Proton Terapi teslim ve Select Solid tümör maligniteler klinik uygulaması

Özet

Esasları radyasyon planlama ve teslimat için proton terapi prostat kanseri bir model olarak sunulmaktadır. Bu ilkeler uygulama diğer seçili hastalığı sitelere nasıl proton radyoterapi kanser hastaları için klinik sonuçlar artırabilir vurgulamaktadır.

Özet

Radyasyon tedavisi katı kanser tedavisi için sık kullanılan bir yöntemi var. Hücre öldürme mekanizmaları radyasyon her türlü benzer olmasına rağmen foton ve proton kirişler vivo içinde özelliklerini büyük ölçüde ve belki de istismar klinik sonuçlar optimize etmek için farklı. Özellikle, onlar vücuda geçerken proton parçacıklar enerji tahmin edilebilir bir şekilde kaybetmek. Bu özellik klinik olarak derinliği olan proton ışını sonlandırılır ve bu sınırı radyasyon dozu hedef bölge dışında kontrol etmek için kullanılır. Bu strateji radyasyon dozu normal dokulara sadece bir tümör hedefin konumu önemli düşüşler için izin verebilirsiniz. Ancak, proton enerji vücutta bozulması doku yoğunluğu için son derece hassas kalır. Sonuç olarak, herhangi bir değişiklik doku yoğunluğu tedavi seyri sırasında önemli ölçüde proton dosimetry değiştirebilir. Bu tür değişiklikleri yoluyla vücut ağırlığı, solunum veya bağırsak dolum/gaz değişiklikler ortaya çıkabilir ve olumsuz doz aşırı yükünün neden olabilir. Bu makale, biz'dır pasif dağılım ve kalem demet teknikleri prostat kanseri tarama kullanarak proton tedavisinin detaylı bir yöntem sağlar. Açıklanan yordamı doğrudan prostat kanseri hastalar için ilgilidir rağmen Yöntem uyarlanmış ve hemen hemen tüm solid tümör tedavisinde uygulanan. Amacımız okuyucu kanser tedavisi sırasında bu modalite uygun entegrasyonunu kolaylaştırmak için proton terapi teslim ve sonuçları daha iyi bir anlayış ile donatmak olduğunu.

Giriş

Bu 1.7 milyon kişi Amerika Birleşik Devletleri'nde kanser ile 2018 yılında ile fazla 600.000 hastalığı¹için succumbing tanısı olacak olduğunu tahmin edilmektedir. Mevcut tedavi seçenekleri cerrahi, radyoterapi (RT) ve sistemik tedaviler kullanarak mono veya multi modality tedavisi içerir. Onların ilk kanser tedavisi ve neredeyse yarısı bir parçası sonuçta onların hastalık sahası^2,3sırasında gerektirecektir RT ile ilgili yeni tanı konmuş hastaların dörtte biri bu alırsınız.

RT tarihleri geri 1895 laboratuvarında Würzberg Üniversitesi'nde Almanya⁴bir katot - ışın tüpü ile çalışırken William Conrad Roentgen x-ışını keşfettiğinde gelişiyle. Kısa bir süre sonra lupus ve kanser gibi geniş kapsamlı hastalıkları olan hastalar radyum ışınları kullanarak tedavi almaktaydı. Erken komplikasyonlar çabuk fark ve Pierre Curie ile onun Nobel Ödülü ders⁵' te bile tartışıldı. Radyasyon normal ve tümör dokuları etkiler beri dikkatle incelenmiş dozda radyasyon tümör denetim kabul edilemez toksisite olasılığı karşı olasılığını olarak tanımlanan tedavi oranı en üst düzeye çıkarmak için kullanılması gereken gerekir. Sitoloji ve fizik daha iyi anlamak gibi teknoloji yavaş yavaş gelişmeler ile tedavi bu oran zamanla büyük ölçüde iyileşmiştir. RT kullanımını önemli ölçüde kanser tedavisi^6,7,8,9için ulusal kurallar onun eklenmesi tarafından yansıtıldığı gibi çeşitli kanserler için sonuçları geliştirmiştir. Diğer hastalıklarda bu çok modalite terapinin bir parçası yerel hastalık kontrol veya mikroskobik hastalık¹¹eradikasyonu için kullanılabilir, ancak bazı durumlarda, RT terapi¹⁰için tek yöntem kullanılabilir. Kez bir iyileştirici amacı ile kullanılmış olmasına rağmen birçok RT hasta tedavi ağrı veya tümör kaynaklı sıkıştırma, işgal veya imha loco-bölgesel ortamda normal dokuların geliştirmek diğer belirtiler palliation için ya da yaygın, metastatik hastalık.

RT arkasındaki temel ilkeleri basit. Radyasyon uygulaması ile Enerji atomları iyonlaşma ile hücreleri içine yatırılır. Sadece bir kaç microkelvin tarafından radyoaktif bir bölge sıcaklığı artırabilir olsa doğrudan maruz zarar hücreleri DNA hasarı^12,13yoluyla olabilir serbest radikallerin bu enerji üretir. Çok yüksek enerjili parçacık radyasyon ve madde ile etkileşimi bizim anlayış kozmik ışınlar ve onların etkileşim erken 20^inci yüzyılın¹⁴' te yapılan üst atmosferde teorik ve deneysel çalışmalar geliyor. Yüksek enerjili (MeV GeV için) yüklü parçacıklar etkileşim madde öncelikle üzerinden elektromanyetik kuvvet ile: Bu parçacıkların madde veya doku üzerinden geçerken, elastik çarpışmalar yörünge elektron ile iyonlaşma ve uyarma hedef maddenin neden ve Elastik çarpışmalar atom çekirdeği ile dağılım veya saptırma parçacık yolunun neden. Ayrıca, nükleer çarpışmalar ve sert çarpışma ile elektronların parçacık radyasyonu iyonlaşma etkisini ekler ikincil radyasyon bir çağlayan yol. Yüksek enerjili parçacıkların madde böylece çaprazlayan bir uyku modundan çıkarma-iyonize atom, molekül ve kimyasal olarak reaktif ve potansiyel biyolojik değişiklikler neden veya zarar serbest elektron iyonlaşma bu alanlara maruz organizmalar için bırakın.

Radyoterapi ana uzun vadeli amacı bunlar etkili insan hastalık tedavi edecek bir şekilde alanları iyonize koşum en iyi nasıl öğrenmek oldu. Klinik olarak, ideal formu (foton, proton, elektron veya ağır iyon gibi) radyasyonun tedavi anti-tümör etkisi, aynı zaman neden çok az iyonlaşma iken çevresindeki normal, sağlamak için hastalık hedefindeki yeterli iyonlaşma teşvik dokulara zararlı etkileri en aza indirmek için. Ne tür bir radyasyon RT için seçili kısmen tedavi altına hastalık bağlıdır. Daha derin bünyesinde bulunan ve aynı zamanda cerrahi ameliyat edilemez olabilir tümörleri için megavolt fotonlar, proton ve ağır iyonları en iyi^15,16olarak kabul edilir. Cilt, ilgili olanlar gibi yüzeysel kanserler için elektron terapi en uygun ve hatta ameliyat atrophies için tercih olabilir. Öte yandan, megavolt fotonlar avantajı yeteneklerini cilde hasar sınırlandırılması süre derin dokularında nüfuz için yatıyor. Yüklü parçacıklar, elektron, proton veya ağır iyonları, gibi söz konusu olduğunda 'durdurma' özelliklerinden birincil kendi lehlerine yatıyor; Yani, yukarıda açıklanan elastik çarpışmalar üzerinden sürekli enerji yüklü parçacıklar kaybetmek ve bu enerji kaybı milimetre ölçeğinde çok tahmin edilebilir. Bu nedenle, bir ücretli partikül ışını bir hasta için istenen derinliklerine kesin enerjileri ile teslim edilebilir. Ayrıca, küçük hiçbir çıkış doz¹⁷yüklü parçacıklar üretmek. Buna karşılık, fotonlar doldurulmamış parçacıklar genellikle sağlıklı dokulara hedefe distal uzlaşma olabilir önemli çıkış doza açar derinliği artan ile üstel bir azalma (zayıflama) sergi. Bu kavramlar radyasyon radyasyon klinik olarak kullanılan çeşitli özelliklerini doz (iyonlaşma) gösteren Şekil 1' de gösterildiği. Proton veya karbon iyonları fotonlar yerine daha derin tümör hedefler için kullanmak için merkezi bir motivasyona en az doz girişi doz ve sıfır çıkış doz hedef dokulara ötesinde yakınındaki var. Tablo 1 foton ve proton kirişler klinik özelliklerini özetler.

