Terapi proton dapat memberikan distribusi dosis yang sangat sesuai ke target tumor sambil meminimalkan dosis ke jaringan di luar volume target. Membuat rencana perawatan yang menyadari kekuatan ini adalah prioritas utama bagi dosimetris dan fisikawan medis.
Dosis deposit proton dengan cara yang berbeda secara fundamental dengan sinar-X, jenis lain dari terapi radiasi sinar eksternal. Saat sebuah proton mencapai ujung lintasannya, kecepatan transfer energinya ke jaringan – transfer energi liniernya (LET), dinyatakan dalam keV/µm – meningkat.
Efektivitas biologis relatif (RBE) menangkap implikasi biologis dari peningkatan LET, dan nilai RBE tetap 1.1 sering diterapkan untuk perawatan proton klinis. Tetapi RBE proton bergantung pada banyak faktor lain, termasuk titik akhir klinis, jenis jaringan, skema fraksinasi, radiosensitivitas khusus pasien, dosis fisik, dan ketidakpastian dalam pengukuran eksperimental. Akibatnya, menggunakan nilai RBE tetap dalam terapi proton cenderung meremehkan RBE di lokasi LET tinggi, yang dapat mengakibatkan peningkatan risiko toksisitas akibat radiasi.
Namun, LET berkorelasi kuat dengan RBE dan merupakan faktor kunci untuk menentukan variabel RBE dalam terapi proton. Dengan demikian, peneliti sedang menyelidiki pendekatan untuk menghitung dan mengevaluasi LET selama perencanaan pengobatan. Namun, alat perencanaan perawatan biologis ini terbatas, dan hingga dikembangkan dan dipelajari lebih lanjut, klinik harus mengidentifikasi praktik perencanaan perawatan mereka sendiri untuk meminimalkan LET di luar volume target, kata Austin Terkejut, seorang fisikawan medis di Rumah Sakit Penelitian Anak St Jude di Tennessee.
“Bagaimana memengaruhi [distribusi LET] adalah bidang penelitian aktif, dan ada beberapa metode hebat yang sedang dikembangkan,” jelas Faught. “Masalah yang kami hadapi adalah bahwa itu tidak tersedia tanpa perangkat lunak khusus yang dikembangkan sendiri atau melalui versi riset khusus dari aplikasi yang disediakan vendor… [dan ada] sedikit studi yang memberikan panduan kuantitatif tentang apa yang harus kami tuju.”
Strategi perencanaan pengobatan
Dalam langkah menuju evaluasi rencana berbasis LET dan pengoptimalan untuk terapi foton, Faught dan timnya melakukan survei strategi perencanaan yang tersedia secara komersial untuk tim klinis untuk terapi proton termodulasi intensitas (IMPT). Studi mereka, dilaporkan dalam Jurnal Fisika Medis Klinis Terapan, memperkenalkan beberapa panduan untuk perencana perawatan terapi proton. “Kami ingin melihat beberapa teknik perencanaan pengobatan yang tersedia dan bagaimana pengaruhnya terhadap LET,” jelas Faught.
Para peneliti mengevaluasi perbedaan dosis-tertimbang LET (LETd) antara delapan pendekatan perencanaan pengobatan berbasis ke depan yang diterapkan pada hantu air silinder dan empat kasus tumor otak anak (Faught mencatat bahwa toksisitas akibat radiasi adalah area fokus tim). Mereka membandingkan strategi perencanaan ini dengan rencana menggunakan sinar lateral yang berlawanan (untuk hantu) atau dengan rencana klinis asli (untuk pasien), menggunakan perhitungan sekunder Monte Carlo untuk mengevaluasi dosis dan LET.d.
Para peneliti menemukan bahwa bidang perawatan geometri adalah kontributor terbesar lokasi daerah LET tinggi. Untuk mengurangi dampak potensial dari ketidakpastian biologis yang terkait dengan LET yang tinggid, mereka menyarankan agar perencana perawatan menggunakan sudut persimpangan besar antara balok perawatan dan menghindari balok yang berhenti tepat di proksimal struktur kritis.
“Ini adalah berita bagus karena ini berarti pemilihan jumlah bidang perawatan yang cermat dan orientasinya sehubungan dengan jaringan kesehatan terdekat bisa efektif,” kata Faught. “Dengan pemikiran awal yang sadar, itu adalah sesuatu yang dapat dipertimbangkan oleh semua perencana perawatan selama proses perencanaan.”
Para peneliti juga menemukan bahwa menggunakan range shifter secara signifikan mengurangi rata-rata LETd dalam volume target klinis. Akibatnya, mereka merekomendasikan penggunaan range shifter dan strategi alternatif pembatasan penempatan tempat dengan hemat, dan hanya jika klinik dapat menghitung LET yang dihasilkan.d untuk mengevaluasi terhadap strategi perencanaan alternatif.
Karena ukuran sampel studi yang kecil, para peneliti tidak dapat menetapkan tren yang jelas dalam LETd variasi dalam kasus klinis. Mereka tidak mengevaluasi hubungan antara perubahan LET dan perubahan kemungkinan kontrol tumor atau komplikasi jaringan normal.
Paket berbasis LET mengoptimalkan terapi proton
Sementara efek dari setiap pendekatan perencanaan pada daerah LET tinggi sederhana, Faught mengatakan penting untuk mengetahui bahwa strategi dan rekomendasi perencanaan perawatan tim berbasis bukti dan dapat dengan mudah diterapkan ke dalam praktik klinis.
“Saya harap salah satu kesimpulannya adalah kita, sebagai lapangan, akan mendapat manfaat dari alat komersial yang memungkinkan penghitungan LET dalam sistem perencanaan perawatan. Lebih baik lagi, kami ingin memiliki cara untuk mengoptimalkan dengan mempertimbangkan LET. Studi ini adalah jembatan yang baik sampai alat tersebut tersedia lebih luas,” kata Faught.
