ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA BIOMEDICÍNSKÉHO INŽENÝRSTVÍ Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Léčba karcinomu prsu technikou radioterapie s modulovanou intenzitou svazku dynamickým mnohalistovým kolimátorem Breast Cancer Treatment Using Intensity Modulated Radiotherapy with Dynamic Multileaf Collimator Bakalářská práce Studijní program: Studijní obor: Specializace ve zdravotnictví Radiologický asistent Autor bakalářské práce: David Žižka Vedoucí bakalářské práce: Ing. Mgr. Pavla Buřičová Kladno 2021
PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci s názvem Léčba karcinomu prsu technikou radioterapie s modulovanou intenzitou svazku dynamickým mnohalistovým kolimátorem vypracoval samostatně pouze s použitím pramenů, které uvádím v seznamu bibliografických odkazů. Nemám závažný důvod proti užití tohoto školního díla ve smyslu 60 zákona č. 121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů (autorský zákon), ve znění pozdějších předpisů. V Praze dne 12.05.2021. Podpis
PODĚKOVÁNÍ Chtěl bych poděkovat paní Ing. Mgr. Pavle Buřičové za její zkušené a odborné vedení této práce. Dále bych chtěl poděkovat Mgr. Pavle Novákové, Ing. Lukáši Cupalovi, Ing. Lucii Štelcikové a Stanislavě Medkové z Radiofyzikálního oddělení Fakultní nemocnice Bulovka za cenné rady a spolupráci. Mé poděkování patří také pracovníkům pracovišť Radioterapie Holešov s.r.o. a Radioterapeutické a onkologické kliniky Fakultní nemocnice v Plzni za jejich pomoc při realizaci této práce.
ABSTRAKT Ve své bakalářské práci se v teoretické části zabývám příčinami vzniku karcinomu prsu, incidencí v ČR, jeho diagnostikou a volbou léčebné strategie. Dále následuje popis jednotlivých léčebných modalit se zaměřením na zevní radioterapii, definice cílových objemů a jednotlivých kritických orgánů, které se nachází v této ozařované oblasti. V práci jsou uvedeny frakcionační režimy, které jsou při léčbě karcinomu prsu nejčastěji používány a možné ozařovací techniky. Pozornost je věnována zejména technice radioterapie s modulovanou intenzitou svazku. Jsou zde popsány také výpočetní algoritmy, které se využívají pro výpočet dávkové distribuce. Poslední kapitola uvádí možné poléčebné komplikace. Praktická část byla zpracována na pracovišti Ústavu radiační onkologie Fakultní nemocnice Bulovka. Data byla získána využitím plánovacího systému Monaco a verifikačního systému Mosaiq od výrobce Elekta. V této části práce je uveden, mimo výsledky, postup sběru požadovaných dat, včetně podrobného popisu statistických parametrů, získaných z dávkově objemových histogramů, které jsou součástí jednotlivých ozařovacích plánů. Tyto statistické parametry byly použity pro následné hodnocení kvality ozařovacích plánů. Výsledkem práce je vyhodnocení souboru pacientek léčených na pracovišti Ústavu radiační onkologie Fakultní nemocnice Bulovka v roce 2019 s diagnózou karcinomu prsu. Dalším výsledkem je vyhodnocení kvality ozařovacích plánů s ohledem na zkušenosti a délku praxe plánujícího pracovníka, na použitou ozařovací techniku či použité výpočetní parametry. Klíčová slova Karcinom prsu; kritický orgán; plánování radioterapie; MLC; IMRT
ABSTRACT In my bachelor s dissertation in the theoretical section I deal with the causes of breast cancer, its prevalence in the Czech Republic, its diagnosis and the choice of treatment strategy. This is followed by a description of the different treatment regimes, with a focus on external radiotherapy, the definition of target volumes and the different vital organs which are found in the irradiated region. The work deals with the fractionation regimes most commonly used in the treatment of breast cancer, and with possible radiation techniques. Special attention is given to the techniques of intensity-modulated radiotherapy. I also describe the computer algorithms used to calculate dose distribution. The last chapter discusses post-treatment complications. The practial section of the dissertation was carried out at the premises of the Cancer Radiation Institute of the Bulovka University Hospital. The data were obtained from Elekta s Monaco planning system and Mosaiq verification system. In this section of the dissertation, in addition to the results, I include the data acquisition procedures, including a detailed description of the statistical parameters obtained from the dose volume histograms which are part of the individual radiation plans. These statistical parameters were used to evaluate the quality of the radiation plans. The dissertation results in an evaluation of a group of breast cancer patients who were treated at the Cancer Radiation Institute of the Bulovka University Hospital in 2019. Another result of this work is an evaluation of the quality of the radiation plans, taking into account the experience of the planner, the radiation technique used and the statistical parameters applied. Keywords Breast cancer; organ at risk; radiation treatment planning; MLC; IMRT
Obsah 1 ÚVOD... 10 2 CÍLE PRÁCE... 11 3 PŘEHLED SOUČASNÉHO STAVU... 12 3.1 Příčiny vzniku zhoubného nádoru prsu... 12 3.1.1 Diagnostika nádoru prsu... 12 3.2 Hodnocení rozsahu zhoubného nádoru... 13 3.3 Strategie léčby karcinomu prsu... 15 3.3.1 Chirurgická léčba... 15 3.3.2 Hormonální léčba... 16 3.3.3 Chemoterapie... 16 3.3.4 Radioterapie... 16 3.4 Algoritmus zevní radioterapie karcinomu prsu... 23 3.4.1 Lokalizace a plánovací CT vyšetření... 24 3.4.2 Definice cílových objemů a kritických orgánů... 25 3.4.3 Zhotovení ozařovacího plánu... 28 3.4.4 Hodnocení ozařovacího plánu... 33 3.5 Poléčebné komplikace po radioterapii karcinomu prsu... 35 4 METODIKA... 37 4.1 Hodnocená data... 38 4.2 Výběr pacientek dle ozařované oblasti... 41 4.3 Výběr pracovníků ÚRO FNB pro zpracování hodnocení ozařovacích plánů... 41
4.4 Výběr ozařovacích technik pro zpracování hodnocení ozařovacích plánů... 42 4.5 Výběr výpočetních parametrů pro zpracování hodnocení ozařovacích plánů... 42 5 VÝSLEDKY... 44 5.1 Hodnocení dat souboru pacientek... 44 5.2 Hodnocení ozařovacích parametrů... 45 5.3 Hodnocení statistických parametrů DVH... 46 5.3.1 Hodnocení homogenity pokrytí PTV... 47 5.3.2 Hodnocení dávkově objemového zatížení kritických orgánů... 49 5.4 Hodnocení kvality ozařovacího plánu v závislosti na délce praxe pracovníka plánovacího úseku... 52 5.4.1 Pacientka 1.... 53 5.4.2 Pacientka 2.... 53 5.4.3 Pacientka 3.... 55 5.4.4 Pacientka 4.... 55 5.5 Hodnocení kvality ozařovacího plánu v závislosti na použité ozařovací technice... 56 5.5.1 Hodnocení délky času ozáření... 59 5.6 Hodnocení kvality ozařovacích plánů v závislosti na použitých výpočetních parametrech... 59 5.6.1 Vliv velikosti výpočetní mřížky... 60 5.6.2 Vliv typu výpočetního algoritmu... 62 5.6.3 Vliv verze výpočetního algoritmu systému Monaco... 64 6 DISKUZE... 66