Radyoterapi, proton terapisi, dahil olmak üzere, alanında gelişmeler iki önemli para birimleri karşısında meydana gelmiştir: 1) verimli parçacık Hızlandırıcılar Hızlandırıcılar, sinkrotron ve cyclotron gibi yüksek enerjili (MeV) radyasyon üretebilen bina ve 2) hastalık görüntüleme veri ve bilgisayar benzetimi izin vermek için radyasyon taşıma hesaplamaları birleştirmek karmaşık hesaplama Yöntem geliştirme "tedavi planlama." Tedavi planlanmasında, hastalar genellikle bilgisayarlı tomografi (CT) görüntüleme tabi. CT görüntüler doku yoğunluğu hasta gibi kesin miktar hakkında 3 boyutlu anatomik bilgi içerir. CT görüntüleri ve yoğunluk haritalar daha sonra bilgisayar simülasyonları ışın tedavisi planlamak için kullanılır: enerji ve radyasyon alan yoğunluğunu matematiksel olarak her bir hasta için optimize edilmiştir. Bir manyetik rezonans görüntüleme (MRG) veya pozitron emisyon tomografi (PET) tarama CT veri tamamlamak için kullanılabilir.

Aşağıda, biz nasıl hasta proton terapi ile tedavi bazı tümör türlerine örnekler ardından radyasyon tedavisi rotalarını ile gidilen bir adım adım taslak tanımlamak.

Protokol

Tam radyasyon terapisi planlama ve teslim protokolü hastalığı site tarafından değişir ve kişiselleştirme her hasta için bile gerektirebilir. Ayrıca, prosedür aynı zamanda kurumsal tercihleri ve ekipman durumu karşılamak için değişiklikleri yapılması gerekebilir. Bu tartışma amacıyla, bu ABD merkezleri¹⁸proton terapi ile tedavi en yaygın kanser olduğu için tipik prostat kanseri durumda planlama proton için kullanılan adımları açıklayacağım. Bu iletişim kuralı standart bakım klinik yordamlar açıklanır ve çok insan Araştırma Etik Komitesi tarafından kurumsal onay gerektirmez.

1. bilgisayarlı tomografi simülasyon ışın tedavisi için

1. Genişletilmiş Masaüstü tedavi tabloya eklemek ve kilitli olduğunu emin olun.
2. Bir şişirilmiş immobilizasyon yastık masa üstü ve hastanın diz düzeyde bacak kalıp için dizin oluşturma çubuğu üzerine getirin.
3. Sağlam bir kafa dinlenme tablonun üstüne yerleştirin. Çoğu hasta barındırır F boyutu kafa ile başlayın.
4. Hastanın 16 içme ile dolu mesane işlemi tamamlandıktan onaylamak-24 ons sıvı zamanlanmış tarama zaman önce 45 dakika. Bu adım adım 1.12 önce tamamlanması gerekiyor.
5. Hasta CT hasta kayıt sistemine kayıt.
6. Prostat tarama Protokolü 3 mm dilim kalınlığı seçin.
7. Onaylamak tedavi izni, kontrast onayı ve simülasyon uzman hekim tarafından tamamlandı sipariş.
8. Hasta bir elbisesi değiştirmek ve tüm giyim belden aşağı kaldırmak isteyin.
9. Hasta kimlik sözlü hasta adı, Doğum tarihi doğrulamak ve yordam sitesi tarafından onaylayın.
10. Hastanın yüz fotoğrafını çekin.
11. Hasta masada oturmak ve hasta sırtüstü, kafa ilk pozisyona yardım isteyin.
12. Hastanın bacakları şişirilmiş immobilizasyon yastık yerleştirin ve hastanın silah onların parmakları titreşim, mavi bir yüzük vererek veya askıları etrafında kollarını uygulama tarafından göğüs üzerinde konumlandırın.
13. Lazer sistemi ile hasta hizalama doğrulayın.
14. Çift vakum pompası immobilizasyon yastık meme bağlayın.
15. Böylece kalıp bacaklar tarafına örtmek ve ayrıca bacaklar arasında bir bariyer oluşturmak bacaklar immobilizasyon minder yerleştirin. İmmobilizasyon yastık pelvis ve ayak uzatır sağlamak.
16. Takın ve klinik tedavi eden hekim belirtilen Eğer ab endorectal balon şişirmek.
17. Ön-arka (AP) ve hasta hizalama optimize edilmiştir onaylamak için yanal (LAT) izci kilovoltage x-ışını görüntüleri (topograms) gerçekleştirin. Bu doğrulama AP görüntüde doğruluk ve lateral görüntüde dönme hizalama içerir. Bağırsak gazı en az olması için her iki resimler kullanın. Konumlandırma tüm olmalı düzeltilmiş ve yeniden Imaging ile doğruladı. Bağırsak gazı mevcut ve aşırı hasta tuvalet için izin verir ve dinlenme belgili tanımlık oluşum--dan adım 1.15.
18. Hastanın istenen konumda olduğunda, hava onların bacaklar ve ayaklar etrafında sağlam bir kalıp oluşturmak için Q-fix çift vakum pompası ile immobilizasyon yastık kaldırın.
19. Böylece lazer hedef işaretini hasta kalça düzeyinde ve orta hat kalça ve karın ve kalça eklemi düzeyinde el ile muamele tablo ayarlayın. Crosshair konumları işaretleme kalemi hasta belirleyin. Yerelleştirme işaretleri radyasyon teslimat sırasında doğrulama simülasyon için bir başlangıç noktası belirtmek için hedef işaretini yerleştirin.
20. Küme CT tarama parametrelerini orta uyluk L3 omurga pelvik bölgeye dahil etmek.
21. Hastanın prostat tarama protokolünü kullanarak tarayın.
22. Tarama tedavi planlama için kabul edilebilir olduğunu doğrulayın. Mesane tam olmalı ve rektum en az hava veya dışkı olması gerekir.
23. Tedavi planlama yazılımı dijital tarama dosyası verebilir ve dosimetry haber verin.
24. Hasta kimliği, tedavi doktor adı ve kurulum ile hasta immobilizasyon yastık etiket terapi sırasında önce depolama sonraki kullanım için yönergeler.
25. Eğer hasta kalem kiriş proton terapi geçiyor adım 2.1 için devam edin. Hastanın pasif dağılım proton terapi alırsanız adım 3.1'e atlayın.

