Name: proton therapy delivery and its clinical application in select solid tumor malignancies
Uploaded: 2019-02-06T12:30:00
Duration: 8 min 34 s
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S.R. reconhece a concessão de financiamento do programa de reembolso do empréstimo de NIH. A.H. recebeu financiamento da Bayer, Clóvis, constelação, Agensys, Sotio, Cerulean e Calithera.

A.H. tem honorários da Astrazeneca, Bayer e Novartis. A.H. consultou Bayer, Bristol-Myers Squibb e Astrazeneca e era um orador para a Fundação da França.

Planejamento do tratamento de radiação e entrega para o câncer é um processo altamente personalizado personalizado para cada paciente individual e seu câncer particular. Tratamento de radiação moderna é uma guiada por imagem imagens baseadas em intervenção do CT obtidos durante uma radiação personalizada planejamento simulação. Imagem latente de CT é obrigatória, uma vez que contém informações anatômicas da 3-dimensional (3D) sobre a paciente, bem como precisa quantificação das densidades de tecido em diferentes locais dentro do corpo que são necessários para o cálculo da dose. Durante a imagem latente de CT, o paciente é posicionado em uma mesa motorizada. Vários dispositivos mecânicos de imobilização são normalmente empregados para restringir o movimento paciente durante a imagem latente e durante a subsequente entrega de RT. Dependendo da precisão necessária, estes variam de dispositivos simples molde tipo almofadas e malhas de plástico, que de acordo com a superfície do paciente e depois endurecem para restringir o movimento, para mais dispositivos invasivos, tais como dispositivos de crânio rígido que são perfurados no lugar. Muitas vezes, a precisão necessária do dispositivo de imobilização é ditada pela proximidade do tecido do tumor com estruturas críticas nas proximidades. Como exemplo, o dispositivo de imobilização mais invasivo, um halo de cabeça perfurado em lugar, às vezes é usado quando milímetros único precisão é necessária para tratar um tumor perto os olhos ou nervos ópticos para minimizar a possibilidade de cegueira que pode ocorrer do paciente em movimento em uma posição incorreta durante o tratamento.
Informações de imagem de CT também é usado para otimizar a anatomia interna de tecido normal. Por exemplo, a distensão da bexiga é frequentemente utilizada para minimizar a bexiga e exposição de intestino dose de irradiação da próstata como observado no protocolo acima. Da mesma forma, se o estômago está distendido notavelmente com comida durante a simulação para irradiação abdominal superior (por exemplo, gástrica, fígado, esôfago distal), então o paciente é re-simulado depois permitindo que o alimento passe através do trato intestinal e estômago . Isto irá encolher o estômago e reduzir a possibilidade de exposição a radiação durante a radioterapia de tumores abdominais superiores. Em casos onde o estômago ou bexiga se são alvos de radiação, podem ser intencionalmente distendidos ou esvaziados para otimizar a distribuição de dose.
Em alguns casos, um tumor não é adequadamente ou confiantemente visualizado no CT, mas pode ser identificado com mais precisão por uma ressonância magnética ou uma tomografia. Em tais casos, os exames de PET ou ressonância magnética são utilizados para complementar dados de CT, desde que este último ainda é necessário para o cálculo da dose. Isso é feito registrando-se as imagens de MRI e PET para imagens de CT para o planejamento de terapia. Ressonâncias frequentemente fornecerem muito maior contraste visual e maior resolução que CT, que pode ser benéfico para identificar limites finos, tecidos moles de um tumor, tais como aqueles no cérebro ou no fígado. PET oferece uma visão funcional da distribuição das moléculas de traçador radioativo marcado injetado no paciente.
Alguns tumores surgem em áreas do tórax ou abdômen, onde eles podem mover-se significativamente com a respiração. Para dar conta deste movimento garantir a precisão de radiação, um CT 4-dimensional, um tipo de imagem latente de CT "filme-mode", pode ser usado para capturar a 3D Anatomia do paciente como ele muda ao longo do tempo durante a respiração. Para alguns destinos torácicos e abdominais, cintos de compressão ou outros meios de mitigação de movimento podem ser usados durante a terapia, para restringir o movimento e limitar a incerteza quanto ao tumor local45.
Uma vez que o paciente é simulado para tratamento, é elaborado um plano de tratamento personalizado com consideração da histologia do câncer, localização do tumor e características anatômicas, que influenciam a configuração ideal de feixes de radiação, tipos de partícula, energias, e os níveis de dose para cada paciente individual. Para cada paciente, uma série de perguntas básicas é considerada inicialmente pela equipe da clínica para desenvolver um plano de tratamento ideal. Como ponto de partida, a forma mais adequada de radiação deve ser selecionada. As opções incluem fótons, elétrons ou prótons. Isto é geralmente seguido pela seleção do feixe angle(s) para entrega de radiação. A maioria das máquinas de RT incluem um paciente robótico posicionamento tabela e um