Ny strålteknik kan anpassas i realtid till tumörens rörelser under behandlingen
Skånes universitetssjukhus är först ut i Norden med en ny teknik inom strålbehandling där strålen följer med cancertumörens rörelse under behandlingen. Tekniken innebär att strålbehandlingen kan göras mer exakt vilket gör det säkrare för patienterna. Sedan tidigare används strålningsteknik som övervakar rörelser i kroppen och slår av strålningen om rörelsen är utanför marginalerna. Den nya tekniken innebär att strålfältet i stället följer med i rörelsen i kroppen och inte behöver stängas av. Här beskrivs den senaste teknikutvecklingen av André Haraldsson och Tobias Pommer, båda sjukhusfysiker i Lund.
Strålbehandling är i dag en avancerad och flexibel behandlingsmodalitet som i hög grad anpassas efter de utmaningar som är unika för olika diagnoser och lokalisationer. Denna anpassning innebär bland annat användning av bildgivande diagnostisk från olika modaliteter som underlag för bestämning av det som ska strålas, det vill säga tumör och område med risk för spridning, och det som ska undvikas, det vill säga riskorgan och frisk vävnad.
Typiska exempel på detta är rutinmässig användning av magnetresonanstomografi (MRT) vid strålbehandling i hjärnan och i bäcken, och positron-emissions-kamera vid strålbehandling i bland annat lunga och huvud/hals-området. Själva strålplanen skapas och simuleras på underlag från datortomograf (DT), eller simulerade DT-bilder från MRT-bilder. För att få så bra överensstämmelse mellan planerad och administrerad stråldos ska DT-undersökningen vara representativ för patientens anatomi under hela behandlingen. Det kan ske förflyttning av tumör mellan DT och behandling och mellan behandlingsfraktioner, som behöver hanteras. För vissa tumörlokalisationer kan även rörelse ske under bildtagning samt behandling. Vanliga exempel på stora patientgrupper med rörelser är periodiska andningsrörelser vid tumör i lunga och bröstcancer, medan icke-periodiska rörelser på grund av blåsfyllnad och gas- och tarmrörelse i buk/bäcken, till exempel för prostatacancer.
För att kompensera för rörelse under tiden strålning sker har ett par tekniker utvecklats. DT-underlag kan samlas in under flera andningscykler för att få korrekt bild av anatomin under rörelse, så kallad 4D-DTAndningsrörelsen kan också frysas genom att patienten andas in och håller andan. Förutsatt att patienten kan hålla andan i åtminstone 20 sekunder, och med visuell feedback andas ungefär lika djupt varje gång, kan patienten också få strålbehandlingen på detta sätt. För patienter med bröstcancer används denna teknik rutinmässigt.
ANDNINGSSTYRD STRÅLBEHANDLING
För tumör i lunga kan rörelse kompenseras genom att volymen som strålas utökas baserat på 4D-DT. På så sätt styr patientens specifika rörelse storleken på strålfältet. På senare tid har även möjligheter att genomföra 4D-bildtagning med behandlingsmaskinens inbyggda digitala volymtomografi samt tekniker med andningsstyrd strålbehandling introducerats.
Kompensering av rörelse i buk och bäcken görs framför allt vid prostatacancer som sker idag på många center genom att markörer i metall inplanteras i prostatan. Dessa markörer kan enkelt användas för att positionera patienten utifrån prostatans dagliga läge, istället för att använda skelett eller hud. Sedan en tid tillbaka kan även dessa markörer följas under tiden strålning sker genom att slätröntgen tas med viss intervall och strålen bryts om prostatan (eller patienten) rört sig utanför en viss tolerans. Oönskade avvikelser kan därmed fångas och kompenseras med att flytta behandlingsbrits eller invänta att prostata rör sig tillbaka, och hindrar stråldos som var avsedd för prostatan att träffa andra delar i kroppen.
En kombination av tekniker gör det numera också möjligt att kompensera rörelser genom att själva strålfältet omformas. Rörelsekompenserad strålbehandling genom styrning av bladkollimatorns omformning har forskats på länge men inte introducerats på konventionell linjäraccelerator på bred front än, även om kliniska försök finns. Den senaste typen av Radixact-acceleratorn (Accuray, Madison, USA), som har en form liknande en DT med tekniken Synchrony kan använda sin pneumatiska bladkollimator och block för att följa med i rörelser. En inbyggd kV-detektor och-generator tar slätröntgenbilder för att visualisera tumören. Tekniken har potential att ytterligare öka precisionen i strålbehandling för att kunna minska de marginaler som krävs och därmed minska strålvolymer och biverkningar. Det finns ett par frågeställningar kopplade till denna typ av strålbehandling då omformning i realtid ställer stora krav på säkerhet. Den teknik som säkerställer korrekt bildtagning, positionering av tumör och korrekt förändring i fältomformning måste fungera korrekt, hela tiden. Vi har genomfört kvalitetssäkring av teknik och introducerat denna på vår klinik för hypofraktionerad prostatacancer och stereotaktisk behandling av tumör i lunga.
MATERIAL OCH METOD
På Radixact-acceleratorn är ett röntgenrör och en röntgendetektor monterad vinkelrätt mot behandlingsfältet. Dessa används för att visualisera och beräkna rörelsen av en tumör genom att ta röntgenbilder med intervall av tre till sju sekunder. Ett krav för att kunna utföra rörelsekompenserad behandling är att tumören, eller en markör, är synlig på röntgenbilderna. För rörelse korrelerad med andning används också dioder som emitterar ljus (LED). Dioderna placeras på patientens buk och bröstkorg och patientens andningsrörelse korreleras med tumörens rörelse med hjälp av algoritmen som heter Synchrony. Rörelsekompensationen sker därefter utefter patientens andning eftersom denna kan avläsas kontinuerligt, och algoritmen uppdaterar korrelationen mot tumören efter hand som nya röntgenbilder tas. För rörelser som inte är korrelerade med andning, exempelvis prostata, sker bildtagning med cirka tre sekunders intervall och om tumören har flyttat sig så som uppmätt med de inplanterade markörerna, omformas fältet snabbt med de lufttrycksstyrda och sex mm breda kollimatorbladen. Kollimatorbladen kan öppnas eller stängas på cirka 20 ms. Behandlingen sker heliskt, vilket innebär att behandlingsbrits med patient rör sig genom behandlingsmaskin samtidigt som strålaccelerator roterar kontinuerligt, likt en DT.