2. ışın tedavisi kullanarak kalem ışın tedavisi planlama

1. CT simülasyon planlama yazılımı (TPS) tedaviye veri.
2. Planlama sisteminin tüm ilgili geometrik birimlerin tanımlamak için Araçlar şekillendirme edinsel CT görüntüleri baz alınarak tedavi kullanın. Bu yapıları, mesane, rektum, kalın bağırsak, ince bağırsak, femur başları, dış gövdesi yüzey, fiducials, rektal spacer, ve/veya endorectal balon içerir.
3. Vücut, tedavi tablo ve herhangi bir immobilizasyon aygıtları içeren ek bir dış kontur oluşturmak. Radyasyon dozu sadece bu dağılım içinde hesaplanacaktır.
4. İlk klinik hedef birimi (CTV1) prostat, seminal veziküller ve yer alan lenf düğümleri eklemek için kontur. CTV1 45,0 Gy (RBE) reçete. CTV1 birim Aksiyal görüntülerde U şeklinde bir yapısının görünüme sahip olur. Küçük bağırsak, rektum ve mesane normal dokuların U şeklinde hedef birim içinde yer alacaktır.
5. İkinci klinik hedef birimi (CTV2) prostat ve seminal veziküller içerecek biçimde kontur. CTV2 toplam doz 34,2 Gy (RBE) reçete.
6. Seçin üç ışınlar, makas köprüsü açıları 90, 180 ve 270 derece CTV1 cilt tedavisi için. Sadece 90 seçin ve CTV2 tedavisi için 270 derece ışın açıları.
7. İki geometrik engelleme yapıları (kaçınma birimler) tasarlayın.
   1. U şekilli CTV1 birimi içindeki normal dokuların kapsayan bir "Orta blok" kaçınma birim oluşturun.
   2. Bloğu posterior anterior (180 derece) ışın bir "rektum-blok" kullanarak prostat üst seviyesinin altında aşağı yönü.
8. Hedef birim, pPTV1 adlı planlama bir proton oluşturmak için CTV1 bir izotropik 7 mm genişleme oluşturun. PPTV1 böyle proton Bragg doruklarına (proton "noktalar" denir) kapak CTV1 için planlama en iyi duruma getiricisi tarafından konumlandırılmış bir spot yerleşim birimi tanımlamak için kullanın.
9. Adım 2.6 olduğu gibi benzer bir genişleme pPTV2 formu ama 8 mm genişleme soldan sağa yönde ve 5 mm açılımları posterior anterior ve superior-aşağı yönde kullanmak için CTV2 birimin oluşturun.
10. Sağlam optimizasyonu sağlamak için kurulum belirsizlikler, aralığı belirsizlikler ve bağırsak, değişken gaz dolum için hesap bir özellik oluşturmak iki yapay ("geçersiz") CT veri kümesi: tüm ince bağırsak, kalın bağırsak, ilk vardır ve hava yoğunluğu ve ikinci üzerine rektum kas yoğunluğu üzerine bu birimlerin vardır.
11. Optimizasyon önce CTV1 için yeni bir tedavi planı oluşturun. Proton tedavi makine planlama için kullanılması öngörülen doz ve 45 Gy (RBE) 25 kesirler ayırma atamak ve CTV1 olmak için birincil hedef tanımlayın tanımlayın. %100 tüm 3 kirişler (sağ lateral, sol yan ve arka-ön) kullanarak CTV1 birimi en az % 98'i karşılamak için öngörülen doz atayın.
12. Başka bir tedavi planı CTV2 için 2 ışın kümeleri oluşturun. İlk olarak, 18 Gy (RBE) CTV2 10 kesirler sadece sol yanal ışını kullanarak içinde teslim edilecek atamak ve 16,2 Gy (RBE) CTV2 9 kesirler sadece sağ yanal ışını kullanarak içinde teslim edilecek atayın. %100 %100 CTV2 biriminin karşılamak için öngörülen doz atayın.
13. CTV1 planı optimizasyonu için hazırlamak
    1. Orta blok yapı yanal kirişler için aralığı marjı olarak atamak ve rektum-blok yapı arka-ön ışın aralığı payımız olarak atayın.
    2. Otomatik (varsayılan) enerji katmanı aralığı, nokta aralığı ve hedef kenar boşluğu ayarlarını en iyi duruma getirme başlayın.
    3. 10 ve en az bir spot ağırlığı 1.5 monitör birimlerinin en fazla 40, filtreleme"spot" önce en iyi duruma getirmeleri maksimum sayıda yinelemesi sayısını belirtin. Tedavi makine tarafından teslim edilebilir proton sayısı teknik bir minimum sınırı olarak süzme kaldırır proton noktalar daha az 1.5 monitör birimleri ile spot.
    4. En iyi duruma getirme CTV1 için ilk turda hedef kılavuz proton spot pozisyonların kurmak için pPTV1 belirleyin. 45,5 Gy (RBE) belirtilen hedefleri vardır (ağırlık = 100) pPTV1 ve 0 45 Gy (RBE) 1 cm mesafede bir doz azalma (ağırlık = 2).
    5. En iyi duruma getirme için CTV1, ikinci tur pPTV1 hedefleri yukarıdaki silerek başlayın. O zaman optimizasyonu yeni hedefler ve objektif ağırlıkları ile devam edin. Aşağıdaki gibi bir yoğunluk modüle planı, olarak da bilinen çoklu alan optimizasyon (MFO) geliştirmek için bu parametreler belirtir.
       1. Dış ses düzeyi için bir doz azalma 0 45 Gy (RBE), 1 cm ve ağırlığı 2 ile bir mesafe içinde ayarlayın.
       2. CTV1 birim için 45 Gy (RBE) en az bir doz 100 ağırlığı ile ayarlayın.
       3. CTV1 birim için 45,5 Gy (RBE) tek tip bir doz ve 100 ağırlığı ayarlayın. Bu hedefe sağlam olarak ayarlayın.
       4. PPTV1 birim için maksimum doz 100 ağırlığı ile 46 Gy (RBE) ve bu hedefe sağlam olarak ayarlayın.
       5. Rektum birim için 45,8 Gy (RBE) maksimum doz 50 ağırlığı olan ayarla. Bu hedefe sağlam olarak ayarlayın.
       6. Mesane birim için 45,8 Gy (RBE) maksimum doz 50 ağırlığı olan ayarla. Bu hedefe sağlam olarak ayarlayın.
       7. İnce bağırsak için 45,8 Gy (RBE) maksimum doz 50 ağırlığı olan ayarla. Bu hedefe sağlam olarak ayarlayın.
       8. Kalın bağırsak için 45,8 Gy (RBE) maksimum doz 50 ağırlığı olan ayarla. Bu hedefe sağlam olarak ayarlayın.
    6. Ek olarak özel hedefleri, 5 mm pozisyonel vardiya, % 3,5 aralığı belirsizlik, azaltmak için sağlamlık ayarları atayabilir ve yukarıda belirtilen adresi bağırsak gaz değişkenliği için yapay ("geçersiz") CT verileri birleştirmek. Bu sağlamlık ayarlar yalnızca yukarıda "sağlam" belirtilen bu amaçları için geçerlidir.
14. CTV1 planı için en iyi duruma getirme işlemini tamamlayıp gol elde reçete emin olmak için elde edilen en iyi duruma getirilmiş planını gözden geçirin.
15. CTV2 planı optimizasyonu için hazırlamak
    1. İlk optimizasyonu için bir spot yerleştirme Kılavuzu CTV1 planı olarak elde etmek için pPTV2 kullanarak CTV2 planı tamamlamak.
    2. PPTV2 hedefleri silmek ve optimizasyon (CTV2 için reçete ile ilgili olarak yüzdeleri vardır) yeni hedefleri ile devam edin. CTV2 planı için tek tek bu hedeflere sol ve sağ ışın için en iyi duruma. Bu tek alan optimizasyon (SFO) olarak bilinir ve her ışın için amaçları şunlardır.
       1. Dış ses düzeyi için bir doz azalma 34,2 Gy (RBE), bir mesafe 5 mm ve ağırlığı 2 içinde 0 Gy (RBE) için ayarlayın.
       2. CTV2 birim için 120 ağırlığı olan en düşük doz 34.37 Gy (RBE) ayarlayın.
       3. CTV2 birim için 100 ağırlığı ile Tekdüzen bir doz 34.54 Gy (RBE) ayarlayın. Bu hedefe sağlam olarak ayarlayın.
       4. PPTV2 birim için 100 ağırlığı ile maksimum doz 34.88 Gy (RBE) ayarlayın. Bu hedefe sağlam olarak ayarlayın.
    3. Aynı sağlamlık ayarlarını en iyi duruma getirme için kullanın.
16. 2 plan kiriş takım oluşturmak ayrı olarak sol ve sağ lateral kirişler için optimizasyon tamamlayın. Bu sol veya sağ yanal kirişler teslim kullanarak radyasyon CTV2 için izin verir. Tüm 3 kirişler (RL, LL ve PA) her tedavisi için kullanılan gerektirir CTV1 doz teslim aksine bu.
17. CTV1 ve CTV2 tedavi planları bağımsız olarak ve toplam RTOG 0126 deneme¹⁹tarafından kurulan prostat kanseri ışınlama doz kısıtlamaları karşılamak sağlamak için gözden geçirin.
    1. Mesane birim için altında %15 80 Gy alan doku yüzdesidir, yüzde 75 Gy alan % 25'tir, 70 Gy alma oranı altında % 35 dir, ve 65 Gy alan yüzde % 50'den az olduğundan emin olun.
    2. Rektal birim için altında %15 75 Gy alan doku yüzdesidir, yüzde 70 Gy alan altında % 25'tir, 65 Gy alma az % 35 oranında yüzdesidir, ve 60 Gy alan yüzde % 50'in altında olduğundan emin olun.
    3. Penis ampul birim için Ortalama doz küçük 52,5 Gy olduğundan emin olun.
    4. CTV1 ve CTV2 hedef birimler için iki cilt en az % 95'i reçete doz almasını sağlamak.
18. Planları ve doz dağıtımları kabul edilen doz kısıtlama kuralları ve sağlamlık karşılıyorsa, Doktor onay almak ve planlar tedavi iletim sistemi için verin.
19. İyonlaşma odası dizileri, radyasyon dedektörü türünü kullanarak planlanan doz doğruluğunu ölçmek.
20. İkincil, bağımsız doz hesaplama yazılımı kullanarak doz hesaplama doğruluğunu doğrulayın.
21. Ölçüm sonuçları, hesaplama sonuçları ve planının teknik özellikleri tıbbi fizikçi ile kalite kontrolü sağlamak için gözden geçirin.
22. Tedavi planlama belgeleri oluşturun ve bunları planlama dosimetrist, fizikçi ve denetleyici hekim tarafından onaylamak.
23. Tüm tedavi hasta tedavi için tedavi teslimat sistemine veri planlama verebilir ve adım 4.1 için proton terapi teslimat için atlamak.