pórtico giratório que permitem RT vigas ser direcionado ao paciente por praticamente qualquer ângulo. A decisão envolve encontrar o caminho que mais efetivamente atinge o alvo com RT e melhor evita não-alvos que podem estar no caminho dos feixes selecionados. Em alguns casos, ângulos de feixe são determinados pelo sistema planejamento próprio após introduzir-se nos objectivos de radiação para tumores e tecidos normais. Este processo é denominado "planejamento inverso" e muitas vezes é feito no caso de IMRT, que envolve a modulação da intensidade de múltiplo, feixes de radiação recebida de forma tempo-dependente que fornece uma dose alvo de uniforme, mas pode levar a dose altamente não-uniforme fora do alvo. Embora ambos os fótons ou próton a terapia pode ser intensidade modulada, inversa planejamento é utilizado largamente em fótons baseado IMRT apenas. Se feixes de radiação contínua a ser usado, colimadores de metal personalizados podem ser fabricadas para coincidir com a forma do feixe de radiação com a forma do tumor.
Se a terapia do protão é seleccionada, então uma decisão posterior precisa ser feita em relação ao uso de técnicas de PBS ou dispersão passiva. No caso de PBS, uma decisão adicional é necessária em relação ao uso da MFO ou estratégias de otimização/single-campo de campo único uniforme dose (SFO/SFUD). Em tratamentos MFO, feixes múltiplos são necessários para tratar um tumor durante cada fração, já que cada feixe destina-se apenas uma parte de destino. Em contraste, para os planos de SFO, cada feixe abrange o destino inteiro. MFO é favorecido frequentemente para tumores perto de uma estrutura crítica (ex., tumor cerebral, perto do nervo óptico) onde uma variedade de ângulos feixe pode ser vantajosa para esculpir a dose de radiação. Estratégias MFO também assegurar que todas as vigas/manchas radiação não "extremidade gama" para a mesma área onde a dose pode ser inesperadamente alta devido ao efeito de pico de Bragg. Por outro lado, SFO é favorecido para alvos perto de áreas de incerteza anatómica, tais como a próstata que pode se mover devido a bexiga diferencial e enchimento retal. SFO fornece maior robustez contra alterações de dose devido a variações anatômicas.
Uma vez que a estratégia básica de planejamento está decidida, a próxima fase do plano de tratamento normalmente envolve otimização matemática dos campos de radiação. A energia, intensidade e distribuição espacial (espacialmente variando de fluxo) de radiação são parâmetros tipicamente livre em otimização. Juntamente com a representação da grande matriz 3D da anatomia do paciente pelo CT, estas variáveis livres levam a um problema muito grande tamanho e correspondente otimização de grande matrizes (por exemplo, milhares de valores de CT e milhares de feixe possível intensidades deve ser considerado). Estas matrizes são moldadas em função de um objectivo, que é uma formulação matemática do "gol de planeamento de tratamento". Como mencionado acima, objetivos do tratamento são priorizados para atingir primeiro a dose prescrita para o alvo, e em segundo lugar alcançar tão baixo de uma dose como é possível aos tecidos normais. Para minimizar esta função objetivo, alto poder de computação é desejado rapidamente executar cálculos de transporte de RT que povoam as matrizes, e métodos de otimização numérica, como algoritmos de busca de gradiente, são usados para procurar rapidamente mínimos locais em a função. Esses mínimos correspondem aos planos de tratamento ideal para cada paciente exclusivo. O papel dos computadores no planejamento do tratamento não pode ser exagerado. Modernos de radioterapia e radiodiagnóstico não seria possíveis sem os avanços do computador das últimas três décadas.
Como uma etapa final, o plano de tratamento otimizado é revisto pela equipe médica (médico, dosimetrist e físico). Em muitos casos, o plano pode ser adaptado mais ou re-otimizado com objectivos diferentes para melhorar a qualidade global. Uma vez que o plano é encontrado para ser o ideal, os parâmetros técnicos do plano são revistos por um físico e transferidos para a máquina de entrega de tratamento.
Em muitos casos, o paciente retorna para várias fracções de tratamento (sessões), muitas vezes cada dia da semana por várias semanas. Fracionamento de multi-dia pode intensificar os efeitos secundários agudos induzida por radiação, mas pode reduzir o potencial de tarde, mais graves efeitos colaterais de RT comparados com single-fração tratamento12. Fração de múltiplas abordagens são ideais para os tumores que se dividem rapidamente ou incapaz de reparar danos subletais de RT No entanto, isso depende o local exato do tratamento e a sensibilidade dos tecidos normais nas proximidades. Desde que o objetivo da entrega do tratamento de radiação é administrar o mesmo tratamento durante cada fração, mesmo alguns milímetros de movimento ou a incerteza na posição de paciente podem conduzir à degradação do plano de tratamento de terapia de partículas. Por esta razão, orientação de imagem on-board, os sistemas são de suma importância durante multifraction geradores de imagens de raio-x do RT., cone feixe CT scans ou geradores de superfície ópticas, varredura a laser estão disponíveis para esta finalidade. Estes dispositivos permitem a radioterapia guiada por imagem (IGRT) através da imagem latente de pontos anatômicos, alvos de tumor ou substituto radiopacos fiducial marcadores. As imagens IGRT são comparadas com os exames de simulação original e ajustadas conforme necessário antes de cada fração de radiação.
