CC BY
42
Раздел - клинические наблюдения
Подготовка и реализация планов облучения пациента, проходившего лечение в ФГБУ «РНЦРР» с использованием метода стереотаксиса
Измайлов Т.Р., Смыслов А.Ю., Амелина Н.С.
Федеральное государственное бюджетное учреждение Российский научный центр рентгенорадиологии Минздрава России,117997, г. Москва, ул. Профсоюзная, д. 86
Измайлов Тимур Раисович - д.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории лучевой терапии научно-исследовательского отдела инновационных технологий радиотерапии и химиолучевого лечения злокачественных новообразований ФГБУ «Российский научный центр рентгенорадиологии»
Смыслов Алексей Юрьевич - к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории лучевой терапии научно-исследовательского отдела инновационных технологий радиотерапии и химиолучевого лечения злокачественных новообразований ФГБУ «Российский научный центр рентгенорадиологии»
Амелина Наталья Сергеевна - врач ординатор ФГБУ «Российский научный центр рентгенорадиологии», Москва
Контактное лицо: Измайлов Тимур Раисович, e-mail: [email protected], тел. +7(499)128-0501 Резюме
В статье представлен клинический пример применения современных методов лучевой терапии с высокой степенью конформности (IMRT,Intensity modulated radiation therapy; VMAT, Volumetric Modulated Arc Therapy) требующий целого ряда мероприятий для обеспечения гарантированной точности подведения дозы к мишени у пациентов с первичными и вторичными опухолевыми внутримозговыми поражениями головного мозга при отказе от проведения хирургического лечения. Показаны преимущества проведения верификации созданных планов несколькими методами у данной когорты пациентов.
Ключевые слова: лучевая терапия, верификация плана
Experience of verification of an irradiation plan for a patient treated with the stereotactic method in RSCRR
Izmailov T.R., Smyslov A.Y., Amelina N.S.
Federal State Budgetary Institution Russian Scientific Center of Roentgenoradiology (RSCRR) of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation
Address: 117997 Moscow, Profsoyuznaya str., 86, Russian Scientific Center of Roentgenoradiology
Contact: Timur R. Izmailov, PhD, MD - leading researcher of the laboratory of radiation therapy of the research Department of innovative technologies of radiotherapy and chemotherapeutic treatment of malignant tumors, e-mail: [email protected], тел. +7(499)128-0501
Summary
The article presents a clinical example of the application of modern methods of radiation therapy with a high degree of conformity (IMRT, Intensity modulated radiation therapy; VMAT, Volumetric Modulated Arc Therapy). These methods require a number of measures to ensure the accuracy of dose delivery to the target in patients with primary and secondary tumor intracerebral brain lesions. It may be implemented in case of refusal of surgical treatment. The advantages of conducting a verification of the plans generated by several methods are provided. Key words: radiotherapy, verification of the plan
В настоящее время в клинической практике наблюдается достаточно большое количество пациентов с первичными и вторичными внутримозговыми опухолями головного мозга суб- и супратенториальной локализации (Измайлов и др., 2015, Паньшин и др., 2017), у которых единственно возможным способом продления и улучшения качества жизни является проведение дистанционной лучевой терапии (ЛТ). В первую очередь речь идет о больных, которым, по тем или иным причинам, противопоказано хирургическое лечение, а при проведении системной химиотерапии невозможно добиться полной регрессии опухолевых изменений в ткани головного мозга (Измайлов и др., 2013, 2016).
В ФГБУ «РНЦРР», благодаря целому ряду специализированных подготовительных мероприятий, стало возможным рутинное использование высокотехнологичных методов дистанционной лучевой терапии с высокой степенью конформности (IMRT, VMAT), в том числе и стереотаксического облучения. Наряду с гарантией качества терапевтических установок, требования и критерии которой подробно изложены в докладе TG-142 (Klein et
al., 2009), в совместных рекомендациях Американского общества радиотерапии и онкологии (ASTRO) и Американской ассоциации физиков в медицине (AAPM) (Moran et al., 2011) указывается, что до начала клинического лечения пациента с использованием технологий IMRT и VMAT необходимо провести верификацию созданных планов.
Мы представляем описание клинического случая стереотаксического курса лучевой терапии пациентки с вторичными изменениями головного мозга.