7 ZÁVĚR... 73 8 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK... 74 9 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY... 76 10 SEZNAM POUŽITÝCH OBRÁZKŮ... 79 11 SEZNAM POUŽITÝCH TABULEK... 81 12 SEZNAM PŘÍLOH... 82
1 ÚVOD Karcinom prsu patří mezi jedno z nejčastěji diagnostikovaných onemocnění a zároveň se jedná o onemocnění, které je díky technickému a přístrojovému pokroku velmi účinně léčeno. Na jeho diagnostice a léčbě se podílí řada medicínských odvětví. Léčba může být provedena technikami chirurgie, chemoterapie, radioterapie, či jejich kombinací. Tato práce se zabývá zevní radioterapií karcinomu prsu se zaměřením na techniku radioterapie s modulovanou intenzitou svazku. Použitím této techniky lze docílit homogeního pokrytí cílového objemu se současným maximálním šetřením okolních zdravých tkání, které se nachází v těsné blízkosti ozařované oblasti. Nedílnou součástí procesu přípravy a realizace radioterapie karcinomu prsu je vypracování individuálního ozařovacího plánu, na kterém se podílí řada pracovníků daného pracoviště. V této práci je hodnocen soubor pacientek léčených ve Fakultní nemocnici Bulovka v roce 2019 pro diagnózu karcinomu prsu. Hodnocení je zaměřeno na statistické parametry, získané z dávkově objemových histogramů, při použití různých ozařovacích technik, výpočetních parametrů a jejich vliv na kvalitu výsledného ozařovacího plánu. 10
2 CÍLE PRÁCE Cílem práce je hodnocení dat získaných z ozařovacích plánů, které byly vypracovány v roce 2019 na pracovišti radioterapie Ústavu radiační onkologie Fakultní nemocnice Bulovka. Předmětem hodnocení jsou statistická data získaná z dávkově objemových histogramů vztahující se k homogenitě pokrytí cílových objemů předepsanou dávkou a data dávkově objemového zatížení jednotlivých kritických orgánů. Hodnocen je především vliv zvolené ozařovací techniky na kvalitu ozařovacího plánu a vliv výpočetních parametrů, mezi něž patří výpočetní algoritmus nebo velikost výpočetní mřížky. Dále je hodnoceno, jakým způsobem se na kvalitě výsledného ozařovacího plánu podílí zkušenosti a dovednosti plánovacího pracovníka. 11
3 PŘEHLED SOUČASNÉHO STAVU Karcinom prsu je nejčastějším maligním onemocněním u žen, které je charakteristické vysokou variabilitou. Do procesu léčby je zahrnuta řada medicínských oborů a díky rozvoji diagnostických a léčebných metod je u tohoto onemocnění pozorována klesající mortalita, na rozdíl od stoupající incidence, která se zvyšuje díky rozvoji zobrazovacích a preventivních vyšetření. Toto onemocnění může být diagnostikováno v menším počtu i u mužů. [1] Z údajů Ústavu zdravotnických informací a statistiky ČR z roku 2018 vyplývá, že bylo zjištěno 7182 nových případů s tímto onemocněním. [2] 3.1 Příčiny vzniku zhoubného nádoru prsu Příčiny vzniku zhoubného nádoru prsu nejsou zcela známy, jsou však známy určité rizikové faktory, které se podílí na jejich vzniku. Některé z těchto faktorů dokážeme ovlivnit změnou způsobu života, jiné ovlivnit nedokážeme. Se stoupajícím věkem je riziko onemocnění vyšší. Dalším rizikovým faktorem jsou dědičné dispozice, kde se riziko onemocnění zvyšuje, pokud v minulosti onemocněl někdo jak z matčiny, tak z otcovy strany. Při poruše určitých genů, mohou být tyto geny příčinou vzniku karcinomu. Mezi tyto geny patří p53, PTEN, STK11, CDH1. Pokud byl ženě v minulosti diagnostikován nádor prsu, je velké riziko, že se v budoucnosti objeví nádor druhého prsu. Rizikovým faktorem může být předešlá léčba ionizujícím zářením nebo užívání hormonů pro zmírnění obtíží klimakteria. [3] 3.1.1 Diagnostika nádoru prsu V současné době je ženám doporučováno samovyšetření prsu, které umožnuje včasný záchyt karcinomu prsu. Také klinické vyšetření 12
lékařem, které je součástí pravidelného gynekologického vyšetření, kdy lékař vyšetřuje prs pohmatem. [4] Mezi základní zobrazovací vyšetření patří mamografie, ultrazvukové vyšetření, zobrazení magnetickou rezonancí, scintigrafie skeletu a CT. [3] Výše uvedené zobrazovací metody jsou vhodné pro stanovení podezření na zhoubný nádor prsu. Pokud chceme provést definitivní diagnózu, je nutné histologické vyšetření, tedy odběr biologického materiálu pomocí biospie. Při studiu průběhu onemocnění, je možnost sledovat nádorové markery, což jsou proteiny, které vylučují zhoubné nádory. Různé nádory mají svůj specifický nádorový marker. Hladina vyloučených nádorových markerů souvisí s velikostí nádoru a jeho stupněm proliferace. Pokud je léčba účinná, v krvi následně měříme menší hladinu nádorových markerů. [3] 3.2 Hodnocení rozsahu zhoubného nádoru Pro hodnocení rozsahu onemocnění zhoubného nádoru používáme tři kategorie (typing, grading, staging). Typing určuje, z jakého typu tkáně nádor vychází. Grading vypovídá o tom, jak moc je nádor zhoubný, tedy jak moc se nepodobá tkáni, ze které vychází. Čím vyšší grading, tím vyšší odlišnost od původní tkáně a tím více je nádor zhoubný. Tyto dvě kategorie se určují na základě histologického vyšetření vzorku, odebraného z nádorové tkáně. Staging pomocí TNM klasifikace hodnotí, jak moc je nádorové onemocnění rozšířeno v těle. T znamená Tumor a určuje velikost primárního tumoru. Čím větší rozsah nádoru, tím vyšší T (T0 znamená, že nádor v těle není přítomen). N znamená Node a vypovídá o postižení lymfatických uzlin nádorovým procesem (N0 znamená nepřítomnost nálezu v lymfatických uzlinách). M zohledňuje přítomnost vzdálených metastáz v těle. Pro M jsou pouze dvě možnosti, M0 pro nepřítomnost a M1 pro přítomnost metastáz v těle. [5] 13