Apesar da vantagem do intervalo finito de terapia de protões, que limita a dose de saída, a precisão da previsão de alcance normalmente visto no planejamento do tratamento é da ordem de alguns milímetros. A perda de energia exata em diferentes tecidos doentes é incerta, em primeiro lugar, uma vez que os componentes moleculares exatos do tecido são ambíguos, e, em segundo lugar, desde a anatomia do paciente muda ao longo do tempo, ambos sobre curtas escalas de tempo (por exemplo, respiração) e escalas de tempo mais longos (por exemplo, perda de peso, retracção do tumor, alterações da anatomia normal). Para lidar com esta incerteza, uma "margem distal" é adicionada ao volume de destino que é uma margem adicional de tecido normal apenas para além da profundidade máxima do tumor. Tal uma margem garante que mesmo com as incertezas na previsão de intervalo, a profundidade de todo o tumor será tratada com confiança elevada. Infelizmente, a margem de tecido normal em consequência pode ser exposta para a dose total do RT, que potencialmente pode levar a efeitos colaterais de RT significativos em que o tecido. Em contraste, como fótons não parar mas prefiro sair do alvo, sem tal margem distal é necessária para compensar a incerteza de intervalo. Uma margem geométrica ainda é usada em terapia de fóton de incertezas posicional de endereço de destino, mas os fótons são muito menos sensíveis que prótons ao status preciso dos tecidos doentes contra a corrente do destino. Portanto, a margem necessária às vezes pode ser menor para fótons que prótons. Isso pode ser entendido por considerar que os prótons sofrem perda contínua de energia nos tecidos que afetam grandemente a posição do seu alcance, Considerando que os fótons são descarregados e viajarem livremente no espaço vazio entre os átomos e seus orbitais, exceto raros colisões com os elétrons ou núcleos. Diferenças de grande densidade no tecido, por exemplo., objectos metálicos ou cavidades de ar, no entanto, ainda influenciam a dose de fóton, bem como a dose de prótons, mas a uma menor magnitude.
Uma incerteza final e importante refere-se a eficácia de radiobiological (RBE) das diferentes formas de radiação. A RBE é a proporção de doses, de um tipo de radiação de referência e um tipo de radiação de teste, sob a condição de que ambos os tipos de radiação produzem o mesmo efeito biológico. Quanto maior a RBE, mais prejudiciais da radiação por unidade de deposição de energia no tecido. O rácio de RBE é definido em referência à radiação de fótons. Apesar desta descrição simples, há realmente grande incerteza sobre os valores de RBE para partículas carregadas, ao contrário de fótons. Diferenças nas distribuições espaciais dose entre fótons e partículas carregadas em escala micrométrica e nanômetros levam a diferenças no efeito biológico, mesmo quando as doses macroscópicas são idênticas. Isso pode ser entendido, analisando os padrões espaciais de dano do ADN após exposição a partículas carregadas em diferentes doses e diferentes energias cinéticas. Diferentes energias cinéticas e diferentes cargas de prótons (+ 1) e íons de carbono + (6) levam para as diferenças na transferência de energia em diferentes profundidades no paciente, Considerando que para os fótons, a transferência de energia é comparativamente inferior e também mais homogênea em toda a o paciente. Embora teoricamente compreendido, há debate significativo na Comunidade de Oncologia de radiação sobre a capacidade de prever com precisão tais efeitos biológicos. Para terapia de íons de carbono, há uma falta de consenso sobre a melhor forma para modelar esses efeitos biológicos, embora não haja acordo que tais efeitos devem ser modelados para fornecer a terapia. Para prótons, centros clínicos mais plano atualmente terapia sem modelagem explícita dos efeitos de RBE, exceto usando um fator de correção constante de 1.1, mas isto é provável mudar no futuro próximo como novos sistemas de planeamento de tratamento comercial estão começando a incluem biológico modelagem ferramentas de software para modelar a RBE de terapia de protões.
Com a realização de ensaios clínicos randomizados, incluindo RADCOMP, PARTIQoL e RTOG 1308, deveremos ter respostas mais concretas sobre quais formas de radiação podem ser superiores para mama, próstata e câncer de pulmão, respectivamente. Estudos semelhantes são planejados para outros sites de doença que podem ajudar a identificar melhor a melhor modalidade de tratamento para esses tipos de tumor. No entanto, já há dados suficientes para sugerir a superioridade de prótons em determinadas configurações, particularmente na população pediátrica, onde poupando o tecido normal substancial pode extremamente reduzir morbidade de toxicidade, incluindo secundário neoplasias malignas.