Пациентка М., 1979 года рождения с клиническим диагнозом C50.4 Рак левой молочной железы T3N1M0. Состояние после комбинированного лечения в 2015 г., прогрессирование 12.2016 г. Метастазы в головной мозг. Из анамнеза в 2015 году по месту жительства при диспансеризации выявлен рак левой молочной железы T3N1M0, проведено 4 курса неоадъювантной полихимиотерапии и 12 введений Герцептина с Паклитакселом, выполнена радикальная мастэктомия в МГОБ № 57 г. Москвы. В послеоперационном периоде принимала Герцептин и Тамоксифен 20 мг 1 раз в сутки. В декабре 2016 года появилась головная боль, тошнота. В связи с вышеуказанными жалобами, по месту жительства 24 января 2017 г. выполнена МРТ головного мозга с контрастированием. Выявлено очаговое (метастатическое) поражение вещества левой лобной доли (38 х 31 х 33 мм), неправильной округлой формы, основанием прилежащее к оболочкам мозга, с выраженным перифокальным отеком, смещение срединных структур головного мозга до 9 мм.
30 января 2017 г. в клинике МГМУ им. Сеченова выполнено хирургическое лечение в объеме удаления внутримозговой опухоли левой лобной доли вторичного генеза. Гистологическое исследование №762-7869-83 - опухоль представляет метастаз рака молочной железы неспецифического типа.
Пациентка направлена в ФГБУ «РНЦРР», где с 20 марта 2017 г. по 06 апреля 2017 г. проведен курс дистанционной лучевой терапии на весь объем головного мозга с 2-х противолежащих фигурных полей (свинцовые блоки на лицевой скелет череп) размерами 21 х 20 см; переднезадний размер (ПЗР) составил 14 см. Разовая очаговая доза (РОД) — 3 Гр, суммарная очаговая доза (СОД) - 36 Гр. При контрольном МРТ головного мозга с контрастированием от 03.06.2017 г. на серии МР-томограмм на фоне трепанационных дефектов в левой лобной области определяется послеоперационная полость размером 18 х 20 х 15 мм, с минимальным отеком, зоной глиозных изменений по контуру. После введения контрастного вещества отмечается накопление парамагнетика в зоне оперативного вмешательства, по контуру послеоперационной полости прилежащими отделами твердой мозговой оболочки, в костях черепа (в проекции трепанационных дефектов), вероятно послеоперационного характера, убедительных данных за участки
патологического накопление парамагнетика в веществе и по оболочкам головного мозга на остальном протяжении не получено.
Консультирована радиологом в РНЦРР, учитывая вторичные изменения в головном мозге, результаты данных исследования МРТ от 03.06.2017 г., результаты гистологического исследования, показано проведение стереотаксической дистанционной лучевой терапии с высокой степенью конформности (УМЛТ).
Перед курсом лучевой терапии проводилась предлучевая подготовка, которая заключалась в изготовлении индивидуального фиксирующего устройства, в проведении КТ-топометрии и создании изодозного распределения планов лучевой терапии. Был разработан план облучения с использованием технологии Яар1ёЛге (УМЛТ). Перед его реализацией на ускорителе ТгиеБеаш был проведен контроль качества пучка, посредством прибора БеашСЬескег (81апёагИша§т§), и выполнена верификация самого плана облучения. Распределение дозы при облучении больной с вторичными изменениями в левой лобной области головного мозга фотонами представлены на рисунках 1А — В. На рисунке 1В видно, что доза на критические органы - глаза, хрусталики, оптические нервы и ствол не превышают 1% от дозы в РТУ.
Рисунок 1 Л. Распределение дозы при облучении больной с вторичными изменениями в левой лобной области головного мозга фотонами с энергией 6 МэВ (УапапТгиеБеаш), полученное с помощью системы «VarianEdipse» ExtemalBeamPlanning 10.0.42, MLC-МШеппшт_120,энергия 6 МэВ, УМАТ.
Рисунок 1Б. Распределение дозы при облучении больной с вторичными изменениями в левой" лобной области головного мозга фотонами с энергией 6 МэВ (УапапТгиеВеаш), полученное с помощью системы «VarianEdipse» ExtemalBeamPlanning 10.0.42, МЬС-МШеппшт_120, энергия 6 МэВ, УМАТ.
