Proton tedavisi, hedef hacmin dışındaki dokulara verilen dozu en aza indirirken, bir tümör hedefine oldukça uygun doz dağılımları sağlayabilir. Bu gücü gerçekleştiren tedavi planları oluşturmak, dozimetristler ve medikal fizikçiler için en önemli önceliktir.
Protonlar, başka bir dış ışın radyasyon tedavisi türü olan X-ışınlarından temelde farklı bir şekilde doz biriktirir. Bir proton yörüngesinin sonuna ulaştığında, enerjisinin dokuya aktarılma hızı - keV/µm cinsinden ifade edilen lineer enerji aktarımı (LET) - artar.
Göreceli biyolojik etkinlik (RBE), artan LET'in biyolojik etkilerini yakalar ve klinik proton tedavileri için sıklıkla 1.1'lik sabit bir RBE değeri uygulanır. Ancak proton RBE, klinik son noktalar, doku tipi, fraksiyonasyon şeması, hastaya özel radyosensitivite, fiziksel doz ve deneysel ölçümlerdeki belirsizlikler dahil olmak üzere birçok başka faktöre bağlıdır. Sonuç olarak, proton tedavisinde sabit bir RBE değeri kullanmak, yüksek LET konumlarında muhtemelen RBE'yi hafife alır ve bu da radyasyona bağlı toksisite riskinin artmasına neden olabilir.
Yine de LET, RBE ile güçlü bir şekilde ilişkilidir ve proton tedavisinde değişken RBE'yi belirlemek için anahtar bir faktördür. Bu nedenle, araştırmacılar tedavi planlaması sırasında LET'i hesaplamak ve değerlendirmek için yaklaşımları araştırıyorlar. Bununla birlikte, bu biyolojik tedavi planlama araçları sınırlıdır ve bunlar geliştirilip daha fazla çalışılana kadar klinikler, LET'i hedef hacimlerin dışında en aza indirmek için kendi tedavi planlama uygulamalarını belirlemelidir, diyor. austin kavgası, bir tıbbi fizikçi St Jude Çocuk Araştırma Hastanesi Tennessee'de.
Faught, "[LET dağılımını] nasıl etkileyeceği aktif bir araştırma alanı ve geliştirilmekte olan bazı harika yöntemler var" diye açıklıyor. "Karşılaştığımız sorun, bunların kurum içinde geliştirilen özel yazılımlar olmadan veya satıcı tarafından sağlanan uygulamaların özel araştırma sürümleri aracılığıyla kolayca bulunamaması ... [ve] neyi hedeflememiz gerektiğine dair nicel rehberlik sağlayan çok az çalışma var."
Tedavi planlama stratejileri
Faught ve ekibi, foton tedavisi için LET tabanlı plan değerlendirmesi ve optimizasyonuna yönelik bir adımda, yoğunluk modülasyonlu proton tedavisi (IMPT) için klinik ekiplerin ticari olarak kullanabileceği bir planlama stratejileri araştırması gerçekleştirdi. Onların çalışması, bildirilen Uygulamalı Klinik Tıbbi Fizik Dergisi, proton tedavisi tedavi planlayıcıları için bazı rehberlik sunar. Faught, "Hazırda bulunan bazı tedavi planlama tekniklerine ve bunların LET'i nasıl etkileyebileceğine bakmak istedik" diye açıklıyor.
Araştırmacılar, doz ağırlıklı LET'teki (LET) farklılıkları değerlendirdi.d) silindirik bir su fantomu ile dört pediatrik beyin tümörü vakasına uygulanan sekiz ileriye dayalı tedavi planlama yaklaşımı arasında (Faught, radyasyona bağlı toksisitelerin ekip için bir odak alanı olduğunu belirtiyor). Bu planlama stratejilerini, hem dozu hem de LET'i değerlendirmek için Monte Carlo ikincil hesaplamalarını kullanarak, karşıt yanal kirişler kullanan bir planla (hayalet için) veya orijinal klinik planla (hastalar için) karşılaştırdılar.d.
Araştırmacılar, tedavi alanı geometrisinin yüksek LET alanlarının konumuna en büyük katkıyı sağladığını bulmuşlardır. Yüksek LET ile ilişkili biyolojik belirsizliklerin potansiyel etkisini azaltmak içind, tedavi planlayıcılarının tedavi ışınları arasında büyük kesişme açıları kullanmasını ve kritik yapıların hemen yakınında duran ışınlardan kaçınmasını önerirler.
Faught, "Bu harika bir haber çünkü tedavi alanlarının sayısının dikkatli bir şekilde seçilmesi ve bunların yakındaki sağlıklı dokulara göre yönlendirilmesinin etkili olabileceği anlamına geliyor" diyor. "Bazı bilinçli, önceden düşünüldüğünde, bu, tüm tedavi planlamacılarının planlama sürecinde dikkate alabileceği bir şeydir."
Araştırmacılar ayrıca bir menzil değiştirici kullanmanın ortalama LET'i önemli ölçüde azalttığını buldular.d klinik hedef hacimde. Sonuç olarak, menzil değiştiricilerin ve nokta yerleştirme kısıtlamalarına ilişkin alternatif stratejilerin idareli bir şekilde ve yalnızca klinikler sonuçtaki LET'i hesaplayabildiğinde kullanılmasını önerirler.d alternatif planlama stratejilerine göre değerlendirmek.
Çalışmanın küçük örneklem boyutu nedeniyle, araştırmacılar LET'te net bir eğilim belirleyemediler.d klinik vakalarda farklılıklar. LET'deki değişiklikler ile tümör kontrolü veya normal doku komplikasyonları olasılığındaki değişiklik arasındaki ilişkiyi değerlendirmediler.
LET tabanlı planlar proton tedavisini optimize eder
Her bir planlama yaklaşımının yüksek LET bölgeleri üzerindeki etkileri mütevazı olsa da Faught, ekibin tedavi planlama stratejilerinin ve tavsiyelerinin kanıta dayalı olduğunun ve kolayca klinik uygulamaya konulabileceğinin bilinmesinin önemli olduğunu söylüyor.
"Umarım çıkarımlardan biri, tedavi planlama sistemi içinde LET'in hesaplanmasına izin veren ticari araçlardan alan olarak faydalanmamızdır. Daha da iyisi, LET'i göz önünde bulundurarak optimize etmenin yollarını bulmayı çok isteriz. Bu çalışma, bu araçlar daha yaygın olarak bulunana kadar iyi bir köprü oldu" diyor Faught.