Tab. 1 TNM klasifikace karcinomu prsu [6, str.142] T Primární nádor TX Primární nádor nelze hodnotit T0 Bez známek primárního nádoru T1 Nádor do 2 cm v největším rozměru T1mic Mikroinvaze do 0,1 cm v největším rozměru T1a Větší než 0,1 cm, ne však více než 0,5 cm v největším rozměru T1b Větší než 0,5 cm, ne však větší než 1 cm v největším rozměru T1c Větší než 1 cm, ne však větší než 2 cm v největším rozměru T2 Nádor větší než 2 cm, ne však více jak 5 cm v největším rozměru T3 Nádor větší jak 5 cm v největším rozměru T4 Nádor jakékoliv velikosti s přímým šířením do stěny hrudní a/nebo do kůže (ulcerace nebo kožní uzly) T4a Šíření do stěny hrudní (nezahrnuje invazi pouze do m. pectoralis) T4b Edém (včetně peau d orange), stejnostranné ulcerace, satelitní kožní uzly T4c Současně obě výše uvedená kritéria 4a a 4b T4d Inflamatorní karcinom N Regionální uzliny NX Regionální mízní uzliny nelze hodnotit (např. dříve odstraněné) N0 V regionálních uzlinách nejsou metastázy N1 Metastázy v pohyblivé stejnostranné axilární mízní uzlině (uzlinách) I. a II. Etáže N2a Metastázy ve stejnostranné axilární mízní uzlině (uzlinách), které jsou fixované navzájem nebo k jiným strukturám N2b Metastázy pouze v klinicky zřejmé vnitřní mamární uzlině (uzlinách) bez klinicky evidentních metastáz v axilárních mízních uzlinách N3 Metastázy ve stejnostranných infraklavikulárních mízních uzlinách (uzlině) s nebo bez postižení axilárních mízních uzlin; nebo klinicky zřejmé ve stejnostranné vnitřní mamární uzlině (uzlinách) s přítomností klinicky evidentních metastáz v axilárních mízních uzlinách; nebo metastázy ve stejnostranné supraklavikulární mízní uzlině (uzlinách), s nebo bez postižení axilárních nebo vnitřních mamárních mízních uzlin N3a Metastázy v infraklavikulární mízní uzlině (uzlinách) N3b Metastázy ve vnitřních mamárních a axilárních uzlinách N3c Metastázy v supraklavikulární mízní uzlině (uzlinách) M Vzdálené metastázy MX Vzdálené metastázy nelze hodnotit M0 Nejsou vzdálené metastázy M1 Přítomnost vzdálených metastáz 14
3.3 Strategie léčby karcinomu prsu Léčebná strategie je určena na základě rozhodnutí multidisciplinárního týmu lékařů různých oborů (chirurg, radiační onkolog, klinický onkolog, radiolog atd.). Pro každou pacientku je zvolen individuální léčebný postup v závislosti na rozsahu onemocnění, prediktivních a prognostických faktorech, přidružených onemocněních a celkovém stavu pacientky. [3] Léčebný postup je obvykle kombinací lokální a systémové léčby. Systémová léčba karcinomu prsu bývá nejčastěji zprostředkována chemoterapií nebo hormonální terapií. Lokální léčba je cílena na oblast prsu a představuje ji chirurgie nebo radioterapie, popř. fotodynamická léčba. [3] Podle léčebného záměru se léčba dělí na adjuvantní (zajišťovací), která následuje po primární léčbě, kterou mohlo být chirurgické odstranění nádoru. Další je neoadjuvantní, která se provádí před primární plánovanou léčbou. Jejím cílem je usnadnění primární léčby nebo zmenšení nádoru. Při samostatné kurativní radioterapii je cílem vyléčení pacientky a obvykle se provádí u pacientek, které odmítají chirurgický zákrok. Cílem paliativní léčby není pacientku vyléčit, ale pouze zmírnit příznaky, které se u pacientky v důsledku onemocnění vyskytují. Tyto pacientky jsou nejčastěji v pokročilém stádiu onemocnění a paliativní léčba se jim snaží prodloužit a zachovat kvalitu života. [3] 3.3.1 Chirurgická léčba Chirurgické odstranění nádoru je první volbou v rámci léčebné strategie. Tato metoda léčby karcinomu prsu prodělala značný vývoj, kdy na počátku byl zpravidla odstraněn celý prs, po současnost, kdy je chirurgický zákrok zaměřen na cílené odstranění tumoru. To stejné platí pro chirurgický zákrok 15
na spádových lymfatických uzlinách, kdy byly nejčastěji odstraněny všechny spádové lymfatické uzliny a v dnešní době se zákrok týká pouze správně detekované sentinelové uzliny. [1] 3.3.2 Hormonální léčba Jedná se o systémovou léčbu, jejímž předpokladem je přítomnost hormonálních estrogenových a progesteronových receptorů na povrchu nádorových buněk. Vlivem estrogenu dochází k transformaci a proliferaci buněk, která je regulována antiestrogenem tamoxifenem, což je základní lék hormonální léčby. [1] 3.3.3 Chemoterapie Aplikace chemoterapie se řadí mezi systémovou léčbu. Možností chemoterapie je neoadjuvantní léčba, kdy se podávají cytostatika zejména pro cílené zmenšení primárního nádoru a usnadnění radikálního chirurgického výkonu, nebo adjuvantní léčba, jejímž cílem je minimalizace rizika rozsevu nádorových buněk v organizmu. Pro paliativní účely se chemoterapie využívá pro zmírnění rozvoje nádorového onemocnění a obtíží, které onemocnění zahrnuje, zejména u pacientek v pokročilých stádiích onemocnění. [1] 3.3.4 Radioterapie Pro radioterapii lze využít metody zevní radioterapie s lineárním urychlovačem nebo metody brachyterapie s přímou aplikací radionuklidu do oblasti nádoru. Ozařované oblasti při zevní radioterapii mohou zahrnovat cílový objem prsu po částečném chirurgickém výkonu, nebo hrudní stěnu po mastektomii. Pokud jsou nádorovým procesem zasaženy i spádové oblasti lymfatické drenáže v oblasti axily nebo nadklíčku, zahrnuje cílový objem i tuto oblast. Adjuvantní radioterapie se volí v případech, kdy chirurgická léčba 16
nedokáže zajistit celkovou eradikaci. Pokud je cílem předoperační umožnění léčby a zmenšení nádoru volí se metoda neoadjuvantní radioterapie. U pokročilých stádií nádorů je možnost radioterapie s konkomitantní chemoterapií, kde se uplatňuje potenciační účinek. Je zde ovšem vyšší míra toxicity. [1] Obr. 1 Oblast prsu a spádových lymfatických uzlin [7] 3.3.4.1 Ozařovací techniky zevní radioterapie 3D konformní radioterapie (3D-CRT) Technika s přesně vymezeným ozařovaným objemem s bezpečnostním lemem pomocí mnohalistového kolimátoru (MLC). Tato technika pracuje s 3D lokalizací cílového objemu, 3D plánováním na CT řezech a 3D doručením dávky do cílového objemu. Plánování je založeno na volbě ozařovacích parametrů, tedy volbě velikosti a počtu polí, úhlů gantry a použití klínových filtrů pro modifikaci svazku. [1, 8, 9] 17
Obr. 2 Rozmístění dvou tangenciálních polí s použitými klínovými filtry [vlastní zdroj] Intensity Modulated Radiotherapy (IMRT) Využívá také jako 3D-CRT mnohalistový kolimátor k přesnému vymezení cílového objemu s určitým bezpečnostním lemem a navíc umožňuje měnit v průběhu ozařování intenzitu svazku. [1, 10] IMRT lze provést technikou Sliding Window a nebo Step and Shoot. Při ozařování technikou Sliding Window dochází k pohybu MLC současně při spuštěném svazku záření. Při ozařování technikou Step and Shoot dojde k spuštění svazku záření vždy po vytvarování pole pomocí MLC. Technika Sliding Window je rychlejší, nicméně jsou zde větší nároky na přesnost pohybu lamel. [1, 10] 18