Рисунок 1В. Кривая дозовой нагрузки на мишень и критические органы при облучении больной с вторичными изменениями в левой лобной области головного мозга фотонами с энергией 6 МэВ (УапапТгиеВеаш), полученное с помощью системы «VarianEdipse»
ExternalB eamPlanning 10.0.42, MLC-Millennium_120, энергия 6 МэВ, VMAT. В РНЦРР освоены и регулярно применяются 5 методов верификации:
- верификация с помощью матрицы MapCheck 2 в фантоме MapPHAN;
- верификация с помощью матрицы MapCHECK 2 в устройстве IMF;
- верификация с помощью средств портальной дозиметрии;
- верификация в фантоме VirtualWater с помощью ионизационной камеры и пленки GafchromicEB T2;
- верификация плана на основе анализа файлов Dynalog и лог-файлов траекторий. Подробно эти методы рассмотрены в работе (Коконцев и др., 2016). В повседневной
практике РНЦРР наиболее часто используются первые 3 метода.
Основой этих методов является создание т.н. верификационного плана путем замены реального тела пациента моделирующим его фантомом с размещенными внутри дозиметрическими детекторами, позволяющими измерять распределение дозы в точке или плоскости (Рис. 2).
Рисунок 2. Верификационный план. Тело пациента заменено моделирующей его пластиной У1г1иа^а1егразмером 30 х 35 х 5 см с матрицей детекторов.
Измеренное в процессе реализации верификационного плана распределение дозы сравнивается затем с расчетным, с помощью метода гамма-анализа, предложенного в работе (Low et al., 1998) и являющимся в настоящее время общемировым стандартом.
Данный метод комбинирует два критерия: сравнение процентной разницы расчетного и измеренного значений дозы и сравнение наименьшего расстояния от точки измерения до изодозной поверхности расчетного значения дозы, соответствующего измеренному значению.
В РНЦРР для верификации планов используется матрица детекторов MapCHECK 2 (Рис. 3) с фантомом MapPHAN, неподвижно установленным на столе ускорителя (Рис. 4) или водноэквивалентной пластиной VirtualWater размером 30 х 35 х 5 см (McEwen, Niven, 2006) в устройстве изоцентрической фиксации (Рис.5). Для верификации планов с использованием технологии IMRT обычно используется первый вариант, для технологии VMAT — второй. Принятые критерии гамма-анализа - 3%/3 мм (доза/геометрия), и процент прохождения 95%, при этом рассматриваются дозы в диапазоне от 100% до 10%.
7.07 mm Spacing, Entire / 1527 Total Diodes 32.0 x 26.0 cm Array Size
Power/Data Input Status Indicators
Рисунок 3. Внешний вид матрицы MapCheck 2 в фантоме MapPHAN. Количество детекторов в матрице 1527, размер поля облучения 32 х 26см, расстояние между детекторами 7 мм.
Для подготовки верификационного плана набор КТ-сканов пациента, для которого рассчитан рабочий план облучения, заменялся набором сканов пластины VirtualWater с помещенной под ней матрицей. Угол поворота гантри устанавливается в нулевое положение для того, чтобы плоскость расположения диодов матрицы всегда была перпендикулярна оси пучка, распределение дозы в этой же плоскости рассчитывается, а затем экспортируется в формате DICOMRTDose. Матрица с водноэквивалнетной пластиной VirtualWater устанавливалась в изоцентре вращения гантри с помощью устройства изоцентрической фиксации (IMF). Таким образом, матрица с пластиной вращается вместе с гантри, что позволяет корректно учитывать влияние гравитации на положения и скорости перемещения лепестков. На ускоритель загружается и реализуется
соответствующий верификационный план пациента. Затем полученное на матрице дозовое распределение для каждого поля (арки) сравнивается с экспортированными из системы планирования расчетным полями посредством гамма-анализа (Рис. 6А, Б).
Рисунок 5. Устройство IMF с матрицей MapCHECK 2 на ускорителе TrueBeam.
И SNC Patient
File Edit Setup Tools Help
Рисунок 6А. Дозовое распределение одного поля облучения.
Рисунок 6Б. Суммарное дозовое распределение всех полей. Количество детекторов, задействованных в облучении — 37 - 38.
