Протонная КТ для планирования протонной терапии?
Использование протонной компьютерной томографии (КТ) вместо рентгеновской для планирования протонной терапии может избавить пациентов от чрезмерной дозы облучения при проведении многократных сканирований и повысить точность лечения.
Производитель оборудования для протонной терапии ProtonVDA и исследователи из Медицинской школы Стрич Университета Лойола, Университета Северного Иллинойса и Университета Лома-Линда, США, обнаружили, что протонная КТ снижает неопределенность в дальности пробега протонов, что может позволить онкологам-радиологам уменьшить зону облучения вокруг опухолей и дать возможность более точно доставлять дозы радиации к очагам поражения.
Дело в том, что при использовании рентгеновской КТ требуется преобразование единиц Хаунсфилда КТ в относительную тормозную способность протонов (relative stopping power – RSP) для расчета дальности пробега протонов в теле пациента и составления плана лечения. Это приводит к неопределенности, что требует применения более широких краев облучения вокруг опухоли. Протонная КТ напрямую измеряет RSP, что снижает уровень неопределенности и может позволить уменьшить зону облучения.
По словам старшего автора исследования Джеймса Уэлша, профессора радиационной онкологии в Медицинской школе Стрич Университета Лойолы,если небольшое снижение дозы при единичном сканировании вряд ли может принести какой-либо вред, 10–100-кратное снижение дозы при протонной КТ может позволить повторять сканирование многократно. «Таким образом, если от протонной рентгенографии и протонной КТ есть клиническая польза, исследования можно повторять столько раз, сколько это необходимо, чтобы максимизировать эту пользу без опасения, что преимущества будут сведены на нет пагубными эффектами от дозы облучения», — сказал он изданию Physics World.
Для анализа исследователи использовали установку ProtonVDA pRAD, прототип системы клинической протонной визуализации, и рентгеновскую компьютерную томографию, а затем сравнили различные значения RSP. Чтобы подтвердить точность протонной КТ, они провели визуализацию цилиндрического фантома с восемью вставками, эквивалентными различным тканям. При сравнении полученных данных измеренный показатель RSP с известными значениями имел точность 1% или выше для различных вставок, за исключением вставки для тканей носовых пазух.
Затем они применили ProtonVDA pRAD и клинический вертикальный рентгеновский компьютерный томограф для сканирования головы свиньи и образца грудного пояса и ребер. Для пояса и ребер различия RSP составляли не более 0,6%; в реберно-трабекулярных костях – 1,9% и 6,9% в плотных костях. При горизонтальном сканировании головы с помощью рентгеновской КТ наибольшая разница RSP составила до 41% в барабанных пузырях. Они также обнаружили расхождения до 4,3% в черепе и до 4,4% в стволе головного мозга. В восьми других тканях различия RSP варьировались от -2,5% до +2,1% при среднем значении -0,4%.
Результаты показывают, что, если для мягких тканей измеренные и рассчитанные значения RSP аналогичны, то для планирования лечения в плотных костях или областях с полостями рентгеновская КТ менее точна. Протонная КТ также использовала гораздо более низкую дозу для визуализации головы свиньи чем рентгеновская КТ. В первом случае доза составляла0,2–0,7 мГр, во втором – 3,9 и 39 мГр для сканирования с низкой и высокой дозой.
Исследователи планируют провести больше количественных сравнений доз, а также изучить возможность автоматического сбора данных, оптического отслеживания вращения, интеграции с вертикальной системой лечения и тестирования лечебных пучков и многослойных пленочных датчиков, чтобы лучше понять потенциал протонной КТ для планирование лечения низкими дозами излучения.
«В принципе, уменьшение неопределенности в дальности пробега протонов должно дать нам возможность использования более узких краев вокруг наших клинических целей и тем самым снизить уровень нежелательно высокой дозы на некоторые нормальные ткани, — сказал Уэлш. – В будущем мы собираемся провести дополнительные исследования, чтобы понять какую именно пользу можно будет извлечь из этого».
Результаты были опубликованы в журнале Medical Physics.
Оригинал новости можно прочитать здесь
