3D планирование лучевой терапии: последовательность действий

Использование РКТ для
планирования лучевой
терапии при раке легкого
Хоружик С.А., Артемова Н.А., Минайло И.И., Страх А.Г.
ГУ «НИИ онкологии и медицинской радиологии им. Н. Н.
Александрова», Минск
Республиканская конференция «Современные технологии лучевой диагностики в
здравоохранении», 16-17 ноября 2004 года, Гомель
ЛТ при раке легкого
Показания:
• неоперабельная опухоль в IIIB и IIIА стадии
• любая стадия при наличии медицинских
противопоказаний к хирургическому лечению
• отказ от хирургического лечения
В РБ около 50% пациентов при раке легкого
получают ЛТ как самостоятельный метод лечения
или в сочетании с другими методами лечения
Цель ЛТ – доставить терапевтическую дозу к
опухоли, минимизируя облучение
окружающих нормальных тканей
КТ при ЛТ рака легкого
Точное стадирование опухоли… определение
тактики лечения (операция, комбинированное,
комплексное лечение, лучевая терапия)
Предлучевая подготовка (планирование
лучевой терапии) - процесс расчета пучков
облучения установленного объема мишени
(опухоли и пораженных лимфоузлов) для
подведения необходимой дозы облучения
Оценка результатов лечения
Методики планирования ЛТ
2D планирование… обычно 2 поля облучения
3D планирование… 2-5 полей облучения (3D
конформная лучевая терапия)
Планирование в ЛТ модулированной по
интенсивности (IMRT)… 3-6 полей облучения
Планирование в стереотаксической ЛТ… 5-10
полей облучения и более (кибер-нож)
Недостатки 2D планирования
Расчет планов облучения по одному скану… нет
информации о точном взаимоотношении опухоли
с окружающими тканями… не учитывается форма
опухоли…
Заведомо большие поле облучения… чтобы
компенсировать неточности определения
мишени… высокая доза на нормальные ткани…
высокая частота побочных реакций
Поля облучения обычно в передне-заднем, заднепереднем, простых косых направлениях
Сложно прогнозировать развитие побочных
реакций
3D планирование лучевой терапии:
последовательность действий
Диагностическая КТ… стадирование опухоли и
определение мишени
Первичная симуляция… выбор положения
пациента (для планирующего КТ и облучения),
нанесение меток на кожу в соответствии с ним
Планирующая КТ… с закрепленной на коже
референтной меткой
Нанесение контура на опухоль и критические
органы, расчет планов облучения… HELAX, PLATO
Повторная симуляция
Диагностическое КТ-исследование: точное
определение мишени
• сTNM и стадия (неоперабельность: T4, N3)
• Лимфатические узлы более 1 см по короткой оси
считаются увеличенными
• Контрастное усиление
КТ - основной метод визуализации для
планирования ЛТ
• Единственный метод, напрямую измеряющий
электронную плотность тканей, необходимую для
расчета планируемого распределения дозы
• Высокая геометрическая точность
• Доступность
В результате использования КТ, меняется
методика лечения в 30-80% случаев по
сравнению с обычными методиками планирования
лучевой терапии
(Jacob Van Dvk, 1999)
Проблема подвижности опухоли при дыхании
Подвижность может достигать 2-3 см… меньше
при центральном раке, больше при
периферическом раке нижней доли легкого
Обычно оценивается при рентгеноскопии… но
опухоль часто плохо видна при рентгеноскопии;
оценивается только подвижнотсь вверх-вниз,
медиально-лалерально; нельзя напрямую
перенести информацию о подвижности в
планирующую систему
Учет подвижности опухоли при дыхании
Концепция «мобильной мишени»… использование
(слияние) нескольких КТ, выполненных в разные
фазы дыхания; «медленная КТ»
Ограничение подвижности… задержка дыхания
или компрессия диафрагмы… около 40%
