На фото: Распределения дозы и мощности дозы, полученные для нескольких лечебных пучков с использованием (слева) протонной терапии с модуляцией интенсивности и (справа) одновременной оптимизации дозы и мощности дозы (SSDRO) для фракции 10 Гр. Качество плана было лучшим для метода SDDRO с использованием девяти лучей. (Предоставлено: Med. Phys. 10.1002 / mp.14531)

Основная цель лучевой терапии – доставить большую дозу радиации к раковым клеткам, сохранив окружающую здоровую ткань. Недавние разработки показали, что за счет доставки сверхвысоких мощностей дозы в раковые ткани новый метод – так называемая FLASH –терапия – может снизить токсичность здоровых тканей, улучшив результаты лечения.

Доставить сверхвысокую мощную дозу, необходимую для FLASH, способна протонная терапия. Протоны, проходя через тело, выделяют большую часть своей энергии в конце пробега. Обеспечивая доставку максимальной дозы в ограниченный объем, комбинация протонной терапии и FLASH может еще повысить эффективность разрушения раковых клеток при сохранении нормальной ткани.

Перед началом терапии в системе планирования (TPS) проводятся высокоточные вычисления, которые помогают разработать оптимальный план лечения. В том числе, за счет разделения общей дозы на несколько лечебных фракций (гиперфракционирование).

В настоящее время алгоритмы оптимизации TPS «настраивают» только дозу без учета ее мощности. Однако этот параметр оказывает значительное влияние на эффективность лучевой терапии FLASH. Для решения этой проблемы Хао Гао и его коллеги из Института рака Университета Эмори, США, и Шаньдунского университета, КНР, разработали метод оптимизации одновременной дозы и ее мощности (SDDRO).

Оптимизация мощности дозы

Гао и его команда проанализировали качество планов только при оптимизации дозы и при использовании SDDRO. Они сравнили распределение дозы и мощности дозы, полученные при помощи SDDRO, с традиционными планами протонной терапии с модуляцией интенсивности (IMPT) (только с оптимизацией дозы) для трех пациентов с раком легких. Они рассмотрели лечение, проводимое с использованием одного, трех, пяти, девяти и 17 лучей, с дробными предписанными дозами 2, 6 и 10 Гр.

Метод SDDRO включает обычные ограничения дозы для целевого объема и органов риска (OAR). Дополнительные ограничения мощности дозы вводятся в действие, как и ограничения по дозе, в интересующей области (ROI). ROI выбирается как кольцеобразное расширение вокруг клинического целевого объема (CTV). Ограничения мощности дозы гарантируют, что большой процент ROI получит желаемую мощность дозы FLASH (40 Гр / с или более).

Охват мощности дозы

По сравнению с распределениями дозы и мощности дозы, полученными при планировании IMPT, SDDRO продемонстрировал значительные улучшения в охвате мощности дозы FLASH. Ограничение мощности дозы, при котором 98% ROI должно получить желаемую мощность дозы, было соблюдено для всех планов SDDRO во всех случаях. Когда во время оптимизации учитывались несколько лечебных лучей, общее качество плана улучшалось с точки зрения распределения как дозы, так и мощности дозы.

Наилучшее покрытие мощности дозы FLASH было получено при планировании обработок с использованием девяти пучков и фракций 10 Гр. Это говорит о том, что качество плана SSDRO можно улучшить за счет увеличения дозы, получаемой на одну фракцию – подхода, известного как гипофракционирование.

Исследователи также показали, что распределения дозы, полученные с оптимизацией мощности дозы и без нее, имели сопоставимое покрытие CTV. Гао считает, что «SDDRO может существенно улучшить покрытие мощности дозы FLASH по сравнению с IMPT с целью сохранения нормальных тканей при сохранении распределения дозы».

Будущее внедрение SDDRO

Способность предлагаемого метода SDDRO справляться с ограничениями мощности дозы очевидна. Для будущего внедрения этого метода Гао предлагает, чтобы «ограничения мощности дозы и объема должны быть прописаны так же, как ограничения дозы и объема».

Хотя авторы признают, что реализация метода SDDRO требует дальнейшего развития, они полагают, что в будущем этот метод может стать рутинным для планирования лечения FLASH.

Источник

 

22.01.2021