3. radyasyon tedavi pasif dağılım veya Proton Terapi tarama üniforma için planlama:

1. CT simülasyon verileri sistem planlama ışın tedavisi alın.
2. Tüm ilgili geometrik birimlerin göre dağılımı CT görüntüleri elde. Bu yapıları, mesane, rektum, kalın bağırsak, ince bağırsak, femur başları, dış gövdesi yüzey, fiducials, rektal spacer, ve/veya endorectal balon içerir.
3. Ek bir dış kontur oluşturmak. Vücut, tedavi tablo ve herhangi bir immobilizasyon aygıtları dahil etmek için Boolean işlemi aracını kullanın. Radyasyon dozu sadece bu dağılım içinde hesaplanacaktır.
4. Kontur CTV1 prostat, seminal veziküller ve yer alan lenf düğümleri içerir. CTV1 45,0 Gy (RBE) reçete.
5. Prostat ve seminal veziküller dahil etmek için kontur CTV2. CTV2 toplam doz 34,2 Gy (RBE) reçete.
6. CTV1 pPTV1 ve pPTV2 CTV2 7 mm 5 mm hariç her yöne tarafından özafagusu genişleterek oluşturmak için 7 mm tarafından genişletin.
7. Kiriş pPTV1 ve pPTV2 hedef sistem planlama tedavi oluşturun. pPTV1 pPTV2 90 ° ve 270 ° yanal kirişler kullanarak hedef olacak bir tek 180 ° PA ışını kullanarak hedef olacak.
8. Her ışın ile Tekdüzen dış boşluk için bloklarını 0.5 cm pPTV1 ve pPTV2 birimlerine ekleyin.
9. En küçük ışın diyafram boyutu mümkün her pPTV birim boyutuna göre blok boyutu seçmek kullanma. Işın diyafram gantry burun şekli her proton ışını yan kenarları için bağlı pirinç özel şalter var.
10. Her proton ışını distal ve proksimal kenar uygun ışın parametreleri aşağıdaki gibi seçerek şekil için gereken uygun balmumu Kompansatör modeli.
    1. %3.5 artı ek bir 1-2 mm aralığı belirsizlik değerini girin.
    2. Uygun hava boşluğu mesafe diyafram ve hasta arasındaki giriş.
    3. Pürüzsüz ve istenilen doz degrade Kompansatör şekle smear.
    4. İsocenters pPTV1 ve pPTV2 için hasta vardiya proton ışını teslimi için gerekli en aza indirme amacı ile aynı konuma ayarlayın.
11. Adımları 3.10.1-3.10.4 hem pPTV1 hem de pPTV2 hedef planları için girilen parametreleri kullanarak doz hesaplayın.
12. PPTV1 ve pPTV2 tedavi planları bağımsız olarak gözden geçirin ve toplam doz karşılamasını sağlamak için prostat kanseri ışınlama için kısıtlamaları RTOG 0126 deneme¹⁹ tarafından kurulan ve açıklanan adımları 2.17.1-2.17.4.
13. KÜREK ve hedef gol için doz kapsama elde değil gerekirse, TPS blok ve Kompansatör parametrelerinde hedefleri elde kadar 3,8-3.10 adımlarda gösterildiği gibi ayarlayın. Bir kez gol elde, Doktor onay almak ve adım 3.14 için devam edin.
14. Doz hesaplama doğruluğu onaylanmış planında ikincil, bağımsız doz hesaplama yazılım paketi kullanarak doğrulayın.
15. Ölçüm sonuçları, hesaplama sonuçları ve planının teknik özellikleri tıbbi fizikçi ile kalite kontrolü sağlamak için gözden geçirin.
16. Blok ve geriletici uygun satıcıdan sipariş.
17. QA blokları ve geriletici satıcıdan alınan.
18. Tedavi planlama belgeleri oluşturun ve bunları planlama dosimetrist, fizikçi ve denetleyici hekim tarafından dijital imzaları ile onaylamak.
19. Tüm tedavi hasta tedavi için tedavi teslimat sistemine veri planlama verme ve adım 4.1 için devam edin.

4. radyasyon tedavi teslim

1. Tedavinin ilk gününde, radyasyon planı arıtma sistemi planı parametrelerle eşleşen emin olun.
2. CT simülasyon sırasında kullanılan hasta kurulum yeniden üretmek için tedavi odası düzenlemek. İmmobilizasyon yastık etiket hasta ile eşleştiğinden emin olun kimliği ve doğru dizin oluşturma ile tedavi masada sonra yer. Simülasyon masanın başında, kullanılan koltuk başlığı yerleştirin.
3. Hasta ile dolu mesane işlemi tamamlanmamış ve bir tedavi elbisesi değişti onaylayın.
4. Hasta tedavi odasına kadar eşlik edin ve ona göğüs ve immobilizasyon Yastık bacaklar arasında sıktı elleri ile tedavi masada sırtüstü pozisyonda yer.
   1. Takın ve simülasyon sırasında kullandıysanız endorectal balon şişirmek.
5. Elektronik olarak muamele tablo simülasyon sırasında yer işaretleri hastaya hizalamak için isocenter doğru yükleme konumundan taşıyın. Zift gibi rotasyon konumlandırma hasta herhangi bir brüt hataları düzeltmek için tabloyu ayarlamak ve yaw.
   1. Hasta düzgün simülasyon işaretleri için uyumlu bir kez bu planlama işleminin Dozimetrik tedavi sırasında istenilen tedavi isocenter hastaya hizalamak için belirlenen başlangıç konumundan vardiya tamamlayın.
6. Ortogonal KV pelvik kemik ve indirgeme işaretleri daha önce Üroloji prostat içinde tarafından yerleştirilen doğru iç hasta uyum sağlamak için Imaging gerçekleştirin.
   1. Konuma göre ayarlamaları yapmak gerekip gerekmediğini edinsel KV görüntüleri üzerinde planlama tomografisi simülasyon üzerinden dijital olarak yeniden ilerlemenin overlaying bağlı belirler. Uyum sağlamak için gerekli vardiya uygulanır.
   2. Aşırı bağırsak gaz KV görüntüleri göstermek, mümkünse, tedavi masanın üzerinde yatan ise hava sınırdışı edilmesine sormak sonra yeniden düzenlemek ve yeniden görüntü.
      1. Hasta tedavi masaya bırakın çözümleyemiyorsa, tedavi iptal etmek için ve dinlenme odasına hasta verildi. Tuvaleti hasta döndükten sonra adım 4.3 proton teslim işleminden yeniden başlatın.
7. Bir kez kabul edilebilir KV görüntüleri elde ve doğruladı, mesane/rektal doldurma değerlendirmek için bir koni ışın CT (CBCT) tarama tamamlandı. Ek hasta konumlandırma ayarlamaları CBCT ultrasonda dayalı uygulamak. Olarak KV görüntüleme tabanlı konumlandırma ile düzeltmeleri, CBCT verileri kullanarak yapılan değişiklikleri görüntüleme konsol doğrudan tedavi tabloya otomatik uygulama için gönderilir.
   1. Bütün pozisyonel düzeltmeleri ile tedavi eden hekim tedavi proton tedavisinin ilk gününde işlemini başlatmadan önce doğrulayın.
8. Gantry açının, monitör birimleri, tarama noktalar ve katmanlar, iki terapist ve burun pozisyon için her tedavi açı arasında sesli doğrulama tedavi teslimatla başlatın. Bu parametreler tedavi konsol ve dosimetry, fizik ve tedavi eden hekim tarafından imzalanmış planlama belgelerde görüntülenir.
9. Tedaviden sonra tedavi isocenter günlük hizalama için işaretleyin ve işaretleri kaldırın.
10. 4.2-4,9 tüm sonraki tedavi bölümler için yineleyin.

Sonuçlar

Kullanılabilir veri proton tedavisi bazı kanserlerin^20,21ile önemli bir yarar öneriyor. PT select Pediatrik tümörler, önceden radyasyonlu bölgelerde tekrarlayan kanser veya diğer kanser dokusu normal yaralanma riski foton tedavi ile yüksek olduğu için tercih. Aşağıda, uygulama ve prostat, meme ve medulloblastoma için proton tedavisinin yararı tartışmak. Amacımız okuyucu uygulama proton tedavisinin daha iyi bir anlayış ile tümör erkek, kadın ve çocuk ortak sağlamaktır.