Obr. 3 Dynamická a statická technika mnohalistového kolimátoru [11] Obr. 4 Segment vytvořený pomocí MLC [vlastní zdroj] 19
Volumetric Modulated Arc Therapy (VMAT) Při této technice se na další modulaci intenzity svazku podíli i pohyb gantry při ozáření. Současně tedy dochází k pohybu lamel MLC a k pohybu gantry při ozařování. Výhodou je zejména zkrácení celkové doby ozáření. [12] Obr. 5 Úhlové rozpětí kyvu gantry při ozáření technikou VMAT [vlastní zdroj] Image Guided Radiotherapy (IGRT) Tato technika je součástí 3D-CRT a IMRT, kde obě techniky zaručují velmi přesné dodání dávky do cílového objemu právě díky obrazem řízené radioterapii. Přesnost dodání dávky do cílového objemu, je kontrolována vždy při každé frakci před vlastním ozářením. Kontrolu nastavení lze provést 2D nebo 3D zobrazením ozařované oblasti. Zhotovené snímky se následně 20
porovnávají s referenčními snímky plánovacího CT. Tímto způsobem se provede korekce posunů ve všech rovinách. Korekce nastavení pacientky minimalizuje riziko ozáření zdravých tkání, kde i minimální nepřesnost v nastavení může znamenat vyšší riziko akutní i pozdní toxicity. [1] Dalšími metodami IGRT jsou tumor tracking a Respiratory gating. Tumor tracking umožňuje ozáření pohyblivého nádoru, kdy se ověřuje poloha nádoru v průběhu ozařování pomocí RTG kontrastních značek umístěných v nádoru. Tato metoda je využívána zejména na robotickém urychlovači Cyber Knife. [1] Respiratory gating neboli technika řízeného dýchání, umožňuje ozáření cílového objemu vždy jen v určité poloze závislé na dýchacích pohybech pacientky. Využívá se při ozáření nádorů v oblasti hrudníku, zejména tedy u pacientek s karcinomem prsu. [1] Používá se pro zmírnění vlivu dýchání pacientky na vlastní ozáření a nežádoucí zatížení kritických orgánů. Při aplikaci této techniky se na tělo pacientky umístí marker, který je v průběhu ozáření a tedy v průběhu dýchání pacientky snímán kamerou. Snímáním se vytvoří grafické znázornění dechové křivky v realném čase. Pacientka tedy musí zadržet dech v přesně zvolené fázi dechového cyklu, což je fáze, kdy je cílový objem nejvíce oddálen od kritických orgánů, zejména srdce. Ve fázi, kdy pacientka zadrží dech, se spustí svazek záření. Pokud pacientka následně dýchá, záření je přerušeno. Tato metoda je vhodná u pacientek, které jsou schopné celou frakci tímto způsobem dýchat a jsou spolupracující. U pacientek nespolupracujících nebo při dechových obtížích, je tato metoda nevhodná a dojde k prodloužení doby ozáření na frakci. [1, 13] 21
3.3.4.2 Dávky a frakcionace Kurativní radioterapie Indikována pacientkám, které odmítají chirurgický zákrok nebo jsou v natolik pokročilém stádiu onemocnění, že chirurgický zákrok by nebyl přínosný. Ozařovaný objem zahrnuje oblast mammy a lymfatických uzlin. Radioterapie může být samostatná či s konkomitantní chemoterapií. [14] Normofrakcionační režim [14]: 50 Gy na oblast mammy (25krát 2 Gy); o boost 20 24 Gy; o celková dávka 70 74 Gy. 46 50 Gy na oblast lymfatických uzlin (oblast může zahrnovat celou oblast axily nebo nadklíčkové/podklíčkové uzliny); o boost 10 20 Gy. Hypofrakcionační režim (u pacientek ve vysokém věku nebo s vážnými obtížemi) [14]: 20krát 2,3 Gy nebo 16krát 2,5 Gy; celková dávka 46 Gy nebo 40 Gy; zkrácení celkové ozařovací doby. Hyperfrakcionační režim (u pacientek s rychle rostoucím nádorem) [14]: 2krát denně (minimální odstup mezi frakcemi 6 hodin, 5 dní v týdnu) 1,4 Gy; celková dávka 56 Gy. 22
Adjuvantní radioterapie Pooperační ozáření u pacientek po parciální nebo totální mastektomii. U pacientek ve vysokém věku je možnost zvýšit dávku na frakci. Například 20krát 2,3 Gy nebo 16krát 2,5 Gy. Celková dávka je potom rovna buď 46 Gy nebo 40 Gy. [14] Normofrakcionační režim [14]: 25krát 2 Gy; celková dávka 50 Gy; boost 10 16 Gy na oblast lůžka tumoru. Paliativní radioterapie Zejména u pacientek s četnými metastázami v oblasti mozku, skeletu, jater, kůže a lymfatických uzlin. Cílem je zmírnění obtíží souvisejících s onemocněním. Obvykle se zkracuje celková doba ozáření a počet frakcí, dávka na frakci je však vysoká [14]: 15krát 2,5 Gy, celková dávka 37,5 Gy; 10krát 3 Gy, celková dávka 30 Gy; 5krát 4 Gy, celková dávka 20 Gy; 5krát 3 Gy, celková dávka 15 Gy; 1krát 8 Gy, celková dávka 8 Gy. 3.4 Algoritmus zevní radioterapie karcinomu prsu V současné době je v České republice standartním zdrojem pro zevní radioterapii karcinomu prsu lineární urychlovač. Ozařovací plán se připravuje v 3D plánovacím systému na podkladě 3D obrazu z CT. [12] 23
3.4.1 Lokalizace a plánovací CT vyšetření Při lokalizaci je definována ozařovací poloha s použitím fixacních pomůcek, která bude zaručovat reprodukovatelnost nastavení pacientky na ozařovně a pro pacientku bude dostatečně pohodlná. Při volbě ozařovací polohy je také nutné zajistit, že nedojde ke kolizi s lineárním urychlovačem, například s rukou pacientky. Ozáření lze provést ve dvou ozařovacích polohách. Nejčastější poloha je supinační, vleže na zádech s hlavou směrem ke gantry a s horními končetinami zafixovanými za hlavou. Pacientka má hlavu otočenou k nepostižené straně. Používá se zde fixačního zařízení pro podložení hrudní stěny a nastavení individuálního sklonu hrudníku. [1, 6, 12] Obr. 6 Supinační poloha [15] Další poloha je pronační, na břiše s hlavou směrem ke gantry. Ve fixační pomůcce je otvor pro ozařovaný prs. Tímto způsobem se ozařovaný prs oddálí od hrudní stěny a nedojde k nežádoucímu ozáření většího objemu hrudní stěny a plic. Tato metoda se používá zejména u pacientek s větším objemem 24
ozařovaného prsu, u kterých by metoda supinační nebyla vhodná. V této poloze však nejde ozářit současně objem prsu a lymfatických uzlin. [12] Obr. 7 Pronační poloha [16] Po lokalizaci následuje provedení plánovacího CT vyšetření v identické poloze za použití stejných fixačních pomůcek. Plánovací CT se zhotovuje s řezy v rozmezí 0,3 1 cm. Referenční řez se umístí do předpokládaného izocentra umístěného ve středu ozařované oblasti, popř. na rozhraní dvou ozařovaných objemů. Po vytvoření plánovacího CT se v jednotlivých CT transverzálních řezech zakreslí cílové objemy a kritické orgány. [12] 3.4.2 Definice cílových objemů a kritických orgánů Pro 3D plánování radioterapie se zakreslují cílové objemy podle doporučení International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) č. 50, kde má každý tento objem svou definici a vymezení. [1, 8] 25
