Nové techniky v radioterapii
1895 objev rtg záření 1896 - první léčba 1910 rtg terapie 1930 radiová bomba 1937 Lineární urychlovač 1966 lineární urychlovač 1972 - CT počítačové plánování MRI/PET Historie radioterapie
70.léta jednoduché techniky (AP/PA pole) - nepřesné zaměření a výpočty - relativně nízké dávky Neuspokojivé výsledky Výsledky???? 2006 - složité techniky - vysoce přesné výpočty a zobrazení - vysoké dávky - mnohostupňový proces plánování
Prostata TCP 10% TCP 20% TCP Fowler, IJROBP 2003
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
JAKÝ je to za nádor? KAM vlastně zářím? KDE je nádor? JAK ho ozářit?
Stanovení cílových objemů-kde je nádor? Klinické vyšetření CT RTG (včetně skiaskopie) NMR PET (PET/CT) Scintigrafie (skelet) UZ
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
Magnetická rezonance lepší zobrazení některých struktur mozek, malá pánev fúze s CT v plánovacím systému zakreslení cílových objemů
Fúze MR a CT
MRI spektroskopie
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
PET NaF
Fúze PET-CT
Význam zobrazovacích metod Lepší stanovení cílového objemu - ozařujeme opravdu nádor - lze aplikovat vyšší dávku na nádor - šetříme zdravé tkáně
Biologické charakteristiky co je ten nádor zač? PET hypoxie, proliferace Patologické hodnocení grading, exprese povrchových molekul Molekulární genetika microarrays genový profil nádoru
PET a hypoxie - FMISO
PET a proliferace - FLT
Perfusion CT
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
Genový profil Charakterizace velkého množství genů Vyhodnocení charakteristických sestav Prognostický význam Výběr vhodné terapie
Odpověď na RT
Význam stanovení biologických charakteristik Nehomogenní distribuce dávky Výběr vhodné frakcionace Výběr vhodné potenciace Výběr následné terapie
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
Modulace dávky 3D-CRT: IMRT: Robotická radioterapie: Tomoterapie:
2D-RT 1-2 pole, obvykle protilehlá vykrytí bloky výpočet dávky do střední roviny
3D- CRT
3D CRT
IMRT Intenzity modulated radiotherapy Stupně volnosti - Úhel gantry - Úhel stolu - Typ záření - Intenzita záření
Modulace intenzity záření z 1 pole Pohyb lamel multi-leaf kolimátoru Techniky step-and-shot nebo sliding window
IMRT Intensity modulated radiotherapy
IMRT - popis
IMRT
Plánování RT Srovnání 3D CRT a IMRT 3D CRT IMRT
3D-CRT x IMRT isodosní plán
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
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
Sledování CTV Nízkovoltážní RTG Cone beam CT Tomoterapie integrované CT Respiratory Gating Implantované markery Kombinace lineárních urychlovačů, RTG, CT
IGRT Image guided radiotherapy
IGRT kv RTG (ÚRO FNB)
IGRT kv CBCT
kv Cone beam CT FN Ostrava
Respiratory gating princip Pohyby během frakce - bezpečnostní lem není možná eskalace dávky beam PTV PTV CTV CTV OAR OAR NO Gating Gating
Respiratory tracking princip PTV beam PTV CTV CTV OAR OAR NO Gating Tracking
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)
Respiratory gating Sledování dechového cyklu (zevní markery, pásy, spirometrie) Beam on/off v určitých fázích
Respiratory tracking Pole sleduje cíl Pomocí MLC nebo stolu Pravděpodobná trajektorie nádoru z 4D CT
Respiratory gating - použití Intrafraction motion Ca plic
Ortogonální kv zobrazení Verifikace pozice Motion view sekvence kv zobrazení pozice nádoru během RT
Cone beam CT Pacient v poloze pro RT Kompletní sken pomocí kv rtg Rekonstrukce objemu Srovnání naplánované a skutečné polohy Korekce Plán CT
Respiratory Gating Sledování pohybů hrudníku během frakce Úprava tvaru polí nebo ozařování pouze v určité fázi
Cone beam therapy unit
Tomo terapie
Příklady TOMO
Cyber Knife
Cyber knife izodosní plán
Sledování nádoru Dávka aplikovaná technikou IMRT nebo jinou je skutečně aplikována do cílového objemu Eskalace dávky Hypofrakcionace Radiochirurgie
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
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)
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
Další techniky protony
Protonový urychlovač
Hypertermie Ohřev tkání na teploty 41-44 C Přímé cytotoxické účinky Inhibice reparace poškození DNA Imunostimulační účinky Lokální, regionální, celotělová
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
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
CT s k.l. PTV 1 Gliom gr.iv
CT k.l.+ MRI PTV 1 Gliom gr.iv
CT s k.l. PTV 2, boost dose Gliom gr.iv
DDR simulace projekce polí a PTV
DDR simulace PTV a MLC bočné pole
DDR simulace PTV a MLC transversální rovina
Portal vision (srovnání s DDR simulací a nastavením pacienta),bočné pole
Portal vision, přední pole