При использовании матрицы MapCHECK 2 для верификации планов облучения полями очень маленьких размеров и высоким градиентом дозы есть вероятность несоответствия плана установленным критериям гамма-анализа в виду малого количества детекторов матрицы MapCHECK 2, которые будут участвовать в анализе и относительно
большого расстояния между ними. В этом случае, необходимо дополнительно воспользоваться еще каким-либо методом верификации. Для верификации плана облучения данной пациентки в качестве дополнительного метода были использованы средства портальной дозиметрии (PortalDosimetry 10 Revision 5.0.0. VarianMS). В процессе выполнения верификационного плана модулированный пучок ускорителя регистрировался с помощью портального мегавольтного детектора ускорителя TrueBeam, помещенного вблизи изоцентра (Рис. 7). Пациент или заменяющий его фантом отсутствовали, так как измерялась не доза, а флюенс (распределение интенсивности в пучке излучения в плоскости, перпендикулярной направлению излучения). Угол вращения гантри соответствовал реальному, поэтому в полной мере учитывалось влияние гравитации на движение лепестков многолепесткового коллиматора.
Рисунок 7. Верификация с использованием портального детектора на ускорителе TrueBeam.
Расчет распределения флюенса в портальном детекторе проводился в системе Eclipse с помощью алгоритма PDIP, а сравнение расчетных и экспериментальных распределений - с помощью гамма-анализа в приложении PortalDosimetry из состава медицинской информационной системы Aria (Рис. 8). Принятые критерии гамма-анализа также составляют 3%/3 мм (доза/геометрия), и процент прохождения 95%.
Y
О 1 2
*
1С* -1С? ^^Шк
■ i ¡Л^^ННнк
Al
ч ►
Рисунок 8. Расчет распределения флюенса в приложении PortalDosimetry.
После проведения верификации созданных планов облучения больной с 28 июня 2017 г. по 04 июля 2017 г. проведен курс SRT на высокоэнергетическом медицинском линейном ускорителе TrueBeam с применением РОД 6 Гр х 5 раз в неделю локально на очаги поражения головного мозга и достижением СОД 30 Гр (54 изоГр). Лечение проводилось в амбулаторном режиме, весь курс пациентка перенесла относительно удовлетворительно, лучевых реакций и осложнений отмечено не было. Благодаря проведенным мероприятиям по верификации плана облучения несколькими методами пациентке проведен запланированный курс стереотаксического облучения с гарантированной высокой точностью подведения дозы к мишени и оптимальной эффективности лечения.
Список литературы
1. Измайлов Т.Р. Результаты комплексного лечения пациентов с первичнойглиобластомой головного мозга. Вестник Российского научного центра рентгенорадиологии Минздрава России. 2015. № 4. С. 102-118.
2. Измайлов Т.Р., Паньшин Г.А., Милюков С.М., Даценко П.В. Оценка эффективности лучевой терапии глиом высокой степени злокачественности на основе модели ВДФ (Время-Доза-Фракционирование). Вопросы онкологии. 2013. Т. 59. № 5. С. 629635.
3. Измайлов Т.Р., Снигирева Г.П., Шишкина Л.В., Солодкий В.А., и др. Генетические нарушения при первичных глиобластомах головного мозга. Вопросы онкологии. 2016. Т. 62. № 4. С. 471-478.
4. Коконцев А.А., Русецкий С.С., Смыслов А.Ю., Васильев В.Н. Сравнение методик верификации индивидуальных планов пациентов для технологии лучевой терапии с модуляцией интенсивности пучка. Медицинская физика. 2016. Т. 4.№ 72. С. 1323.
5. Паньшин Г.А., Харченко Н.В., Милюков С.М., Измайлов Т.Р. Анализ эффективности различных прогностических моделей для супратенториальных инфильтративных глиом низкой степени злокачественности WHO GRADE II. Трудный пациент. 2017. Т. 15. № 3. С. 60-65.
6. Klein E.E., Hanley J., Bayouth J., et al. TaskGroup 142 report: Quality assurance of medical accelerators. Med Phys. 2009. V. 36. N.. 9. P. 4197-4212.
7. Low D.A., Harms W.B., Mutic S., Purdy J.A. A technique for the quantitative evaluation of dose distributions. Med Phys. 1998. V. 25. N. 5. P. 656-661.
8. McEwen M.R., Niven D. Characterization of the phantom material Virtual Water in high-energy photon and electron beam. Med Phys. 2006. V. 33. N. 4. P.876-887.
9. Moran J.M., Dempsey M., Eisbruch A., et al. Safety considerations for IMRT: Executive summary. Pract Radiat Oncol. 2011. V. 1. N. 3. P. 190-195.