Cílové objemy pro zevní radioterapii karcinomu prsu se na jednotlivých pracovištích radioterapie v ČR zakreslují dle místních radiologických standardů, které musí být v souladu s narodními radiologickými standardy. [17] GTV (Gross Tumor Volume) GTV neboli nádorový objem, zahrnuje oblast primárního tumoru, eventuelně oblast metastatického postižení. GTV nelze definovat po radikálním odstranění nádoru. [17] CTV (Clinical Target Volume) CTV 1 je oblast předpokládaného subklinického šíření choroby (s nebo bez spádových lymfatických uzlin). Zahrnuje lůžko tumoru a oblast subklinického šíření, tj. oblast celé mammy nebo oblast hrudní stěny v rozsahu původního uložení prsu s ohledem na lokalizaci tumoru a jizvy po mastektomii a svodnou lymfatickou oblast (je-li indikována k RT). [17] CTV 2 je určen objemem tumoru (GTV) nebo oblastí původního lůžka tumoru s bezpečnostím lemem 1 2 cm. [17] PTV (Planning Target Volume) PTV je definován jako CTV 1 s lemem obvykle 1 cm (velikost lemu závisí také na technickém vybavení pracoviště). [17] 26
Organ at Risk (OaR) Obr. 8 Transverzální řez CT - zakreslené CTV a PTV [vlastní zdroj] Mimo plánovací cílové objemy, je nutné zahrnout do procesu plánování radioterapie i orgány, které by v průběhu ozařování mohly obdržet dávku, která se blíží toleranci jednotlivých orgánů. Při radioterapii karcinomu prsu jsou těmito orgány plíce, srdce, mícha, jícen a v rámci plánování radioterapie je nutné tyto kritické orgány co nejvíce chránit. [8, 14] P-ORV (Planning Organ at Risk Volume) Podobně jako PTV cílového objemu, P-ORV zahrnuje celkové nepřesnosti v poloze kritického orgánu, způsobené anatomickými pohyby a nepřesnostmi v nastavení pacientky do ozařovací polohy. Okolo OaR se tedy vytváří lem s šířkou 3 5 mm. [13] 27
Obr. 9 Transverzální řez CT - zakreslené CTV, PTV a kritcké orgány [vlastní zdroj] 3.4.3 Zhotovení ozařovacího plánu Při vytváření ozařovacího plánu je základem volba ozařovací techniky. Pro zevní radioterapii prsu lze použít 3D-CRT nebo techniku IMRT, kterou lze realizovat pomocí techniky Sliding Window, Step and Shoot nebo VMAT. Všechny uvedené techniky využívají MLC k přesnému vymezení ozařovacích polí, popřípadě k modulaci intenzity ozařovacího svazku. U technik 3D-CRT lze k modulaci svazku využít i klínové filtry. [13] Dále následuje volba typu záření a jeho energie. U ozáření v oblasti prsu se volí fotonové záření s energií 6 MV. Pouze u objemných pacientek, kdy nelze dosáhnout homogeního prozáření cílového objemu, se volí záření o energii vyšší. U IMRT technik se používají přednostně svazky o energii 6 MV, aby bylo zabráněno navyšování integrální dávky u pacientek. [13] 3.4.3.1 Charakteristika a modifikace fotonových svazků Fotonové svazky jsou charakterizovány hloubkovou dávkovou křivkou, která vyjadřuje závislost dávky na hloubce v tkáni. Tato závislost může být rovněž vyjádřena pomocí procentuální hloubkové dávky (PDD, percentage 28
depth dose), kde se závislost udává v procentech maximální dávky. Na PDD lze rozlišit tři oblasti: vstupní povrchovou dávku, výstupní dávku a maximální dávku D max. [8] Pro megavoltážní fotonové svazky platí, že vstupní povrchová dávka, je menší, než je dávka D max v hloubce. Velikost povrchové dávky je ovlivněna energií záření a velikostí pole. S rostoucí energií fotonů se zmenšuje vstupní povrchová dávka, s rostoucí velikostí pole povrchová dávka roste. Nízkou dávku na kůži lze označit jako efekt šetření kůže, kterého se využívá při léčbě hlouběji uložených nádorů. [8] Obr. 10 Křivky PDD fotonových svazků ve vodě pro pole 10 10 cm 2 ve vzdálenosti SSD 100 cm [8] Oblast mezi povrchovou a maximální dávkou se označuje jako oblast buildup. V této oblasti dochází k tzv. elektronové rovnováze. V hloubce za hloubkou maximální dávky dochází k poklesu dávky z důvodu absorpce energie interakcí s tělem pacientky. [8] Pro modifikaci fotonových svazků lze použít MLC, popř. klínové filtry. MLC lze používat ve statickém a dynamickém módu. MLC v dynamickém módu 29
umožňuje modulaci intenzity svazku záření. U níže uvedených technik se používá k přesnému vymezení ozařovacích polí. Díky velkému počtu lamel a malé šířce (5 mm, pro SRT 1 mm) lze vytvořit téměř jakýkoliv požadovaný tvar pole. [18, 19] Klínové filtry se používají pro snížení intenzity záření vložením do svazku. Výsledkem je změna půběhu izodóz v ozařovaném objemu. Nejčastěji jsou vyrobeny z wolframu nebo oceli. Úhel klínového filtru je definován jako úhel, který svírá křivka izodózy s osou centrálního svazku v hloubce 10 cm v ozařovaném objemu. [18, 19] 3.4.3.2 Ozařovací technika 3D-CRT Oblast prsu se ozařuje technikou dvou protilehlých (tangenciálních) polí, kde jedno pole směřuje směrem od sterna a druhé pole od axily. Pomocí těchto dvou polí je cílový objem homogenně ozářen s ohledem na kritické orgány, které by v této oblasti mohly obdržet dávku, přesahující jejich toleranci. Pokud je do cílového objemu zahrnuta i oblast lymfatických uzlin, přidává se k tangenciálním polím i jedno AP pole, či dvě pole AP a PA na oblast lymfatických uzlin. [14] Při této technice se používá metoda forward planning, tedy dopředné plánování. Při plánování je pro každé ozařovací pole zvolen druh záření, jeho energie, úhel gantry a kolimátoru, velikost pole (přesně vymezené pomocí MLC), případné modifikátory záření (klínový filtr) a váhové zatížení pole. Dle standardů pracoviště jsou zvoleny i výpočetní parametry (velikost výpočetní mřížky, výpočetní algoritmus), které také ovlivňují výpočet dávkové distribuce. [13] 30