Amerika Birleşik Devletleri'nde en yaygın erkek ve erkekler arasında kanser ile ilgili ölüm ikinci en yaygın sebebi malignite tanısı prostat kanseri var. Tahmini 164,690 kılıfları yeni 2018 yılında tanısı olacak ve üzerinde 29.000 erkekler hastalıktan ölecek. Sigara metastatik prostat kanseri hastalar için tedavi seçenekleri, etkin gözetim, radikal prostatektomi, brakiterapi ve dış beam radyasyon fotonlar veya proton²²ile de dahil olmak üzere uygundur. Tam tedavi kararları hasta anatomisi, comorbidities, tümör sahne, hekim yargı ve hasta tercih bağlı olarak yapılır.

Radyasyon teslimat için erken evre prostat kanseri prostat bezi sınırlıdır. Orta risk prostat kanseri söz konusu olduğunda, proksimal seminal veziküller de hedefler. Kısmi prostat tedaviler incelenmiştir rağmen bütün bezi tedavisi standart tedavi kalır. Obturator, önceden sakral, iç iliak ve dış iliyak düğümleri genellikle olumsuz orta ve yüksek riskli hastalığı olan hastalar için dahil edilir.

Radyasyon tedavisi önce görüntü destekli tedavi öncesi tedavi kilovoltage Imaging'i kullanma izni için planlama, indirgeme işaretleri yerleştirilebilir (i.e., standart x-ışınları)²³. Buna ek olarak, hidrojel ayırıcı CT simülasyon rektum ve prostat daha fazla sınırı doza rektal doku^24,25arasında bir boşluk oluşturmak için önce da eklenebilir. Planlama tedavi sırasında hasta sırtüstü pozisyonda bir özelleştirilmiş yastık aygıtı kullanarak immobilize leğen kemiği ile simüle. Rektal balon prostat hareket ve rektal hacmi ve yoğunluk²⁶ile ilgili belirsizlik sınırlamak için CT simülasyon, yerleştirilebilir. Konforlu tam bir mesane doz ince bağırsak ve mesane²⁷ön kısmı için sınırlamak için önerilir. MRI simülasyon Ayrıca daha doğru hedef birim tarif²⁶izin vermek için tavsiye edilir.

Tedaviler 75.6 79.2 Gy 45-50,4 Gy dozlarda prostat için seçmeli kapsama nodal için önerilen doz sunmak için tasarlanmış olması veya⁹seminal vezikül bölgeleri mikroskobik hastalık riski yaymak. Tüm kesirleri kesir başına 1,8-2 Gy günde bir kez teslim edilir. Orta ve yüksek riskli hastalar için bir brakiterapi destek alma dış beam radyasyon dozu için yaklaşık 45 Gy sınırlı olmalıdır. 110 Gy brakiterapi doz I-125 düşük doz oranı kalıcı implantlar ile kullanılmalıdır. Yüksek doz oranı brakiterapi kateter yolu ile teslim, yaygın olarak kullanılan destek rejimleri 13-15 Gy x 1 kesir, 8-11,5 Gy x 2 kesirler, 5.5-6.5 Gy x 3 kesirler ve 4.0-6.0 Gy x 4 kesirler⁹içerir.

Dosimetry planlama tedavi dozu mesane, rektum ve bağırsak sınırlamak için optimize edilmiştir. Dozimetrik karşılaştırmalar foton-versus proton - temel terapi (i.e., IMRT karşı IMPT teknikleri) geliştirilmiş ikinci yaklaşımı²⁸ile normal dokulara dozlarda tutumlu göstermiştir.

Prostat kanseri belirli ölüm oranı 10 yıldır erkekler erken sahne hastalığı²² bağımsız olarak seçilen tedavi ile % 2'in altında altındadır. Doz yoğun RT ile yüksek riskli hastalarda düşük prostat kanseri belirli mortalite % 5'lik de 9 yaşındaki²⁹, göster. Ölüm metastatik ayarında etkin kalır sistemik tedaviler durumu nedeniyle büyük ölçüde düşük seviyede kalır. Sonuçları IMRT ve proton tedavisi ile mükemmel^30,31kalır. Proton ışın tedavisi (PBT) arasında devam eden, randomize bir çalışmada PARTIQoL (NCT01617161) çalışmadır ve umarım bir yöntemi üzerinde başka üstün olup olmadığını belirleyecek düşük ve orta riskli prostat kanseri için IMRT.

Meme kanseri en sık kadınlarda ve kanserle ilgili ölüm ABD kadınlar arasında ikinci en yaygın nedeni malignite tanısı var. Tahmini 268,670 kılıfları yeni 2018 yılında tanısı olacak ve 41,400 kadın hastalığı¹/ ölecek. Prostat kanserinde hastaların çoğunda radyasyon tedavinin, olarak almanıza aksine meme kanserli hastalarda postoperatively Kanser nüks¹¹riskini azaltmak için radyasyon alırsınız. Cerrahinin ölçüde bağlı olarak gerekli, radyasyon tümör lumpektomi sonra kalan meme veya mastektomi^11,32sonra göğüs duvarı hedefleyebilir. Onlar yayılmış tümör riski görüldüğü takdirde bölgesel lenf bezleri koltuk altı, supraklaviküler ve iç meme alanlarda hedefleyebilir.

Meme hastalar için tedavi programları genellikle günde bir kez tedavi, haftada beş gün gerektirecektir. Erken sahne hastalar genellikle kabul edilir ile geleneksel şeker (1.8-2.0 Gy/kesir; 50 Gy toplam) veya hypofractionated (2,67 Gy/kesir; 40.05-42.56 Gy toplam) rejimleri tüm meme^11,33. Daha gelişmiş, ama yerelleştirilmiş hastalığı olan hastalarda 50 Gy (1.8-2.0 Gy/Kesir) için geleneksel ayırma ile bütün meme veya göğüs duvarı ve bölgesel lenf düğümleri için kabul edilir. Bu dozlarda ameliyat mevcut olabilir subklinik hastalığı için etkilidir.

CT simülasyon meme kanseri radyoterapi için genellikle sırtüstü pozisyonda tamamlanır. Prostat kanseri aksine her iki kolu pozlama göğüs duvarı veya meme dokusunun izin vermek için ek yükü kaçırdı. Ayrıca, özelleştirilmiş cradling aygıt ve meme Pansiyon kez ağız sapı tedavi tabloya paralel olması toraks yükseltilmiş bir pozisyonda immobilize için kullanılmaktadır. Bu meme dokusu konumlanmıştır boyun bölgesi sonbahar değil sağlar.

Radyasyona maruz kalma sırasında Meme kanseri kalp için gelecekteki iskemik hastalığı³⁴riski ile ilişkilidir. Sonuç olarak, kalp dozlarda en aza indirmek için büyük önem tekniklerdir. İstihdam inspiratory derin nefes tutun (DIBH) intratorasik alanı ve ön göğüs duvarı/göğüs ve kalp arasındaki uzaklığı artırmak için bir yaklaşımdır. Yöntem anlaşılacağı üzere, DIBH ile tedavi edilen hastaların solunum döngüsü askıya alma ve ilham en yüksek noktada tedavi. Ancak, tüm hastalar nefes tutar, bu teknik izin vermek için yeterli süre tahammül edebiliyoruz. Bazı hastalarda yüzükoyun avantajlı olabilir ve meme dokusu kalp³⁵de dahil olmak üzere kritik normal dokuların uzak asmak için izin verebilir. Hedef Lenfleribile bölgeleri yeteneği yerleştirir sınırlama bu yaklaşımın bir dezavantajıdır. Proton Terapi önemli kardiyak doz DIBH ve eğilimli teknikleri^36,37ihtiyaç duymaksızın tutumlu elde edebilirsiniz.

Proton Tedavisi meme kanseri hastalar için istihdam ve üstün foton tabanlı teknikleri ile ilgili önemli yapıların akciğerler ve kalp³⁸gibi üzerinde doz tutumlu etkileri olduğu kanıtlanmıştır. Bir aralığı değiştiren planla (PBS) tarama bir tek alan kalem demet göğüs duvarı ve bölgesel düğümleri için proton radyasyon yönetmek için yararlı. Pasif dağılım yaklaşımlar da istihdam edilebilir. Birden çok alanı tüm göğüs duvarı ve bölgesel düğümleri alan sınırlamaları nedeniyle tedavi için gerekiyorsa, o zaman teknikleri eşleşen alan istihdam gerekir. Eşleşen supraklaviküler ve göğüs duvarı alanları bir cilt boşluk klavikular baş³⁹altında 2-4 mm ile uyumlu bir stratejidir. Alan sınırları, sıcak ve soğuk noktalar en aza indirmek için radyasyon boyunca farklı zaman noktalarda bir 1 cm mesafe taşınır.

