Протонная терапия с модулированной интенсивностью снижает нагрузку на легкие и сердце

Протонная терапия с модулированной интенсивностью (ПТМИ) может снизить дозу, попадающую на органы, подверженные риску при облучении. Исследователи Больницы университета Аархус сообщили, что большинство пациентов, проходящих ПТМИ по поводу локорегионарного рака легких, получат положительный эффект от этого подхода, но им потребуются ежедневная визуальная диагностика и адаптация терапии.

Это связано с риском значительных анатомических изменений во время курса прохождения лечения, включая ателектаз (коллапс легкого), экссудативный плеврит и относительное движение злокачественных лимфатических узлов и первичной опухоли.

Анатомические изменения в легких пациентов, больных раком.

Руководитель исследования Лон Хоффман и ее коллеги рассмотрели применимость адаптивного протокола поддержки принятия решения, используемого в настоящее время при планировании радиотерапии с модулированной интенсивностью (РТМИ), для планирования ПТМИ. Они также изучили влияние неопределенностей в позиционировании пациента и в анатомии на доставляемую дозу протонного излучения для того, чтобы определить, можно ли включить некоторые из этих неопределенностей в устойчивую оптимизацию. Они провели исследование, чтобы узнать, насколько ПТМИ снизила бы дозу на органы, подверженные риску, и как повышенная назначенная доза смогла бы компенсировать любые потери при воздействии на мишень.

Ретроспективное перепланирование

Исследуемая группа состояла из 23 пациентов, прошедших лечение 33 фракциями фотонной терапии для немелкоклеточного рака легких (НКРЛ). Пациенты ежедневно проходили КТ сканирование коническим лучом, а также делали контрольные 4D KT сканирования приблизительно на 10-й и 20-й лечебных фракциях.

Для создания плана протонной терапии, который обеспечил бы полный охват мишени во время курса лечения, исследователи применили адаптивный протокол поддержки принятия решения, основанный на геометрических измерениях позиционирования мишени. Адаптация активировалась, когда отклонения в положении опухоли превышали 2 мм и отклонения в лимфоузлах превышали 5 мм для трех последовательных фракций. Адаптация также активировалась при изменениях в ателектазе или экссудативном плеврите. Использовались одинаковые границы клинического объема мишени и планируемого объема мишени для создания планов протонной терапии для удобства сравнения. Планы протонной радиотерапии состояли из трех полей, доставляющих 66 Гр равномерно на планируемый объем мишени.

Исследователи использовали 4D KT снимки для определения влияния анатомических изменений и для пересчета планов РТМИ и ПТМИ. На КТ при планировании оба плана РТМИ и ПТМИ доставили 95% назначенной дозы, как минимум, на 99% планируемого объема мишени. Однако средние дозы на легкие, сердце и пищевод были значительно ниже при протонной терапии. Горячие точки выше 107% были видны на менее чем 0.4 см³ для ПТМИ по сравнению с 20 см³ для РТМИ.

В ходе исследования было обнаружено, что протокол поддержки принятия решения активировал адаптацию шести планов ПТМИ и 21 плана ПТМИ на основании 99% покрытия клинического объема мишени, как это было установлено по контрольным снимкам КТ. Смягчение этого критерия покрытия до 85% привело к тому, что 61% пациентов потребовалась адаптация протонного лечения, и никому из пациентов не понадобилась адаптация при лечении фотонами. Адаптивный протокол также идентифицировал шесть пациентов, у которых был бы сильный недостаток дозировки при ПТМИ из-за больших анатомических изменений. Кроме того, восемь пациентов показали недостаток дозировки из-за нежестких изменений в положении костей.

Сильный недостаток дозировки на опухоль из-за уменьшения размера опухоли

Авторы заявили, что частота адаптаций в большой мере зависит от границ покрытия мишени и ограничений, связанных с органами, подверженными риску. В дополнение к этому, частота адаптаций вследствие риска излишней дозировки зависит от углов луча. Обращая внимание на то, что границы фотонов не могут быть напрямую перенесены на протонную терапию, они сообщили, что если границы планируемого объема мишени будут использованы для клинических протонных планов, они должны полагаться на цифры для конкретной установки и для конкретного центра.

Однако устойчивая оптимизация не может использоваться для компенсации крупных анатомических изменений. Исследователи обнаружили, что самым большим препятствием на пути устойчивой оптимизации было прогнозирование нежестких изменений, которые могли возникнуть во время лечения. Когда назначенная доза была поднята до 74 Гр, недостаток дозировки, вызываемый нежестким позиционированием, исчез.

Клиническая целесообразность

Хоффман и его коллеги пришли к заключению, что ПТМИ может обеспечить значительное снижение дозы на органы, подверженные риску, даже с повышенной назначенной дозой. Для достижения этого необходимо обязательно проводить ежедневную визуальную диагностику и частую адаптацию лечения для большого процента пациентов с раком легких. По мнению Хоффман, экономическая и клиническая целесообразность метода зависит от того, насколько хорошо в отделении радиотерапии налажен рабочий процесс. В Больнице университета Аархус адаптивный протокол используется с апреля 2013 для всех пациентов с раком легких, проходящих РТМИ. Эта адаптивная стратегия привела к значительному снижению пневмонита из-за уменьшения размеров границ планируемого объема мишени.

«Анализ он-лайн занимает в среднем меньше четырех минут дополнительного времени лечения для каждой фракции, - объяснила Хоффман. - Офф-лайн анализ медицинским физиком выполняется только для пациентов, у которых отклонения выше заранее установленного допуска были замечены в трех последовательных фракциях. Это требует примерно 10 минут. Приблизительно 27% из 500 пациентов, которым мы провели лечение с апреля 2013, была нужна адаптация. Последовательность операций на адаптацию включает повторную КТ (30 минут), повторное определение границ под контролем первоначального определения границ (60 минут) и перепланирование на базе первоначального плана (30-60 минут)».

Она заметила, что для ПТМИ рабочий процесс идентичен. Дополнительные адаптации при протонной терапии целесообразны, если пациенты с риском крупных анатомических изменений будут идентифицированы до планирования лечения. Для таких пациентов рекомендуется лечение фотонами.

«Дополнительная стоимость протонной терапии для пациентов, отобранных должным образом, является оправданной заменой. Значительно сниженная доза на легкие и сердце важно для возможности лечения рака на поздних стадиях лечебными дозами. Также ПТМИ может снижать частоту появления радиационного пневмонита, улучшая качество жизни для пациента и улучшая его шансы на выживание», - сказала Хоффман сайту medicalphysicsweb.

Источник medicalphysicsweb