Estima-se que 1,7 milhões de pessoas nos Estados Unidos vão ser diagnosticados com câncer em 2018, com mais de 600.000 sucumbir à doença1. Opções atuais do tratamento envolvem terapia de mono ou multi modality usando cirurgia, radioterapia (RT) e tratamentos sistémicos. Em relação ao RT, um quarto dos pacientes recentemente diagnosticados receberá isso como parte de sua terapia de câncer inicial e quase metade em última análise, isso exigirá durante sua doença curso2,3.
O advento de RT início em 1895, quando William Conrad Roentgen descobriu o raio-x enquanto estiver trabalhando com um tubo catódico no seu laboratório na Universidade de Wurzburg, na Alemanha4. Pouco tempo depois, pacientes com ampla de doenças como lúpus e câncer estavam recebendo tratamentos usando raios de rádio. Complicações iniciais foram rapidamente percebeu e nem foram discutidas por Pierre Curie em sua palestra de prêmio Nobel5. Desde que a radiação afeta os tecidos tanto o normal e o tumor, doses cuidadosamente controladas de radiação devem ser utilizados para maximizar a relação terapêutica, definida como a probabilidade de controle do tumor versus a probabilidade de toxicidade inaceitável. Com o graduais avanços em tecnologia, bem como a compreensão melhor de radiobiologia e física, esta relação terapêutica tem melhorado muito com o tempo. O uso de RT aprimorou significativamente os resultados para vários tipos de câncer, como refletido por sua inclusão nas diretrizes nacionais para câncer terapia6,7,8,9. Em alguns casos, RT pode ser usado como a única modalidade para terapia10, Considerando que em outras doenças, ele pode ser usado como parte da terapia de várias modalidades para controle local da doença ou a erradicação da doença microscópica11. Embora muitas vezes usado com uma intenção curativa, muitos pacientes RT são tratadas para paliação da dor ou outros sintomas que se desenvolvem a partir de compressão induzida por tumor, invasão ou destruição dos tecidos normais no cenário do loco-regional ou generalizado, metastático doença.
Os princípios básicos por trás RT são simples. Com a aplicação de radiação, energia é depositada nas células através da ionização de átomos. Esta energia, apesar de que pode elevar a temperatura de uma região irradiada por apenas alguns microkelvin, produz radicais livres que podem diretamente as células de danos expostos por meio de DNA lesão12,13. Muito de nossa compreensão da radiação de partículas de alta energia e sua interação com a matéria vem de estudos teóricos e experimentais de raios cósmicos e suas interações na atmosfera superior, realizadas no início 20th do século14. Partículas carregadas de alta energia (MeV para GeV) interagem com a matéria principalmente através da força eletromagnética: enquanto estas partículas passam através da matéria ou tecido, colisões inelastic com elétrons orbitais levar a ionização e excitação da matéria do alvo, e colisões elásticas com núcleos atômicos provocar dispersão ou desvio do caminho das partículas. Além disso, colisões nucleares e difícil colisões com os elétrons conduzem a uma cascata de radiação secundária que adiciona o efeito ionizante da radiação de partículas. Partículas de alta energia atravessando a questão, portanto, deixam para trás um rastro de átomos ionizados, moléculas e elétrons livres que são quimicamente reativos e podem potencialmente induzir alterações biológicas ou danos aos organismos expostos a estes campos ionizantes.
Dos principais objetivos a longo prazo da radioterapia tem sido aprender como melhor aproveitar estas ionizante campos de uma forma que vai efetivamente tratar doenças humanas. Clinicamente, a forma ideal de radiação (tais como fótons, prótons, elétrons ou íons pesados) deve induzir a ionização suficiente no destino doença para proporcionar efeito terapêutico anti-tumor, enquanto ao mesmo tempo causa mínima da ionização no normal circundante tecidos para minimizar os efeitos deletérios. Qual o tipo de radiação é selecionado para RT depende em parte da doença a ser tratada. Para os tumores que estão localizados mais profunda dentro do corpo e também podem ser cirurgicamente inoperável, fótons megavolt, prótons e íons pesados são considerados ideal15,16. Para cânceres superficiais, tais como aqueles que envolvem a pele, terapia de elétrons pode ser ideal e até mesmo preferível à cirurgia para cosmética. Por outro lado, a vantagem de fótons megavolt reside na sua capacidade de penetrar profundamente no tecido, limitando os danos à pele. No caso de partículas carregadas, como elétrons, prótons ou íons pesados, sua principal vantagem reside nas suas características de 'parar'; ou seja, partículas carregadas perde energia continuamente através de colisões inelastic descrito acima, e esta perda de energia