Klinik sonuçlar meme kanser radyasyon ile erken sahne hastalığı^%11 50 ve % 37 20 yıl takip³²yerel olarak gelişmiş hastalar için bir genel sağkalım gösterilmektedir. Uzun remisyon dönemi göz önüne alındığında, tedavi indirilmesi toksisite büyük endişe ile ilişkilidir. Proton Terapi potansiyel kardiyak toksisite riski daha düşük bekleniyor olsa da, bu soru devam eden RADCOMP Konsorsiyumu hangi foton veya proton radyoterapi için meme kanseri olan kadınların rastgele davasının (NCT02603341), muayene ediliyor.

Kanser çocuklar 1-14 Amerika Birleşik Devletleri'nde yaş ölüm ikinci en yaygın nedeni kalır ve kazaları sadece aştı. 2018, 10,590 çocuk kanser teşhisi ve 1,180 onların malignite¹/ ölecek. Bu grup arasında 250-500 hasta medulloblastoma ile teşhis edilebilir. Medulloblastoma tanısında Medyan yaş 4-6 yıl var. Serebrospinal sıvı tutulumu ve yayma (30-%40) için yüksek risk göz önüne alındığında, craniospinal ışınlama (CSI) uygun tedavi ile yaşayan yaklaşık % 80 ile bu hastalarda bakım standarttır.

Medulloblastoma hastaların yaş üzerinde anaplasia ya da metastaz ve rezidüel tümör miktarı varlığı cerrahi rezeksiyon sonra göre standart riskli ve yüksek riskli gruplara tabakalı. Her iki durumda da, ameliyat sonrası radyasyon tedavisi içerir. RT medulloblastoma için 23,4-36 Gy bir doz için ilk olay yeri inceleme içerir. Ek doz sonra tümör yatağına 55.8 50,4 Gy birincil tümör site⁴⁰bir doz elde etmek için verilir. Tedavi planlama konuları sırasıyla beyin sapı ve omurilik 54 Gy ve 45 Gy, maksimum doz sınırlandırılması dahil. CSI foton veya proton terapi kullanarak teslim edilebilir. CT simülasyon ve tedavi genellikle hastalar tedavi⁴¹sırasında hareket sağlamak için anestezi gerektirir.

Radyasyon, spinal kord anterior torasik ve abdominal yapıları önemli ışınlama maruz RT teknikleri sonucu foton tabanlı ile hedeflenen geniş alanları nedeniyle akciğerler, kalp, böbrekler bağırsak ve göğüs dahil olmak üzere. Bu bölgelerdeki aşırı radyasyon proton terapi (Şekil 3)⁴²ile kurtulmuş. PT dayalı CSI iki hafifçe eğik yanal alan üst servikal omurganýn ve beyin ışınlatayım yanı sıra alt servikal, göğüs, bel ve sakral omurga bölgeleri hedefleyen bir veya daha fazla posterior anterior kirişler gerektirir. Kauda equina S2/S3 vertebra Kavşağı (Şekil 3) düzeyinde spinal kanalından beyin vertex uzanan tüm beyin-omurilik sıvısı (BOS) alanı hedef CTV CSI için gösterir bu yana birden fazla alan gereklidir. Omurga omurga alan tedavi için gerekli toplam sayısı belirler. En üstte yer alan omurga alan üstün kenarlığını kafatası alanları alt kenarlığının üzerine eşleştirilir. Omurga alan tüm omurga koruyamazsın, ikinci bir omurga alanı üst omurga alanı alt kenarlığının üzerine eşleştirilir. Bu işlem olabilir üçüncü bir alanın uzun boylu hastalar için gerekli olup olmadığını tekrarladı. 15 yaş altındaki hastalar için omurga alanları ön kenarlığını kemik için homojen bir doz emin olmak için tüm vertebra cesetleri içerecek şekilde gelişen iskelet anormallikleri gelecekteki büyüme önlemek için gerekli genişletilir. Bu 15 yaş üstü, omurga 2-3 mm ötesinde spinal kanal ön omurga alan kenarlığı genişletilir.

Pasif dağılım ve PBS teknikleri CSI^42,43için kullanılmıştır. Thecal sac (S2 veya S3), tam doz ön kafatası tabanı ve kevgir plaka, doz sınırlama-in tiroid optik yapılarına, indirilmesi daha düşük sonuna homojen radyasyon dozu beyin-omurilik sıvısı (BOS) için belirli hedeflere CSI tedavisinin içerir en fazla %5 için reçete doz ve yemek borusu⁴³doz indirilmesi.

Pasif dağılım tedavi planlama genellikle kafatası alanlar oluşturulması ile başlar. El ile düzenleme ile aralığı kompansatörleri kez doz gözleri ve koklea sınırlama beyinde bir homojen doz dağılımı oluşturmak için gereklidir. Omurilik alanlar için doz en aza indirmek için tiroid düzeyinde kompansatörleri kalınlaşmış. Özel dikkat sonra alan kavşak kafatası ve omurga alanlar arasında ve gerektiğinde birden fazla omurilik alanlar arasında ödenir. Birleşim alanı nerede alanları Birleştir 1,25-1.5 cm uzunluğu tanımlanır. Kavşak sıcak veya soğuk doz bölgelerin önlemek için kranial veya kaudal yönünde haftalık kayar. İdeal olarak, doz varyans reçete doz % 95-108'i arasında tutulur. Alan ağırlık, diyafram düzenlemeler ve Kompansatör düzenlemeler tüm bu hedef⁴³elde etmek için istihdam edilmektedir.

MD Anderson Kanser Merkezi araştırmacılar için olay yeri inceleme uzmanı⁴²planlama step-wise bir strateji geliştirdik. Bu yaklaşım torasik omurga için bir SFO planı oluşturulması ve ardından kafatası ve alt omurga alan tedavi için MFO planı geliştirme içerir. Doz degradeler kavşak alanlarda kullanılmaktadır. SFO planı sonra final, bileşik MFO planı geliştirmek için ilk MFO planına kopyalanır. Omurga kavşak bir kez bir 4 haftalık kurs tedavi üzerinde 2 cm kaydırılır. CSI pasif dağılım ile karşılaştırıldığında, PBS CSI teklifler önemli düşüşler radyasyon dozu artan tiroid doz⁴²ancak, lensler, koklea ve parotid bezleri için temel.

Medulloblastoma hastalar olay ücretsiz sağkalım oranları % 60-80 bağlı olarak risk tabakaları⁴⁴bekleyebilirsiniz. CSI ile ışınlanmış doku büyük alan ve pediatrik hastalarda hassas doğası göz önüne alındığında, uzun vadeli yan etki riskleri önemli ve nörobilişsel bozukluğu, ikincil maligniteler, hipofiz işlev bozukluğu, işitme kaybı, kalp hastalığı , infertilite, hipotiroidi, vaskülopati, Kuru göz, katarakt oluşumu, görme kaybı ve radyasyon nekrozu/miyelit. Bu nedenle, proton tabanlı CSI birçok hasta için önemli bir yarar sağlayabilir.

Şekil 1: Radyoterapi için derinlik doz eğrileri. Çeşitli klinik radyasyon kirişler için gösterilen su derinliği doz dağıtımları bir fonksiyonu olarak. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 2: proton ve foton meme radyasyon karşılaştırılması. Yüzde IMRT (A, B) ya da proton (C, D) ile radyasyon tedavisi alan ve önemli radyasyon doz azaltma kalbine gösteren yerel olarak gelişmiş meme kanseri olan bir hasta için dağıtım doz ve Proton akciğerlere. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 3: proton ve foton craniospinal radyasyon karşılaştırılması. Yüzde doz bir hasta için dağıtım craniospinal ışınlama kullanarak alma medulloblastoma ile proton(a)veya IMRT (B) ve gösteren önemli radyasyon doz azaltma intra torasik ve intra abdominal bölgelere Proton ile. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

	Foton	Proton
Parçacık türü	Bozonu	Bileşik fermiyon
Ücret [C]	0	+1.602 x 10-19
Kitle [kg]	0	1.672 x 10-27
Spin	1	1/2
Energy† [MeV]	0.1 - 25	10 - 250
Ortak kaynakları	Lineer Hızlandırıcı, Co-60 Radioisotopes, x-ışını tüpü	Cyclotron veya sinkrotron Hızlandırıcı
Teslim yöntemi	Katı kirişler, Multileaf Collimators, yoğunluk modülasyon, kemerler collimated	Pasif saçılma, manyetik tarama
† Genellikle insan kanser tedavisinde kullanılan enerji aralığı

Tablo 1: Proton ve foton radyasyonu karşılaştırılması.