Po provedení výpočtu je vyhodnocena 2D dávková distribuce a statistické parametry DVH. Ozařovací plán je následně možno ohodnotit jako vyhovující. V případě nesplnění dávkově objemových požadavků na cílové objemy a kritické orgány nebo při nesprávném rozložení 2D dávkové distribuce je nutné se vrátit k počátečním krokům a změnit některý z ozařovacích parametrů, popřípadě zvolit parametry zcela nové. [13] 3.4.3.3 Ozařovací technika IMRT Při této technice se používá metoda inverzního plánování, kde pracovník plánovacího úseku zvolí počet polí, jejich rozmístění (úhel gantry, úhel kolimátoru) a typ a energii záření. U některých plánovacích systémů, systém může sám v rámci optimalizace určit rozmístění jednotlivých ozařovacích polí. [13] V dalším kroku pracovník zadává dávkově objemové požadavky jak na cílové objemy, tak na okolní kritické orgány. U cílových objemů zadává požadavek na minimální pokrytí každého cílového objemu předepsanou dávkou. U kritických orgánů naopak zadává jednotlivá dávkově objemová omezení na každý kritický orgán. Po spuštění optimalizace plánovací systém na základě optimalizačních algoritmů vypočítá výslednou dávkovou distribuci v cílových objemech i kritických orgánech. [13] Po provedení výpočtu je opět vyhodnocena 2D dávková distribuce a statistické parametry DVH. Pokud je výsledek nevyhovující, je nutné změnit požadavky v rámci optimalizace, tj. musí se změnit dávkově objemové požadavky a provést nový výpočet. [13] 31
3.4.3.4 Výpočetní algoritmy Cílem algoritmů výpočtu dávkové distribuce je stanovení pokud možno co nejpřesnější dávkové distribuce v ozařovaném objemu pacienta, což je parametr nezbytný pro zhodnocení akceptovatelnosti ozařovacího plánu. [20] Mezi základní požadavky, které jsou na výpočetní algoritmy kladeny, jsou rychlost a přesnost výpočtu dávkové distribuce. Zvýšení rychlosti výpočtu dávkové distribuce může v některých případech znamenat snížení přesnosti. V praxi je tedy nutný kompromis mezi rychlostí výpočtu a jeho výslednou přesností. [20] Konvoluční metody Pro výpočet dávky v bodě se uvažují jak primární, tak rozptýlené fotony a elektrony. Výsledná dávka je sumou všech energetických příspěvků, které se uvolnili v objemu v blízkosti uvažovaného bodu. [20] Pencil beam kernel Při využití této metody výpočtu je možné zohlednit změny v intenzitě svazku, které mohou být způsobeny například použitím klínového filtru nebo kompenzátoru. [20] Stanovení Pencil Beam Kernelu je možné metodou Monte Carlo, kde je nutná znalost spektra fotonů urychlovače, odvozeného z naměřených hloubkových dávek nebo pomocí Point Kernelu. [20] 32
Collapsed cone konvoluce Metoda výpočtu, kdy je ozařovaný objem prostorově rozdělen do diskrétních kuželů po určitých úhlech. Tato metoda umožňuje lepší efektivitu výpočtu rozložení energie. [20] Metoda Monte Carlo Metoda výpočtu dávkové distribuce založená na 3D fluenci primárních fotonů. Metoda Monte Carlo vyžaduje znalost energií částic a směry, do kterých jsou částice emitovány. Pro použití této metody musí být také známa přesná geometrie ozařovací hlavice. V současné době je výpočet dávky pomocí metody Monte Carlo v plánovacích systémech implementován částečně. Vzhledem k vysoké časové náročnosti a náročnosti na výpočetní hardware, není tato metoda při výpočtu dávky v radioterapii využita úplně. Poskytuje zejména ověření správnosti konvolučních algoritmů. [21] 3.4.4 Hodnocení ozařovacího plánu Ozařovací plán se hodnotí na základě statistických hodnot dávkově objemového histogramu (Dose volume histogram, DVH), vždy je ale nutná i současná kontrola 2D dávkové distribuce. Například při hodnocení pokrytí cílového objemu může být splněn procentuální požadavek na pokrytí PTV (95 % objemu PTV pokryto 95 % předepsané dávky), ale současně nemusí být referenční izodózou pokryto CTV. [13] 33
Obr. 11 Transverální řez CT - průběh izodóz oblast lymfatických uzlin axily [vlastní zdroj] Obr. 12 Sagitální řez CT - průběh izodóz - oblast prsu a lymfatických uzlin [vlastní zdroj] DVH je 2D grafické znázornění 3D dávkové distribuce, které nám říká, jaký objem obdrží jakou dávku. DVH jsou dvojího typu, diferenciální a kumulativní (integrální). V praxi se nejčastěji používá DVH kumulativní, kde jedna osa znázorňuje dávku a druhá osa objem. V DVH lze hodnotit pouze orgány a struktury, které jsou v plánovacím CT zakresleny. [13] 34
Obr. 13 DVH diferenciální a kumulativní [18] 3.5 Poléčebné komplikace po radioterapii karcinomu prsu Nejčastější poléčebnou komplikací jsou kožní změny. Akutní změny na kůži mohou být rozděleny do tří stupňů podle závažnosti [1]: I. stupeň erytém; II. Stupeň vlhká deskvamace; III. Stupeň nekrotické změny. Reakce na kůži bývá nejčastěji v oblastech zvýšeného tření a mechanického dráždění, tedy v oblastech submammární rýhy a v axile. Po určitém čase může dojít k vzniku epilace, edému a pigmentaci kůže. [1] U pacientek může dojít k vzniku akutní radiační pneumonitidy, kde riziko vzniku závisí zejména na tom, jestli byl pacientce ozařován pouze prs/hrudní stěna nebo i oblast axily, kde se dávka na plíce zvyšuje. Srdce je více ohroženo pokud je ozařována oblast levého prsu, je tedy žádoucí co nejvíce srdce při plánování ozáření chránit. Může zde být zvýšené riziko vzniku ischemické choroby srdeční. [1] 35
Jícen bývá nejčastěji ozářen pokud je v cílovém objemu zahrnuta i oblast lymfatických uzlin a může zde dojít k vzniku bolestivosti a dysfagie. Po dávkách 30 50 Gy při ozařování oblasti lymfatických uzlin může dojít k poškození štítné žlázy a vzniku hypotyreozy. Velmi vzácně může dojít k vzniku sekundárních malignit. [14] 36
4 METODIKA Praktická část bakalářské práce je rozdělena do několika částí. V první části je hodnocen soubor 251 pacientek s diagnózou karcinomu prsu, které byly léčeny na pracovišti zevní radioterapie Ústavu radiační onkologie ve Fakultní nemocnici Bulovka v roce 2019. Zdrojem dat a informací pro hodnocení tohoto souboru byla databáze nemocničního informačního systému (NIS) a data z verifikačního systému Mosaiq verze 2.64. Pro hodnocení kvality ozařovacích plánů, které byly použity pro realizaci zevní radioterapie u těchto pacientek, byla použita data získaná z plánovacího systému Monaco verze 5.11.03. Pro hodnocení statistických dat z dávkově objemových histogramů (DVH) byla použita pouze data pacientek, které byly ozařovány normofrakcionačním režimem do celkové dávky 50 Gy. K dalšímu hodnocení byly z daného souboru vybrány čtyři referenční pacientky tak, aby byly zastoupeny všechny ozařované oblasti, které mohou být při zevní radioterapii prsu ozařovány (viz kapitola 4.2). U těchto referenčních pacientek byly v plánovacím systému vypracovány další ozařovací plány, při nichž byly použity různé 3D CRT a IMRT ozařovací techniky (viz kapitola 4.4). Vliv volby ozařovací techniky na kvalitu ozařovacího plánu byl hodnocen pomocí statistických dat získaných z DVH. U ozařovacích plánů jednotlivých technik byly také změřeny a vyhodnoceny časy ozáření jedné frakce (viz kapitola 5.5). Dále byli z uvedeného pracoviště osloveni čtyři pracovníci plánovacího úseku s různou délkou praxe a různých profesí (viz kapitola 4.3), kteří vypracovali u pacientek ozařovací plány realizované IMRT technikou s použitím dmlc (technika Sliding Window). Vliv zkušeností a dovedností 37
