Многие представляют лучевую терапию как «включить аппарат и направить луч в опухоль». Протонная терапия не имеет ничего общего с этим: она скорее напоминает высшую моду:ни у двух разных пациентов нет одинакового плана.
Индивидуализированная протонная терапия — это системная междисциплинарная работа, а медицинский физик играет роль конструктора. Пока для пациента разрабатывается план лечения, физик используетиндивидуальное расположение полей облучения, оптимизацию дозы и адаптивную корректировкучтобы точно поразить опухоль и одновременно насколько возможно защитить окружающие здоровые органы.
01 — Сначала определить объем мишени, затем установить цели по дозе
Разметка объема мишени
Клинические врачииспользуют планировочный КТ — вместе с анамнезом, патологией и диагнозом пациента — чтобы определитьобъемы опухоли-мишени (GTV, CTV)иорганы риска (OARs)расположенных рядом, которые требуют особой защиты.
Ограничения по дозе
Физик и врачсовместно устанавливают дозиметрические цели, обеспечивая, чтобы очаг находился в зоне высокой дозы, а доза для здоровых тканей и органов риска строго не превышала их порог переносимости. Одним словом:дать полную дозу там, где нужно поразить, и держать паузу там, где не нужно.
02 — Ядро работы физика: разработка «индивидуального плана»
1) Выбор поля: нет шаблонов, каждый случай уникален
Физик взвешивает особенности каждого случая —характеристики тканей, которые луч проходит до опухоли, влияние потенциального движения и ошибки позиционирования на дозу, а также воздействие высокой биологической эффективности в конце поля на органы риска— и выбирает углы поля, максимально подходящие для этого пациента.
Возьмём опухоль основания черепа ниже. Поскольку мишень расположена рядом с критическими структурами — зрительным нервом и стволом мозга, — обычное поле пересекало бы зрительный нерв, и его дистальный край пришёлся бы рядом со стволом мозга. Добавлениенекомпланарное полеменяет картину: направление луча идёт параллельно стволу мозга, снижая дозу на ствол мозга насколько возможно.
2) Итеративная оптимизация луча и дозы — заставить протонный луч «останавливаться» точно там, где нужно
Физик используетпик Брэгга, физическую особенность протонного луча, регулируяэнергию, положение и интенсивность лучачтобы зона высокой дозы останавливалась точно внутри опухолей на разной глубине:доза стремительно падает до нуля за пределами опухоли.Для особых случаев — пациенты с грудным имплантом, или дыхательное движение лёгких — физик также получает детальные параметры материала или вводитсистему дыхательного гейтинга (оконного управления)специально оптимизируя план, чтобы расчет дозы был точным, а распределение дозы — наилучшим.
03 — От проверки перед лечением к коррекции в ходе лечения: динамическое управление на всём курсе
1) Перед лечением: полная «генеральная репетиция»
Проверка дозы.Перед началом лечения физик воспроизводит реальную сцену лечения от начала до конца, проводя полную проверку дозы длякаждого пациента, каждого плана и каждого угла облучения, чтобы запланированное совпало с реально доставленной дозой. Этот шаг похож на генеральную репетицию перед премьерой — лечение начинается только когда всё сходится.
2) Во время лечения: постоянная «подстройка», то есть адаптивное планирование
Если в ходе леченияменяется вес пациента, опухоль уменьшается или меняются другие анатомические структурыфизик и врач оперативно оценивают последствия и при необходимости корректируют план (адаптивное планирование) так чтобы весь курс оставался точным и безопасным, с лучшей доставкой дозы и лучшими результатами.
Ниже приведён случай рака лёгких. У пациента во время лечения заметно уменьшилась опухоль, поэтому срочно потребовалось адаптивное планирование, чтобы снизить дозу для здоровых тканей, продолжая точно поражать опухоль.
Протонное планирование — это не механическое «выполнение плана». Оно требует от физика разработать наиболее подходящий индивидуальный план исходя из реальной ситуациикаждого пациента, и постоянно контролировать и корректировать на всём протяжении курса лечения.
Этот«один пациент — один план»точная разработка в сочетании с постоянным контролем и корректировкой максимизирует и эффективность, и безопасность протонной терапии.
Автор: Лю Кай, медицинская физика, Guangzhou Concord Cancer Center