Tartışmalar

Radyasyon tedavi planlama ve teslim kanser için tek tek her hasta ve seçtiğin bu kullanıcı belirli kanser için kişiselleştirilmiş bir süreçtir üst düzeyde özelleştirilmiş. Modern radyasyon tedavisidir görüntü güdümlü müdahale tabanlı CT görüntüler elde özelleştirilmiş bir radyasyon simülasyon planlama sırasında. Doku yoğunluğu bünyesinde doz hesaplama için gerekli olan farklı konumlarda hasta gibi kesin miktar hakkında 3 boyutlu (3D) anatomik bilgi içerdiğinden CT görüntüleme zorunludur. CT görüntüleme sırasında hasta bir motorize masa üzerinde konumlandırılmış. Birkaç mekanik immobilizasyon aygıt genellikle görüntüleme ve sonraki RT teslim sırasında hastanın hareketi kısıtlamak için istihdam edilmektedir. Bağlı olarak gerekli duyarlık, basit kalıp-tür minderler ve hasta yüzeye uygun ve hareket kısıtlamak için sertleşmesine, plastik kafes, bu cihazlar aralığı için daha fazla invaziv cihazlar sert kafatası aygıtları gibi bu yerde gidilen. Oftentimes, immobilizasyon aygıt gerekli duyarlığını yakındaki önemli yapıların tümör dokusunun yakınlık tarafından dikte edilir. Örnek olarak, en invaziv immobilizasyon cihazın bir baş hale ayrıntılarına yer, tek milimetre hassas gözler veya hareketli hastadan oluşabilir körlüğü olasılığını en aza indirmek için görme sinirini yakınındaki bir tümör tedavisi için gerektiğinde bazen kullanılır tedavi sırasında yanlış bir pozisyona.

Bilgi görüntüleme CT iç dokusu normal anatomi optimize etmek için de kullanılır. Örneğin, mesane şişkinlik mesane ve ince bağırsak doz maruz ışınlama Protokolü yukarıda belirtildiği gibi prostat en aza indirmek için sık sık kullanılmaktadır. Mide özellikle üst karın ışınlama (örneğin, mide, karaciğer, distal özofagus) için simülasyon sırasında gıda ile şişmiş, benzer şekilde, daha sonra hasta mide ve bağırsak geçmek gıda izin sonra yeniden simüle ise . Bu mide küçültme ve üst karın tümörlerin radyoterapi sırasında radyasyona maruz kalma olasılığını azaltır. Durumlarda nerede mide veya mesane kendilerini radyasyon hedefleridir, onlar olabilir bilerek şişmiş ya da doz dağılımı optimize etmek için boşalttı.

Bazı durumlarda, bir tümör yeterli veya güvenilir bir şekilde CT görselleştirildiği değil ama daha doğru bir MRI ya da PET taraması tarafından tanımlanmış. Bu gibi durumlarda, evde beslenen hayvan veya MRI taramaları ikinci doz hesaplama için gerekli olduğu CT veri tamamlamak için kullanılır. Bu tedavi planlaması için CT görüntüleri Mr ve PET resimlere kayıt olarak elde edilir. MRI taramaları genellikle çok daha fazla görsel kontrast ve bir tümör olarak beyin veya karaciğer gibi ince, yumuşak doku sınırlarını tanımlamak yararlı olabilir CT daha yüksek çözünürlük sağlar. Evde beslenen hayvan hastaya enjekte etiketli Radyoaktif izleyici moleküllerin dağılımı fonksiyonel bir görünümünü sağlar.

Bazı tümörler toraks veya karın nerede önemli ölçüde solunum ile hareket edebilir alanlarda ortaya çıkmaktadır. Radyasyon doğruluğunu sağlamak bu hareket için hesap için 4 boyutlu tomografi "film modu" CT görüntüleme, bir tür 3D hasta anatomi solunum sırasında zaman içinde değiştikçe yakalamak için kullanılabilir. Bazı torasik ve abdominal hedefleri için sıkıştırma kayışları veya başka bir yöntemle hareket azaltma tedavisi sırasında uyuşukluk görülebilir hareket kısıtlamak ve tümör konumu⁴⁵ile ilgili belirsizlik sınırlamak için kullanılır.

Sonra hastanın tedavi için benzetimli, kişiselleştirilmiş tedavi planı kanser histoloji, tümör konumu ve radyasyon kirişler, parçacık türleri, enerjileri en uygun yapılandırma etkisi anatomik özellikleri değerlendirilmesi ile geliştirilmiştir, ve düzeyleri bireysel her hasta için doz. Her bir hasta için birkaç temel soru başlangıçta klinik ekip tarafından en iyi tedavi planı geliştirmek için kabul edilir. Bir başlangıç noktası olarak en uygun form radyasyon seçilmesi gerekir. Seçenekler fotonlar, elektron veya proton içerir. Bu genellikle ışın angle(s) radyasyon teslimat için seçime göre takip ediyor. Birçok RT makinesi tablo ve RT kirişler hastaya yönlendirilmesine izin dönen bir makas köprüsü hemen hemen her açıdan tarafından konumlandırma bir robot hasta içerir. Kararı en etkin şekilde RT ile hedef grev yol bulma içerir ve en iyi sigara-seçili kirişler yolundaki olabilecek hedefleri önler. Bazı durumlarda, ışın açıları radyasyon gol tümörler ve normal dokuların içinde giren sonra planlama sisteminin kendisi tarafından belirlenir. Bu işlem "ters planlama" olarak adlandırılır ve genellikle birden fazla yoğunluğunu oransal içerir, IMRT durumunda yapılır bir üniforma hedef doz sağlar, ancak son derece üniform doz için neden olabilir bir saat-bağımlı şekilde gelen radyasyon kirişler hedef dışında. Her ne kadar foton veya proton terapi ayarlanmış, ters planlama büyük ölçüde olarak kullanılan yoğunluk olabilir foton IMRT yalnızca temel. Eğer katı radyasyon kirişler kullanılmak üzere, özel metal collimators radyasyon ışını şekil tümör şekli ile eşleştirmek için fabrikasyon.

Proton Terapi seçili ise, bir sonraki karar pasif dağılım veya PBS teknikleri kullanımı ile ilgili olarak yapılması gerekiyor. PBS söz konusu olduğunda, ek bir karar MFO veya tek alan optimizasyon/tek alanlı tek doz (SFO/SFUD) stratejileri kullanımı ile ilgili olarak gereklidir. MFO tedavilerde birden çok kirişler her ışın yalnızca bir kısmını hedef hedefleyen bu yana bir tümör her kesir sırasında tedavi etmek için gereklidir. Buna ek olarak, SFO planları için tüm hedef her ışın kapsar. MFO kez tümör yakınında kritik bir yapı tercih (Örn., beyin tümörü optik siniri yakınındaki) nerede ışın açıları çeşitli radyasyon dozu heykeltraşlık için avantajlı olabilir. MFO stratejileri de tüm radyasyon kiriş/noktalar "aralığı aynı alana nerede doz Bragg tepe etkisi nedeniyle beklenmedik biçimde yüksek olabilir değil sonunda" olun. Öte yandan, SFO hedefleri yakınlarındaki alanlarda hangi fark mesane ve rektum dolgu nedeniyle taşıyabilirsiniz prostat gibi anatomik belirsizlik için tercih edilir. SFO doz değişiklikleri anatomik farkları nedeniyle karşı geliştirilmiş sağlamlık sağlar.

Bir kere temel planlama stratejisi karar, tedavi planlama sonraki aşama genelde matematiksel optimizasyonu radyasyon alanlarının içerir. Enerji, yoğunluk ve mekansal dağılımı (akı dağınık şekilde değişen) gelen radyasyon optimizasyonu genellikle ücretsiz parametreleridir. CT tarafından hasta anatomisi büyük 3D matris temsili ile birlikte ücretsiz bu değişkenler bir çok büyük sorun boyutu ve karşılık gelen büyük optimizasyon matrisler (Örneğin, CT değerleri binlerce ve binlerce olası ışın yoğunluklarda gerekir neden kabul). Bu matrisler tedavi planlama "amacı" matematiksel bir formülasyon olan bir objektif işlevinde çerçevelidir. Yukarıda belirtildiği gibi tedavi hedefleri ilk reçete doz hedefe ulaşmak için öncelik, ve ikinci olarak bir doz düşük elde etmek için normal dokuların mümkündür. Bu amaç fonksiyonu en aza indirmek için yüksek işlem gücü hızla matrisler doldurmak RT taşıma hesaplamaları gerçekleştirmek için arzu edilir ve degrade-arama algoritmaları gibi sayısal optimizasyonu yöntemleri, hızlı bir şekilde yerel minima aramak için kullanılır işlev. Bu minima benzersiz her hasta için en uygun tedavi planları için karşılık gelir. Tedavi planlama bilgisayar rolü ardı edilemez. Modern ışın tedavisi ve tanılama Radyoloji son üç yılda bilgisayar gelişmeler mümkün olmazdı.