plánujícího pracovníka na kvalitu ozařovacího plánu byl opět hodnocen pomocí statistických dat z DVH. V poslední části práce je hodnocen vliv výběru výpočetních parametrů na kvalitu ozařovacího plánu. Podrobná specifikace výpočetních parametrů je uvedena v kapitole 4.5. Pro hodnocení kvality ozařovacího plánu byla použita statistická data z DVH. 4.1 Hodnocená data Obr. 14 DVH (ozáření prsu a lymfatických uzlin) [vlastní zdroj] Hodnocená data souboru pacientek: věk pacientky; lateralita postižení, rozsah ozařované oblasti; celková dávka, frakcionace; použité frakcionační režimy v souboru: o 25 frakcí po 2 Gy (TD 50 Gy); o 15 frakcí po 2,66 Gy (TD 39,9 Gy); o 13 frakcí po 3 Gy (TD 39 Gy); aplikace Respiratory gating. 38
Hodnocené statistické parametry z DVH vztahující se k homogenitě pokrytí PTV: Pokrytí objemu PTV 95 % předepsané dávky (v %); D max, která představuje maximální dávku v bodě (v %). Podmínkou je, že D max se musí nacházet v PTV; D near max, která představuje dávku ve 2 % objemu PTV (v %). Jedná se o parametr, který je statisticky významnější než D max. Požadavky ÚRO FNB na homogenitu pokrytí PTV při ozáření oblasti prsu/hrudní stěny a oblasti prsu/hrudní stěny včetně lymfatických uzlin (platné v době léčby, tj. v roce 2019): Pokrytí minimálně 90 % objemu PTV 95 % předepsané dávky (optimálně 95 % a více objemu PTV pokryto 95 % předepsané dávky); D max 110 % předepsané dávky (při ozařování lymfatických uzlin 112 %). Vyšší hodnoty jsou řešeny radiologickým fyzikem a radiačním onkologem; D near max 108 % (maximálně 110 %). Vyšší hodnoty jsou řešeny radiologickým fyzikem a radiačním onkologem. Hodnocené kritické orgány a jejich statistické parametry z DVH: srdce (D mean, V15); plíce homolaterální (MLD); plíce kontralaterální (V15); mícha (D max ); jícen (D max, D mean ); kontralaterální prs (D mean ). D mean představuje střední dávku na orgán (v Gy). D max představuje maximální dávku v bodě orgánu (v Gy). MLD (Mean Lung Dose) je střední dávka na plíci 39
(v Gy). V15 představuje objem orgánu, který obdrží dávku 15 Gy a více (v %, popř. ccm). Níže uvedená dávkově objemová omezení na kritické orgány na ÚRO FNB platná v době léčby pacientek (tj. v roce 2019): srdce: D mean < 4 Gy, V15 < 20 %; plíce homolaterální: MLD < 12 Gy (při ozáření prsu/hrudní stěny); plíce homolaterální MLD < 18 Gy (při ozáření prsu/hrudní stěny včetně lymfatických uzlin); plíce kontralaterální: V15 < 20 %; mícha: D max < 30 Gy,; jícen: D max < 60 Gy, D mean < 30 Gy; kontralaterální prs: D mean < 5 Gy. Pokud nebylo možné splnit dávková omezení na srdce a plíce, byly pacientky předány k provedení zevní radioterapie na jiné pracoviště, obvykle do Protonového centra v Praze 8. Překročení dávkových omezení u ostatních orgánů bylo vždy řešeno na kolektivu lékařů a klinických fyziků. 40
4.2 Výběr pacientek dle ozařované oblasti V tabulce níže je uveden popis rozsahu ozařované oblasti u vybraných referenčních pacientek: Tab. 2 Vybrané pacientky (lateralita/rozsah ozařované oblasti) Pacientka Lateralita Rozsah ozařované oblasti 1. Pravá Prs 2. Pravá Prs a lymfatické uzliny 3. Levá Prs 4. Levá Prs a lymfatické uzliny 4.3 Výběr pracovníků ÚRO FNB pro zpracování hodnocení ozařovacích plánů V tabulce níže jsou uvedeni jednotliví pracovníci, kteří se podíleli na vypracování ozařovacích plánů a jejich specifikace: Tab. 3 Vybraní pracovníci plánovacího úseku ÚRO FNB (délka praxe) Pracovník Pracovní zařazení Délka praxe I. Klinický radiologický fyzik 5 let II. Klinický radiologický fyzik 12 let III. Radiologický asistent - specialista 37 let IV. Radiologický asistent - student 5 měsíců 41
4.4 Výběr ozařovacích technik pro zpracování hodnocení ozařovacích plánů Všechny vybrané pacientky byly původně léčeny technikou 3D-CRT, bez použití techniky řízeného dýchání. Pro účely porovnání byly vybrány tyto techniky: 3D-CRT; IMRT: o Sliding Window; o Step and Shoot; VMAT. U pacientky 1. byl u ozařovacího plánu každé ozařovací techniky změřen celkový čas ozáření (jedna frakce). Měřený čas zahrnoval pouze čistý čas, kdy probíhalo ozáření (bez verikace nastavení). Výsledky jsou uvedeny v kapitole 5.5. 4.5 Výběr výpočetních parametrů pro zpracování hodnocení ozařovacích plánů Velikost výpočetní mřížky Ozařovací plány s použitím techniky Sliding Window, byly přepočítány s různou velikostí výpočetní mřížky v rozpětí 0,1 až 0,8 cm. Na pracovišti ÚRO FNB je standardně používána pro plánování RT prsu výpočetní mřížka 0,3 cm, která byla zvolena jako referenční. 42
Typ výpočetního algoritmu Ozařovací plány s použitím techniky Sliding Window a Step and Shoot, byly přepočítány výpočetními algoritmy Pencil Beam a Monte Carlo. Na pracovišti ÚRO FNB je standardem pro výpočet IMRT technik algoritmus Monte Carlo. Verze výpočetního algoritmu Monte Carlo Ozařovací plán s použitím techniky Sliding Window pacientky č. 4 (levý prs a lymfatické uzliny) byl zaslán na další dvě pracoviště radioterapie, která disponují plánovacím systémem Monaco s výpočetním algoritmem Monte Carlo. Tento plán byl následně naimportován do plánovacích systémů těchto pracovišť a při stejných ozařovacích a optimalizačních parametrech přepočten jejich verzí algoritmu Monte Carlo a také znormalizován stejným (původním) způsobem. Použité verze výpočetního algoritmu Monte Carlo plánovacího systému Monaco: verze 5.11.03 (Ústav radiační onkologie, Fakultní nemocnice Bulovka, Praha 8); verze 5.11.03 (Radioterapie Holešov s.r.o.); verze 5.10.02 (Onkologická a radioterapeutická klinika, Fakultní nemocnice Plzeň). 43
Počet pacientek 5 VÝSLEDKY Veškerá získaná data a výsledky jsou uvedeny v přílohách 1 až 7, které jsou uloženy na CD, přiloženém k této práci. V této kapitole jsou prezentovány výsledky týkající se hodnocení souboru pacientek a hodnocení jejich statistických parametrů z DVH. Dále jsou zde výsledky hodnocení kvality ozařovacího plánu s ohledem na praxi a zkušenosti plánovacího pracovníka, zvolenou ozařovací techniku a výpočetní parametry. 5.1 Hodnocení dat souboru pacientek Věk pacientek 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 77 64 50 48 6 6 31-40 41-50 51-60 61-70 71-80 81-90 Věk Obr. 15 Graf rozdělení pacientek podle věku Z celkového počtu 251 pacientek bylo 59 % žen starších 60 let, 39 % ve věkové kategorii 41 60 let a 2 % ve věku 31 40 let. 44
