A terapia de prótons pode fornecer distribuições de dose altamente conformes a um alvo tumoral, minimizando a dose nos tecidos fora do volume alvo. Criar planos de tratamento que realizem essa força é uma prioridade para dosimetristas e físicos médicos.
Os prótons depositam a dose de uma maneira fundamentalmente diferente dos raios X, outro tipo de radioterapia externa. À medida que um próton atinge o final de sua trajetória, a taxa na qual sua energia é transferida para o tecido – sua transferência linear de energia (LET), expressa em keV/µm – aumenta.
A eficácia biológica relativa (RBE) captura as implicações biológicas do aumento de LET, e um valor RBE fixo de 1.1 é frequentemente aplicado para tratamentos clínicos de prótons. Mas o próton RBE depende de muitos outros fatores, incluindo parâmetros clínicos, tipo de tecido, esquema de fracionamento, radiossensibilidade específica do paciente, dose física e incertezas nas medições experimentais. Como resultado, o uso de um valor fixo de RBE na terapia de prótons provavelmente subestima o RBE em locais de alto LET, o que pode resultar em um risco aumentado de toxicidades induzidas por radiação.
Ainda assim, LET está fortemente correlacionado com RBE e é um fator chave para determinar a variável RBE na terapia de prótons. Como tal, os pesquisadores estão investigando abordagens para calcular e avaliar o LET durante o planejamento do tratamento. Essas ferramentas de planejamento de tratamento biológico são limitadas, no entanto, e até que sejam desenvolvidas e estudadas mais profundamente, as clínicas devem identificar suas próprias práticas de planejamento de tratamento para minimizar LET fora dos volumes alvo, diz Austin Faught, físico médico da Hospital St Jude Children's Research no Tennessee.
“Como influenciar a [distribuição LET] é uma área ativa de pesquisa, e existem alguns ótimos métodos em desenvolvimento”, explica Faught. “O problema que enfrentamos é que eles não estão prontamente disponíveis sem software personalizado desenvolvido internamente ou por meio de versões especiais de pesquisa de aplicativos fornecidos pelo fornecedor … [e há] poucos estudos que fornecem orientação quantitativa sobre o que devemos almejar.”
Estratégias de planejamento de tratamento
Em um passo em direção à avaliação e otimização do plano baseado em LET para terapia de fótons, Faught e sua equipe realizaram uma pesquisa de estratégias de planejamento disponíveis comercialmente para equipes clínicas para terapia de prótons de intensidade modulada (IMPT). Seu estudo, relatado no Jornal de Física Médica Clínica Aplicada, apresenta algumas orientações para planejadores de tratamento de terapia de prótons. “Queríamos examinar algumas técnicas de planejamento de tratamento prontamente disponíveis e como elas podem afetar a LET”, explica Faught.
Os pesquisadores avaliaram as diferenças no LET ponderado por dose (LETd) entre oito abordagens de planejamento de tratamento baseadas no futuro aplicadas a um fantasma cilíndrico de água e quatro casos de tumor cerebral pediátrico (Faught observa que as toxicidades induzidas por radiação são uma área de foco para a equipe). Eles compararam essas estratégias de planejamento a um plano usando feixes laterais opostos (para o fantasma) ou ao plano clínico original (para pacientes), usando cálculos secundários de Monte Carlo para avaliar a dose e o LETd.
Os pesquisadores descobriram que a geometria do campo de tratamento foi o maior contribuinte para a localização de áreas de alto LET. Para mitigar o impacto potencial das incertezas biológicas associadas ao alto LETd, eles sugerem que os planejadores de tratamento usem grandes ângulos de interseção entre os feixes de tratamento e evitem feixes que parem imediatamente próximos a estruturas críticas.
“Esta é uma ótima notícia, pois significa que a seleção cuidadosa do número de campos de tratamento e sua orientação em relação aos tecidos saudáveis próximos podem ser eficazes”, diz Faught. “Com algum pensamento consciente e inicial, isso é algo que todos os planejadores de tratamento podem levar em consideração durante o processo de planejamento.”
Os pesquisadores também descobriram que usar um range shifter reduziu significativamente o LET médiod no volume-alvo clínico. Como resultado, eles recomendam usar range shifters e estratégias alternativas de restrições de colocação de pontos com moderação, e somente quando as clínicas puderem calcular o LET resultanted para avaliar contra estratégias alternativas de planejamento.
Devido ao pequeno tamanho da amostra do estudo, os pesquisadores não conseguiram estabelecer uma tendência clara em LETd variações nos casos clínicos. Eles não avaliaram a relação entre mudanças no LET e uma mudança na probabilidade de controle do tumor ou complicações do tecido normal.
Planos baseados em LET otimizam a terapia de prótons
Embora os efeitos de cada abordagem de planejamento em regiões de alto LET tenham sido modestos, Faught diz que é importante reconhecer que as estratégias e recomendações de planejamento de tratamento da equipe são baseadas em evidências e podem ser prontamente aplicadas na prática clínica.
“Espero que uma das conclusões seja que nós, como campo, nos beneficiaríamos de ferramentas comerciais que permitem o cálculo de LET dentro do sistema de planejamento de tratamento. Melhor ainda, adoraríamos ter maneiras de otimizar com o LET em mente. Este estudo foi uma boa ponte até que essas ferramentas estejam mais amplamente disponíveis”, diz Faught.