é altamente previsível na escala de milímetros. Portanto, um feixe de partículas carregadas pode ser entregues a um paciente com energias precisas para a profundidade desejada. Além disso, partículas carregadas produzem pouca ou nenhuma saída dose17. Por outro lado, partículas sem carga elétrica como fótons apresentam uma queda exponencial (atenuação) com o aumento da profundidade, que muitas vezes leva a uma dose significativa de saída que pode comprometer os tecidos saudáveis distais para o destino. Estes conceitos são demonstrados na Figura 1, que mostra a radiação Propriedades de dose (ionização) dos diversos tipos de radiação utilizados clinicamente. Uma motivação central para o uso de prótons ou íons de carbono em vez de fótons para alvos mais profundos do tumor é que há dose de entrada mínima dose e perto de zero dose de saída, além de tecidos-alvo. A tabela 1 resume algumas das características clinicamente relevantes de feixes de fótons e prótons.
Avanços no campo da radioterapia, incluindo terapia de protões, ocorreram em duas frentes principais: 1) a construção de aceleradores de partículas eficiente, capazes de produzir alta energia (MeV) radiação, tais como aceleradores síncrotron e ciclotron e 2) a desenvolvimento de métodos computacionais sofisticados que combinam dados de imagem de doença e cálculos de transporte de radiação para permitir artificialmente "planejamento do tratamento." Para planejamento do tratamento, os pacientes normalmente passam por imagem de tomografia computadorizada (CT). As imagens de CT contêm informações anatômicas 3-dimensional sobre a paciente, bem como precisa quantificação de densidades de tecido. O CT imagens e mapas de densidade são usados em simulações de computador para planejar o tratamento de radiação: a energia e a intensidade do campo de radiação matematicamente são otimizados para cada paciente. Um exame de ressonância magnética (MRI) ou um exame de tomografia computadorizada (PET) positron-emissão também pode ser usado para complementar os dados de CT.
Abaixo, descrevemos uma estrutura de tópicos passo a passo de como os pacientes são navegados através de seu curso de tratamento de radiação, seguido pelos exemplos de certos tipos de tumor tratados com terapia de protões.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Proton beam cyclotron and gantry delivery system</td>
			<td>Varian</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Allows for generation and delivery of protons for radiotherapy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>kVUE One Proton Couch Top</td>
			<td>Qfix</td>
			<td>RT-4551KV-03</td>
			<td>Permits patient placement for radiotherapy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CT simulator with 4D scanning capability</td>
			<td>GE</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Permits CT simulation for radiation planning</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100&#34; x 70&#34; Qfix VacQfix Cushion</td>
			<td>Qfix</td>
			<td>RT-4517-10070F30</td>
			<td>Immobilizes patient for more precise radiation delivery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Timo Foam Head Support</td>
			<td>Qfix</td>
			<td>RT-4490-F</td>
			<td>Ensures minimization of head motion during radiotherapy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3 CT Localizers Localization Markers</td>
			<td>Beekley Medical</td>
			<td>REF 211</td>
			<td>Ensures concordance of external markers and internal patient anatomy from CT simulation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VacQfix Indexer</td>
			<td>Qfix</td>
			<td>RT-4517-IND01</td>
			<td>Ensures VacQfix cushion placement is reproducible for every radiatiion treatment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Radiation treatment planning software</td>
			<td>Raystation</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Allows for personalized radiation planning for every tumor with robust optimization and multi-criteria optimization</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proton Range Compensator</td>
			<td>.Decimal</td>
			<td>RC-AC 1018</td>
			<td>Adjusts the range of the proton beam to achieve distal dose conformality</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proton Beam Aperture</td>
			<td>.Decimal</td>
			<td>AP-BR 1800</td>
			<td>Shapes the proton beam treatment area</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proton Range Shifter</td>
			<td>.Decimal</td>
			<td>RS-AC 1018</td>
			<td>Adjusts proton beam tissue depth penetration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Endorectal Balloon</td>
			<td>Radiadyne</td>
			<td>ILG-90F</td>
			<td>Ensures uniform rectal filling and prostate positioning</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