Počet pacientek Počet pacientek Rozsah ozařované oblasti a lateralita 100 80 60 40 20 0 77 Prs/hrudní stěna 84 45 45 Prs/hrudní stěna a lymfatické uzliny Ozařovaná oblast Levá strana Pravá strana Obr. 16 Graf rozdělení ozařované oblasti podle rozsahu a laterality Z celkového počtu 251 pacientek byla ozařována u 64 % oblast prsu/hrudní stěny (161 pacientek). 5.2 Hodnocení ozařovacích parametrů 250 200 150 100 231 Ozařovací technika 50 0 19 3D - CRT IMRT(dMLC) IMRT(SaS) 1 Ozařovací technika Obr. 17 Graf rozdělení podle výběru ozařovací techniky Nejčastěji (u 231 pacientek) bylo ozáření provedeno technikou 3D-CRT. 45
Počet pacientek Počet pacientek 250 200 150 100 233 Frakcionační režim 50 0 16 2 Gy/frakce 2,66 Gy/frakce 3 Gy/frakce 2 Frakcionace Obr. 18 Graf rozdělení podle frakcionačního režimu Normofrakcionační režim 2 Gy na frakci byl aplikován u 233 pacientek. U dvou pacientek byla provedena paliativní léčba 30 Gy v 10 frakcích. 16 pacientek bylo ozářeno zkráceným frakcionačním režimem. Respiratory gating 250 200 217 150 100 50 0 34 RT řízená dýcháním Použití respiratory gating RT bez řízeného dýchání Obr. 19 Graf rozdělení podle použití techniky řízeného dýchání Technika řízeného dýchání byla použita u 34 pacientek. 5.3 Hodnocení statistických parametrů DVH Výsledky hodnocení statistických dat jsou rozděleny na výsledky týkající se homogenity pokrytí PTV a výsledky dávkového zatížení kritických orgánů. 46
Počet pacientek Počet pacientek 5.3.1 Hodnocení homogenity pokrytí PTV 60 50 40 30 20 10 0 Pokrytí PTV 95 % předepsané dávky 57 44 40 46 31 15 90-92,99 % 93-94,99 % 95-100 % % objemu PTV pokryté 95 % předepsané dávky Prs/hrudní stěna bez lymfatických uzlin Prs/hrudní stěna a lymfatické uzliny Obr. 20 Graf pro pokrytí PTV 95 % předepsané dávky Pracovištěm požadované pokrytí: 90 % objemu PTV pokryto 95 % předesané dávky bylo dodrženo u všech pacientek. Optimálního pokrytí 95 % objemu PTV 95 % předepsané dávky a více bylo splněno u 26 % pacientek. 5.3.1.1 D max v bodě Dmax (Prs/hrudní stěna) 40 35 30 25 20 15 10 5 0 15 13 24 28 37 16 7 2 1 Dávka (%) Obr. 21 Graf pro hodnocení maximální dávky (Prs/hrudní stěna) Dávka D max v bodě PTV se pohybovala v rozmezí od 100 do 118 %. Pracovištěm přípustná D max 112 % nebyla překročena u 82 % pacientek. 47
Počet pacientek Počet pacientek Dmax (Prs/hrudní stěna a lymfatické uzliny) 30 25 20 15 10 5 0 1 4 9 13 24 17 18 2 2 Dávka (%) Obr. 22 Graf pro hodnocení maximální dávky (Prs/hrudní stěna a lymfatické uzliny) Dávka D max v bodě PTV se pohybovala v rozmezí od 100 do 118 %. Pracovištěm přípustná D max 112 % nebyla překročena u 57 % pacientek. 5.3.1.2 Dávka ve 2 % objemu PTV (D near max) D(2%) PTV (Prs/hrudní stěna) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 17 74 37 13 2 Dávka (%) Obr. 23 Graf pro hodnocení dávky ve 2 % objemu PTV (Prs/hrudní stěna) Dávka D near max v bodě PTV se pohybovala v rozmezí od 100 do 110 %. Pracovištěm přípustná D near max 110 % nebyla u žádné pacientky překročena. 48
Počet pacientek 30 25 20 15 10 5 0 D(2%) PTV (Prs/hrudní stěna a lymfatické uzliny) 28 24 22 10 4 1 1 Dávka (%) Obr. 24 Graf pro hodnocení dávky ve 2 % objemu PTV (Prs/hrudní stěna a lymfatické uzliny) Dávka D near max v bodě PTV se pohybovala v rozmezí od 100 do 115 %. Pracovištěm přípustná D near max 110 % byla překročena u dvou pacientek. 5.3.2 Hodnocení dávkově objemového zatížení kritických orgánů Konkrétní hodnoty dávkově objemových omezení jednotlivých kritických orgánů jsou uvedeny v kapitole 4.1. Pro rozsáhlost objemu hodnocených dat a výsledků jsou v této části uvedena pouze tato dávková omezení: srdce D mean ; plíce (homolaterální) MLD; mícha D max. 49
Počet pacientek 5.3.2.1 Srdce D mean 120 100 80 60 40 20 0 Srdce Dmean - Levostranná RT 112 5 3 3,99 4-4,99 5 Dávka (Gy) Obr. 25 Graf pro hodnocení dávky na Srdce - Levostranná RT D mean srdce u pacientek s ozářením levého prsu/hrudní stěny (včetně ozáření lymfatických uzlin) se pohybovala v rozmezí od 0,74 až do 6,07 Gy. D mean nebyla překročena u 93,3 % pacientek. U žádné z pacientek s ozářením pravého prsu/hrudní stěny (včetně ozáření lymfatických uzlin) nebyla D mean vyšší než 2,5 Gy, tj. omezení nebylo překročeno. 50
Počet pacientek Počet pacientek 5.3.2.2 Plíce MLD Plíce MLD (Prs/hrudní stěna) 60 50 40 30 20 10 0 51 42 35 12 3 5,99 6-7,99 8-9,99 10-11,99 12 Dávka (Gy) Obr. 26 Graf pro hodnocení Mean Lung Dose (Prs/hrudní stěna) MLD u pacientek s ozářením prsu/hrudní stěny se pohybovala v rozmezí od 4,55 až do 15,33 Gy. MLD nebyla překročena u 98 % pacientek. Plíce MLD (Prs/hrudní stěna a lymfatické uzliny) 35 30 25 20 15 10 5 0 31 28 12 8 4 5 2 9,99 10-11,99 12-13,99 14-15,99 16-17,99 18-18,99 > 19 Dávka (Gy) Obr. 27 Graf pro hodnocení Mean Lung Dose (Prs/hrudní stěna a lymfatické uzliny) MLD u pacientek s ozářením prsu/hrudní stěny a lymfatických uzlin se pohybovala v rozmezí od 8,45 až do 20,02 Gy. MLD nebyla překročena u 92,2 % pacientek. 51
Počet pacientek 5.3.2.3 Mícha D max Mícha Dmax (Prs/hrudní stěna a lymfatické uzliny) 35 30 25 20 15 10 5 0 29 18 14 15 12 1 1 5 5-9,99 10-14,99 15-19,99 20-24,99 25-29,99 30-30,5 Dávka (Gy) Obr. 28 Graf pro hodnocení maximální dávky na míchu (Prs/hrudní stěna a lymfatické uzliny) Dávka D max na míchu u pacientek s ozářením prsu/hrudní stěny a lymfatických uzlin se pohybovala v rozmezí od 0,43 až 30,5 Gy. D max byla překročena pouze u jedné pacientky. D max nebyla u žádné z pacientek s ozářením prsu/hrudní stěny překročena. 5.4 Hodnocení kvality ozařovacího plánu v závislosti na délce praxe pracovníka plánovacího úseku Každý pracovník vytvořil pro jednu z referenčních pacientek ozařovací plán IMRT technikou Sliding Window. U plánů byla následně hodnocena 2D dávková distribuce a statistická data z DVH. U každé pacientky jsou uvedena data pro hodnocení homogenity pokrytí PTV předepsanou dávkou a dávkově objemová zatížení kritických orgánů. Kritéria hodnocení pro PTV a OaR jsou podrobně uvedena v kapitole 4.1. 52