الهدف من العلاج الإشعاعي هو توصيل جرعة إشعاعية محددة للورم المستهدف مع الحد من تلف الأنسجة الطبيعية المحيطة. يتم تحقيق ذلك حاليًا باستخدام تحسين خطة العلاج المستندة إلى السكان ، استنادًا إلى أهداف محددة مسبقًا تعتمد على الجرعة وقيود الأعضاء المعرضة للخطر (OAR) التي تم تطويرها من الاستجابة المجمعة للإشعاع لمجموعة واسعة من المرضى. لسوء الحظ ، تختلف فعالية وسمية خطط العلاج المعيارية هذه ، لأن المرضى وأورامهم لها خصائص بيولوجية فردية.
بهدف توفير نهج أكثر تخصيصًا لتخطيط العلاج الإشعاعي ، قام الباحثون في جامعة ميشيغان طوروا إستراتيجية تحسين جديدة للعلاج الإشعاعي المعدل الكثافة (IMRT) التي تدمج بشكل مباشر نماذج الاستجابة للجرعة الخاصة بالمريض في عملية التخطيط. أسلوبهم ، الموصوف في الفيزياء الطبية، على تعظيم القيمة المتوقعة لمرافق المعالجة الشاملة - التي تُعرَّف على أنها احتمالية السيطرة المحلية مطروحًا منها المجموع المرجح لاحتمالات السمية.
تعمل طريقة التخطيط الجديدة ، المسماة تحسين المنفعة ذات الأولوية (PUO) ، على تعزيز النهج القياسية من خلال دمج العوامل الشخصية المتعلقة بالحساسية الإشعاعية للأورام و OARs. يمكن أن تتأثر السمية الإشعاعية لمجذاف المجاذيف الدقيقة ، على سبيل المثال ، بالعمر وحالة التدخين والتعبير الجيني والواسمات الجزيئية والظروف الموجودة مسبقًا مثل أمراض القلب. قد تؤثر العلاجات المتزامنة الأخرى أيضًا على فعالية العلاج الإشعاعي.
للتحقق من صحة استراتيجيتهم ، الباحث الرئيسي مارثا ماتوزاك استخدم وزملاؤه طريقة PUO لإنشاء خطط IMRT لخمسة مرضى يعانون من سرطان الرئة ذو الخلايا غير الصغيرة (NSCLC). أفادوا أن تخطيط PUO أدى إلى تحسين التحكم المحلي لجميع المرضى مقارنة بالخطط التقليدية التي تم استخدامها في علاجاتهم.
يوضح المؤلف الرئيسي: "يمثل مرضى NSCLC مجموعة غير متجانسة بدرجة كبيرة مع تباين في مدى انتشار المرض وتوطينه" دانيال بولان. "بالاقتران مع التغيرات التشريحية الأخرى ، يمكن لهذه العوامل أن تؤثر بشكل كبير على تخطيط العلاج ، بما في ذلك أي مكاسب متوقعة من طرق التحسين المختلفة. لذلك ، من أجل اختبار الجدوى الأولية لطريقتنا ، اخترنا خمس حالات لتمثيل التنوع في حجم المريض وحجم الورم والموقع والأبعاد ، بالإضافة إلى التنوع في المتغيرات المشتركة للجرعة التي تؤثر على النتائج المتوقعة ".
لإنشاء خطط IMRT خاصة بالمريض ، استخدم الباحثون أولاً نظامًا تجاريًا لتخطيط العلاج لحساب الجرعة بناءً على مصفوفة تأثير مساهمات جرعة الحزمة الصغيرة في مناطق الاهتمام. ثم يقومون بحل مشكلتي تحسين لتوليد أوزان مثالية للحزمة الصغيرة يمكن استيرادها مرة أخرى إلى TPS.
تعمل مشكلة التحسين الأولى على زيادة فائدة الخطة الشاملة وفقًا لقيود الجرعة السريرية النموذجية ، من خلال تحسين المفاضلة بين الفعالية والسمية بناءً على نماذج الاستجابة للجرعة الفردية. يقلل الثاني من الأهداف التقليدية القائمة على الجرعة ، مع مراعاة نفس قيود الجرعة مثل الأول ، مع الحفاظ على الفائدة المثلى المحددة من التحسين الأول.
بالنسبة لجميع المرضى الخمسة ، نجح نهج PUO في توليد أوزان مثالية للحزم التي تزيد من المنفعة مع البقاء ضمن القيود القائمة على الجرعة. بالنسبة للدراسة ، قارن الباحثون خطط PUO IMRT هذه مع خطط العلاج الإشعاعي المطابق ثلاثي الأبعاد (CRT) التي تم تسليمها سريريًا ، ومع خطط تحسين الجرعة فقط (DOO) IMRT بأثر رجعي وخطط العلاج بالقوس المعدل الحجمي (VMAT).
عند مقارنتها بخطط 3DCRT و VMAT و DOO IMRT ، حسنت طريقة PUO فائدة الخطة بمتوسط 40٪ و 32٪ و 31٪ على التوالي. أظهرت خطط PUO تحسنًا بنسبة 17 ٪ في التحكم المحلي مع سمية مماثلة للتخطيط التقليدي.
كما هو متوقع ، اختلف مدى الفوائد من خطط PUO IMRT بين المرضى. أفاد بولان أنه بالنسبة لمريض واحد ، أدى PUO إلى تحسين المنفعة بنسبة 70 ٪ مقارنة بـ DOO التقليدي. "هذا يتوافق مع 32٪ تحسنًا مطلقًا في الاحتمال المتوقع للبقاء على قيد الحياة بدون تقدم ، بينما يزيد فقط الاحتمال المتوقع لتسمم الرئة الناجم عن الإشعاع بنسبة 2٪ ،" كما يقول. "هذه المقايضة الكبيرة لديها القدرة على تحسين القدرة على النجاة من المرض بشكل كبير مع تقليل التأثير على جودة حياة المريض بعد العلاج."
بالنسبة لمريض آخر كان لديه ورم كبير ، كانت التحسينات طفيفة. يوضح بولان أنه بالنسبة للأورام الأكبر حجمًا ، يصبح تخطيط العلاج عادةً أكثر تقييدًا بسبب زيادة متطلبات الجرعة المتكاملة وانخفاض القدرة على تجنب الأنسجة الطبيعية المتاخمة.
يستخدم إطار الذكاء الاصطناعي الصور الطبية لتخصيص جرعة العلاج الإشعاعي
يؤكد الفريق أن طريقة PUO توفر طريقة كمية لتحديد المرضى الذين قد يستفيدون من زيادة الجرعة أو إعادة توزيعها ، بناءً على العوامل السريرية والمؤشرات الحيوية الخاصة بالمريض ، مع الأخذ في الاعتبار أيضًا هندسة المريض وحدود جرعة OAR.
يقوم الباحثون حاليًا بإجراء دراسات بأثر رجعي على نطاق واسع بهدف تطوير تجربة سريرية مستقبلية تستخدم استراتيجية تخطيط علاج PUO. تتمحور أبحاثهم حول دمج بيانات المريض وتوقعات النتائج الشخصية مباشرة في تخطيط العلاج الإشعاعي ، مع التركيز الحالي على سرطانات الكبد والرئة والرأس والرقبة ، حيث يمكن أن تؤثر موازنة الآثار الإيجابية والسلبية للعلاج الإشعاعي بشكل كبير على الجودة الشاملة للمريض. -حياة.