proton therapy delivery and its clinical application in select solid tumor malignancies

Radioterapia é uma modalidade mais utilizada para o tratamento de cânceres sólidos. Embora os mecanismos de morte celular são semelhantes para todas as formas de radiação, as propriedades na vivo de feixes de fótons e proton diferem grandemente e talvez exploradas para otimizar os resultados clínicos. Em particular, as partículas de prótons perdem energia de maneira previsível como eles passam através do corpo. Esta propriedade é usada clinicamente para controlar a profundidade em que o feixe de prótons é finalizado e a dose de radiação limite além da região de destino. Esta estratégia pode permitir reduções substanciais na dose de radiação aos tecidos normais localizado fora um alvo de tumor. No entanto, a degradação da energia de prótons do corpo permanece altamente sensível à densidade do tecido. Como consequência, quaisquer alterações na densidade do tecido durante o curso do tratamento podem alterar significativamente dosimetria do próton. Tais alterações podem ocorrer através de alterações no peso corporal, respiração ou intestino/enchimento de gás e podem resultar em deposição de dose desfavorável. Neste manuscrito, nós fornecemos um método detalhado para o fornecimento de terapia de protões usando dispersão passiva e feixe de lápis digitalização técnicas para câncer de próstata. Embora o procedimento descrito refere-se diretamente aos pacientes de câncer de próstata, o método pode ser adaptado e aplicado para o tratamento de virtualmente todos os tumores sólidos. Nosso objetivo é equipar os leitores com uma melhor compreensão de entrega de terapia de protões e de resultados a fim de facilitar a integração adequada desta modalidade durante a terapia de câncer.

