vysoká proliferace? Vlastní radiosensitivita? Kritická molekulová struktura Akutní hypoxie Vasoaktivní léky (nikotinamid) Chron. hypoxie Kyslík Hypoxické sensibilizátory Tirapazamin Akcelerovaná RT Konkomitantní CHT Vysoká DNA Reparace -Inhibitory DNA repair -Hypertermie -Eskalace dávky - Hypofrakcionace Glivec EGRF inhibice Her2

64 Další techniky protony

65 Protonový urychlovač

66

67 Hypertermie Ohřev tkání na teploty C Přímé cytotoxické účinky Inhibice reparace poškození DNA Imunostimulační účinky Lokální, regionální, celotělová

68

69 Stanovení rozsahu cílového objemu Protonová RT, částicová terapie Potenciace CHT, HT Modulace svazku záření High-tech radioterapie Přesná aplikace svazku: sledování cílových objemů Radiobiologie Patologie/ Molekulární biologie

70 Nové techniky - perspektivy Zvyšování dávek lepší výsledky Lepší dávková distribuce méně nežádoucích účinků Přesnější zaměření, menší riziko geografické chyby Hypofrakcionace V některých indikacích konkurence pro chirurgické výkony

71

72

73

74 CT s k.l. PTV 1 Gliom gr.iv

75 CT k.l.+ MRI PTV 1 Gliom gr.iv

76 CT s k.l. PTV 2, boost dose Gliom gr.iv

77 DDR simulace projekce polí a PTV

78 DDR simulace PTV a MLC bočné pole

79 DDR simulace PTV a MLC transversální rovina

80 Portal vision (srovnání s DDR simulací a nastavením pacienta),bočné pole

81 Portal vision, přední pole

82

83

84