Son aşaması, en uygun tedavi planı Sağlık ekibi tarafından (hekim, dosimetrist ve fizikçi) gözden geçirilir. Birçok durumda, planı daha da adapte veya genel kalitesini artırmak için farklı hedefleri ile yeniden en iyi duruma getirilmiş. Planın en iyi olmak bulunduktan sonra planının teknik parametreleri bir fizikçi tarafından gözden ve tedavi teslim makineye transfer.

Birçok durumda, hasta tedavi kesirler (oturum), birden çok kez birkaç hafta haftanın her günü döndürür. Günden fazla süren ayırma akut radyasyon kaynaklı yan etkileri yoğunlaştırmak ama RT geç, daha şiddetli yan etkileri tek-kesir tedavi¹²ile karşılaştırıldığında potansiyel azaltmak. Hızla dikkati dağıtıyorsun tümörler için en uygun ya da yapamaz RT. sublethal hasarı onarmak çok kesir yaklaşımlar Ancak, bu tam tedavi alanında ve yakındaki normal dokuların hassasiyetini bağlıdır. Radyasyon tedavisi teslim amacı aynı tedavi sırasında her kesir yönetmek için olduğundan, hareket veya hasta konumda belirsizlik bile birkaç milimetre parçacık terapi tedavi planı düşmesine neden olabilir. Bu nedenle, büyük önem multifraction RT. Röntgen görüntüleme cihazları, koni ışın CT taramaları veya optik, lazer tarama yüzey görüntüleme cihazları sırasında sistem are üstünde-tahta görüntü rehberlik mevcut tüm bu amaç için. Bu cihazların görüntü güdümlü radyoterapi (IGRT) anatomik yerler, tümör hedefleri veya vekil radyo-opak indirgeme işaretleyicilerini görüntüleme aracılığıyla izin verir. IGRT görüntüleri orijinal simülasyon taramalarla karşılaştırılır ve gerekli radyasyon her kısmını önce olarak ayarlanabilir.

Çıkış doz sınırları, proton tedavisinin sonlu aralığı avantaj rağmen genellikle tedavi planlanmasında görülen aralığı tahmin duyarlığını sırasına birkaç milimetre tanımıdır. Farklı hasta dokuların tam enerji kaybına ilk olarak, tam moleküler bileşenleri dokusunun belirsiz, ve ikinci olarak, üzerinden her ikisi de kısa zaman ölçeği (Örneğin, nefes) hasta anatomisi zaman içerisinde değişen bu yana yana, belirsizdir ve daha uzun zaman ölçeği (Örneğin, kilo kaybı, tümör büzülme, normal anatomi değişiklikler). Bu belirsizlik gidermek için bir "distal kenar boşluğu" normal doku en fazla tümör derinlik ötesinde ek bir kenar boşluğu hedef birimi eklenir. Böyle bir kenar boşluğu bile aralığı tahmin belirsizlikler ile yüksek güven ile tüm tümör derinlik kabul edilir sağlar. Ne yazık ki, normal doku kenar boşluğu dolayısıyla potansiyel olarak önemli RT yan etkileri bu doku yol açabilir tam RT doza maruz kalabilirler. Buna ek olarak, fotonlar durdurmak değil, daha ziyade hedef çıkmak gibi hiç böyle distal payı aralığı belirsizlik telafi etmek için gerekli. Geometrik bir kenar boşluğu hala foton terapisi hedef adresi pozisyonel belirsizlikler için kullanılır, ancak fotonlar hedefi proton çok daha az hasta dokuların akıntıya karşı hassas durumunu duyarlıdır. Bu nedenle, gerekli kenar boşluğu bazen proton fotonlar için daha küçük olabilir. Bu proton sürekli enerji kaybı ise fotonlar doldurulmamış ve serbest atomların ve nadir dışında onların boşluklardır arasında boş uzayda seyahat büyük ölçüde onların aralığı konumunu etkileyen dokularda geçmesi göz önünde bulundurarak anlaşılabilir Elektron veya çekirdek ile çarpışma. Doku, Örneğinbüyük yoğunluk farklılıkları., metalik nesneleri ya da hava boşluklar, ancak, hala foton doz proton doz yanı sıra, ancak daha düşük bir büyüklükte etkisi.

Son ve önemli belirsizlik radyasyon farklı formları radiobiological etkinliği (RBE) ile ilgilidir. RBE doz, başvuru radyasyon türü ve her iki radyasyon türü aynı biyolojik etkiyi yaratmak koşul altında bir test radyasyon türü oranıdır. Yüksek RBE, birim başına radyasyon doku enerji yükünün zarar daha fazla. RBE oranı foton radyasyonu referans olarak tanımlanır. Bu basit açıklama rağmen yüklü parçacıklar fotonlar aksine RBE değerleri ile ilgili aslında büyük belirsizlik vardır. Makroskopik dozlarda özdeş olduğunda bile kayma doz dağıtımları fotonlar ve mikrometre ve nanometre ölçeğinde yüklü parçacıklar arasındaki farkları biyolojik etkisi, farklılıkları yol. Bu farklı doz ve farklı kinetik enerji yüklü parçacıklar maruz kaldıktan sonra DNA hasarı kayma şekillerinin incelenerek anlaşılabilir. Fotonlar için nispeten daha düşük ve aynı zamanda daha homojen boyunca enerji transferi ise farklı kinetik enerjileri ve proton (+ 1) ve karbon iyonları (+ 6) farklı ücretler enerji transferi hastada farklı derinliklerde farklılıkları yol hasta. Teorik olarak anlaşılmaktadır iken, orada doğru tür biyolojik etkileri tahmin yeteneği ile ilgili radyasyon Onkoloji toplumda önemli tartışma olduğunu. Karbon iyon terapi için işte bu biyolojik etkileri, model oluşturmak nasıl en iyi fikir birliğine eksikliği terapi sağlamak için bu tür etkileri örnek alınarak gerekir anlaşma olsa. Proton için en klinik merkezleri Şu anda tedavi etkileri 1.1, sürekli düzeltme faktörü kullanarak dışında RBE, açık modelleme olmadan plan ama yeni ticari tedavi planlama sistemleri için başlangıcı olarak yakın bir gelecekte değişme olasılığı kadar biyolojik dahil modelleme proton tedavisinin RBE modellemek için yazılım araçları.

Randomize çalışmalar, RADCOMP, PARTIQoL ve RTOG 1308, gibi tamamlanması ile hangi formları radyasyon sırasıyla meme, prostat ve akciğer kanseri için üstün olabilir daha somut yanıtlar elimizde olacak. Benzer çalışmaları daha iyi bu tümör türleri için en iyi tedavi yöntemi belirlemek için yardımcı olabilir diğer hastalık siteleri için planlanmıştır. Ancak, zaten var proton pediatrik popülasyonda özellikle belirli ayarları'nda üstünlüğünü önermek için yeterli veri nerede önemli normal doku tutumlu büyük ölçüde morbidite ikincil dahil toksisitesine düşürebilir maligniteler.

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Proton beam cyclotron and gantry delivery system	Varian	N/A	Allows for generation and delivery of protons for radiotherapy
kVUE One Proton Couch Top	Qfix	RT-4551KV-03	Permits patient placement for radiotherapy
CT simulator with 4D scanning capability	GE	N/A	Permits CT simulation for radiation planning
100" x 70" Qfix VacQfix Cushion	Qfix	RT-4517-10070F30	Immobilizes patient for more precise radiation delivery
Timo Foam Head Support	Qfix	RT-4490-F	Ensures minimization of head motion during radiotherapy
3 CT Localizers Localization Markers	Beekley Medical	REF 211	Ensures concordance of external markers and internal patient anatomy from CT simulation
VacQfix Indexer	Qfix	RT-4517-IND01	Ensures VacQfix cushion placement is reproducible for every radiatiion treatment
Radiation treatment planning software	Raystation	N/A	Allows for personalized radiation planning for every tumor with robust optimization and multi-criteria optimization
Proton Range Compensator	.Decimal	RC-AC 1018	Adjusts the range of the proton beam to achieve distal dose conformality
Proton Beam Aperture	.Decimal	AP-BR 1800	Shapes the proton beam treatment area
Proton Range Shifter	.Decimal	RS-AC 1018	Adjusts proton beam tissue depth penetration
Endorectal Balloon	Radiadyne	ILG-90F	Ensures uniform rectal filling and prostate positioning