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Proton Therapy Delivery and Its Clinical Application in Select Solid Tumor Malignancies

São apresentados os fundamentos da radiação planejamento e entrega para a terapia de protões usando o câncer de próstata como modelo. A aplicação destes princípios a outros sites selecionados doença destaca como radioterapia próton pode melhorar os resultados clínicos para pacientes com câncer.

Entrega de terapia de protões e sua aplicação clínica em Tumor sólido selecione malignidades

Radiation therapy is a frequently used modality for the treatment of solid cancers. Although the mechanisms of cell kill are similar for all forms of ...

É importante entender o potencial e o papel em evolução da radioterapia de prótons para o tratamento de certos cânceres sobre a radioterapia de fótons mais tradicional. Um desafio importante é identificar e entender os estados da doença do câncer que podem ser particularmente adequados e se beneficiar da radioterapia de prótons. Como acontece com outras formas de radioterapia de feixe externo, a terapia de prótons é entregue de forma não invasiva, usando um dispositivo robótico externo que se move ao redor do paciente.O local onde o feixe de terapia de prótons termina dentro do corpo pode ser controlado com um alto grau de precisão. Tornando-o ideal para tumores adjacentes a órgãos saudáveis críticos. Antes de iniciar a simulação, insira a parte superior da mesa estendida na mesa de tratamento e assegure-se de que ela está bloqueada.Coloque uma almofada de imobilização inflada sobre a parte superior da mesa e a barra de indexação para o molde da perna nesse nível do joelho do paciente. Coloque um descanso sólido na cabeça na parte superior da mesa e confirme que o paciente completou o processo completo da bexiga bebendo de 16 a 24 onças de fluido 45 minutos antes do tempo de varredura programado. Após registrar o paciente na tomografia computadorizada, ou Sistema de Registro do Paciente Ct, selecione o protocolo de escaneamento da próstata com uma espessura de fatia de três milímetros.Peça ao paciente para se sentar sobre a mesa e ajudar o paciente a uma posição supina e de cabeça. Coloque as pernas dos pacientes na almofada de imobilização inflada para que o molde envolta na lateral das pernas e crie uma barreira entre as pernas e posicione os braços do paciente no peito. Confirme o alinhamento do paciente com o sistema laser e conecte a bomba de vácuo dupla ao bocal da almofada de imobilização.Uma vez que o paciente esteja em uma posição mantida, use a bomba de vácuo dupla Qfix para remover o ar da almofada de imobilização para formar um molde sólido em torno de suas pernas e pés. Ajuste manualmente a mesa de tratamento para que a mira do laser esteja no nível dos quadris e na linha média dos quadris e abdômen ao nível da articulação do quadril. Use uma caneta de marcação para indicar os locais da mira e coloque marcadores de localização nas marcas para designar um ponto de partida para a simulação de verificação durante a entrega de radiação.Defina os parâmetros de tomografia computadorizada apropriados para incluir a região pélvica da coluna L3 até o fêmur médio. Em seguida, escaneie o paciente usando o protocolo de varredura da próstata e exporte o arquivo de digitalização para o software de planejamento de tratamento antes de notificar a simetria. Para o planejamento do tratamento de radiação, utilize as ferramentas de contorno do sistema de planejamento de tratamento para definir todos os volumes geométricos relevantes com base nas imagens de tomografia adquiridas.Contorno o primeiro volume de alvo clínico, ou CTV1 para incluir a próstata, vesículas seminais, e envolveram linfonodos. O CTV1 será prescrito 45 cinzas e terá a aparência de uma estrutura em forma de U nas imagens axiais. Os tecidos normais do intestino delgado, reto e bexiga residirão dentro do volume alvo em forma de U.Contorno do CTV2 para incluir a próstata e vesículas seminais. O CTV2 será prescrito uma dose total de 34,2 cinzas. Selecione três feixes em ângulos de pórtico de 90, 180 e 270 graus para o tratamento do volume CTV1.E selecione apenas os ângulos de feixe de 90 e 270 graus para o tratamento CTV2. Medir para confirmar a precisão da dose planejada usando matrizes de câmara de ionização e verificar a precisão do cálculo da dose usando um software secundário de cálculo de dose independente. Se os planos e distribuições de doses atenderem às diretrizes de restrição de dose aceitas e robustez, obtenha aprovação médica antes de exportar todos os dados de planejamento do tratamento para o sistema de tratamento para o tratamento do paciente.No dia do tratamento organize a sala de tratamento para reproduzir a configuração do paciente utilizada durante a simulação da tomografia computadorizada. Assegurar que o rótulo da almofada de imobilização corresponda ao ID do paciente e coloque a almofada na mesa de tratamento com a indexação correta e com o encosto de cabeça adequado na cabeceira da mesa. Confirme que o paciente completou o processo completo da bexiga e escolte o paciente até a sala de tratamento.Ajude o paciente a entrar na posição supina na mesa de tratamento com as mãos entrelaçadas no peito e nas pernas na almofada de imobilização. Mova eletronicamente a mesa de tratamento da posição de carga em direção ao isocentro para alinhar o paciente às marcas que foram colocadas durante a simulação. Ajustando a tabela para corrigir quaisquer erros brutos no posicionamento do paciente conforme necessário.Uma vez que o paciente esteja devidamente alinhado às marcas de simulação, complete as mudanças desde a posição inicial, para aquelas determinadas durante o processo de planejamento do tratamento dosimétrico, para alinhar o paciente ao isocentro de tratamento desejado. Realize imagens ortogonais de quilovoltagem para assegurar o alinhamento interno adequado do paciente aos ossos pélvicos e marcadores fiduciários previamente colocados pela urologia dentro da próstata. Sobreponha as imagens de quilovoltagem adquiridas em radiografias digitalmente reconstruídas a partir da simulação de tomografia computadorizada de planejamento para determinar se são necessários ajustes posicionais e aplicar quaisquer mudanças necessárias para garantir o alinhamento.Se as imagens do quilovolt demonstrarem gás intestinal excessivo, peça ao paciente para expelir o ar enquanto estiver deitado sobre a mesa de tratamento, se possível, realinhar e reimagem. Uma vez que as imagens de quilovoltagem aceitáveis sejam adquiridas e confirmadas, realize uma tomografia computadorizada de feixe de cone para avaliar a bexiga e o preenchimento retal aplicando ajustes adicionais de posicionamento do paciente com base no exame, conforme necessário. Em seguida, inicie o parto do tratamento com verificação audível entre dois terapeutas de ângulo de pórtico, unidades de monitoramento, número de pontos de varredura e camadas, e posição de neve para cada ângulo de tratamento, marcando o isocentro de tratamento para alinhamento diário e remoção das marcas após o tratamento.Devido às grandes áreas visadas durante a radiação do câncer de mama, técnicas de tratamento de radiação baseada em fótons resultam em exposição substancial à irradiação de estruturas torácicas, incluindo pulmões, coração e mama contralateral. Essas regiões podem ser poupadas do excesso de radiação com terapia de prótons. Múltiplos campos de irradiação são necessários para irradiação craniospinal baseada em terapia fóton.Uma vez que o CTV alvo para irradiação craniospinal inclui todo o espaço de fluido cefalorraquidiano, estendendo-se do vértice cerebral, até o canal espinhal, através do cauna equida ao nível da junção vertebral S2, S3. O benefício do uso da terapia de prótons para tratamento craniospinal, é que a terapia limita substancialmente a dose de radiação às estruturas abdominais torácicas anteriores à medula espinhal, em comparação com a área da dosagem experimentada com a terapia à base de fótons, para o mesmo tempo de tratamento tumoral. É importante que cada paciente seja colocado em uma posição confortável durante a simulação de tomografia computadorizada.Para que a mesma posição possa ser reproduzida para cada sessão de radiação. A terapia de prótons pode ser completamente melhorada aproveitando as propriedades radiobiológicas únicas dos prótons, como mudanças na transferência linear de energia, ou combinando prótons com outras modalidades de tratamento. Os desafios incluem selecionar os pacientes que mais se beneficiariam da terapia de prótons e como utilizar prótons para fornecer quatro colunas mais nervosas poupando o tratamento do câncer de próstata.