пациентов не могут длительно задерживать
дыхание
Тригирование по дыханию (respiratory gating)…
облучение в определенной фазе дыхания… КТ с
тригированием по дыханию
Протокол планирующего КТ-исследования
(«медленная спиральная КТ»)
• Перед сканированием закрепляется рентгенконтрастная
референтная метка на рукоятке грудины
• Зона исследования от вырезки грудины до нижних отделов
легочных синусов включительно (легкие должны войти в
уровень исследования полностью)
• Толщина среза и сдвиг реконструкции 7 мм
• При спиральном сканировании время исследования
удлинено до 30-35 сек (при диагностическом исследовании
7 сек)… за счет увеличения времени ротации трубки с 0.5 до
1.5 секунд и замедления движения стола
• Сканирование при неглубоком дыхании (диагностическое
исследование осуществляется на высоте вдоха)
Отличие диагностического и планирующего КТ
КТ для планирования ЛТ
КТ для диагностики
Плоский стол
Вогнутый стол
Положение пациента как при
облучении
Положение пациента менее
критично
Неглубокое дыхание
Задержка дыхания на высоте
вдоха
Система лазерной центрации
важна для позиционирования как
при лечении
-
Использование
рентгеноконтрастной референтной
метки
Иммобилизация
-
Необходим замкнутый контур тела
пациента
-
Контрастное вещество может
повлиять на расчет дозы
Контрастное вещество для
решения диагностических задач
Металлические инородные тела
влияют на расчет дозы,
Металлические инородные тела
могут вызвать артефакты,
Нанесение контура на мишень
Предполагает знание КТ-анатомии
Значительная вариабельность (до 42%, в среднем 20%) в
определении границ опухоли (Bowden, 2002)
Границы опухоли на фоне ателектаза
Нанесение контура вначале на мягкотканном окне (400/20),
а затем его корректировка на легочном (1600/-600)
Облучаемые объемы?
GTV… первичная опухоль и увеличенные (> 1 см по
короткой оси) лимфоузлы
CTV… опухоль + зоны субклинического метастазирования +
отступ на микроскопическую инвазию 5 мм
PTV… CTV + отступ в расчете на внутреннюю (при дыхании)
и внешнюю (погрешности укладки) подвижность опухоли
10-15 мм
(ICRU 50, 1993)
Расчет планов облучения
Выбор количества и направления пучков
облучения
Виртуальная симуляция и изодозные кривые
Расчет планов облучения: дозовые пределы
• На PTV должно приходиться 95-107% дозы
• Средняя доза на оба легких не должна
превышать 20 Гр
• Как минимум 50% обоих легких должно
получить менее 20 Гр
• Более 10 см пищевода не должно получить
более 60 Гр
• Доза на спинной мозг не должна превышать 50
Гр
• Более 50% сердца не может получить больше 40
Гр
(Институт Онкологии в Варшаве)
Цифровая реконструированная
рентгенограмма, гистограммы доза-объем
Пациент А., м, 68 лет
Рак Б9-10, T2N0
(аденокарцинома)
Гистограммы доза-объем: оба легких
Средняя доза
< 20 Гр – ни у
оного
50% легких <
20 Гр – только
1 пациент
• V20 < 22% нет пневмонита
• V20 22-31% 8% Grade 2
пневмонита;
• V20 32% Grade 3
пневмонит;
• V20 > 40% 23% Grade 3-5
пневмонита, в т.
ч. 3 смерти
(Graham, 1999)
Лучевой пневмонит
(Вверху). До облучения
(Внизу). После 38 Гр
Выводы
1. КТ - основной метод визуализации для планирования ЛТ
2. Используется на всех этапах предлучевой подготовки:
стадирование опухоли, планирующее КТ-исследование,
нанесение контура на мишень и критические органы,
прогнозирование лучевых повреждений
3. Планирующая КТ отличается от диагностической по
многим параметрам
4. Проблема подвижности опухоли решается с помощью
«медленной КТ»
5. Нет единого подхода к формированию GTV, CTV, PTV
6. 3D планирование позволяет осуществить оптимизацию
планов облучения и предсказать развитие лучевых
повреждений