Research

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Slow-release Drug Delivery through Elvax 40W to the Rat Retina: Implications for the Treatment of Chronic Conditions

De liberação lenta Drug Delivery através Elvax 40W para o Rat Retina: implicações para o tratamento de condições crônicas

Diseases of the retina are difficult to treat as the retina lies deep within the eye. Invasive methods of drug delivery are often needed to treat these ...

In vitro Enrichment of Ovarian Cancer Tumor-initiating Cells

In vitro Enrichment of Ovarian Cancer Tumor-initiating Cells

Em Enriquecimento vitro de câncer de ovário de iniciação Células Tumorais

Evidence suggests that small subpopulations of tumor cells maintain a unique self-renewing and differentiation capacity and may be responsible for tumor ...

Optimized LC-MS/MS Method for the High-throughput Analysis of Clinical Samples of Ivacaftor, Its Major Metabolites, and Lumacaftor in Biological Fluids of Cystic Fibrosis Patients

Método otimizado de LC-MS/MS para a análise do elevado-throughput de amostras clínicas de Ivacaftor, seus principais metabolitos e Lumacaftor em fluidos biológicos de pacientes de fibrose cística

Defects in the cystic fibrosis trans-membrane conductance regulator (CFTR) are the cause of cystic fibrosis (CF), a disease with life-threatening ...

Clinical Practice Protocol of Creative Music Therapy for Preterm Infants and Their Parents in the Neonatal Intensive Care Unit

Protocolo de Prática Clínica de Musicoterapia Criativa para Bebês Prematuros e seus pais na Unidade de Terapia Intensiva Neonatal

Creative music therapy for preterm infants and their parents (CMT) has emerged as a promising family-integrated early intervention involving communicative ...

A Rat Carotid Artery Pressure-Controlled Segmental Balloon Injury with Periadventitial Therapeutic Application

Uma lesão de balão segmental controlada por pressão da artéria de rato com aplicação terapêutica periadventicional

Cardiovascular disease remains the leading cause of death and disability worldwide, in part due to atherosclerosis. Atherosclerotic plaque narrows the ...

Characterizing Exon Skipping Efficiency in DMD Patient Samples in Clinical Trials of Antisense Oligonucleotides

Caracterizando Exon Pulando Eficiência em Amostras de Pacientes DMD em Ensaios Clínicos de Oligonucleotídeos Antisamescenos

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a degenerative muscle disease that causes progressive loss of muscle mass, leading to premature death. The mutations ...

Application of Lucilia sericata Larvae in Debridement of Pressure Wounds in Outpatient Settings

Application of Lucilia sericata Larvae in Debridement of Pressure Wounds in Outpatient Settings

Aplicação de Lucilia sericata larvas em desbridamento de feridas de pressão em ambientes ambulatoriais

Biological therapy using Lucilia sericata larvae has numerous advocates worldwide, yet it is still fairly unknown and not commonly applied in daily ...

Clinical Application of 24 G Cannula Needle and 3-0 Polypropylene Suture in Vas Deferens Exploration

Aplicação clínica de agulha de cânula 24 g e sutura de polipropileno 3-0 na exploração de vas deferentes

The goal of this article is to present the application of a 24 G cannula and 3-0 polypropylene suture as a simple method for the exploration of the vas ...