Stort behov av forskning och multidisciplinära samarbeten
Svensk strålbehandling behöver stärkas.
Mot denna bakgrund beslutade landets verksamhetschefer inom onkologi att tillsätta en expertgrupp med uppdrag att ta fram ett underlag med förslag på hur utvecklingen kan vändas – som förutom konkreta förslag också kan utgöra underlag för en samlad nationell strategi för utveckling av svensk strålbehandling. Rapporten publicerades i januari 2020. Utifrån vad som framkommit där – och genom egen research – har Onkologi i Sverige beskrivit ett område där Sverige historiskt sett gått från att vara en supermakt till att nu ligga långt efter motsvarande länder. Bara i Danmark finns 15 professorer i ämnet. I Sverige har vi fyra, och det är mycket svårt att tillsätta nya. I detta omfattande tema om strålbehandling i Sverige har vi tittat bakåt – via de banbrytande pionjärerna inom det så kallade CARTprojektet på 1980-talet – till nutida experter som identifierar en rad områden som behöver förbättras och stärkas. Det handlar bland annat om utvecklingen av det multidisciplinära samarbetet som
halkat efter de tekniska framstegen, och om bristen av starka forskningsmiljöer i Sverige, liksom avsaknaden av tillräckligt många namnkunniga förespråkare för strålforskning.
CART – Computer Aided RadioTherapy
– ett historiskt nordiskt trippelhelixprojekt som bidragit till modern strålbehandling
Diagnostik, dosplanering och strålbehandling av maligna tumörer sker idag med hjälp av avancerad datateknik, ett resultat av kontinuerlig utveckling under ett halvt sekel. Här beskrivs bakgrunden till det så kallade CART-projektet och det utvecklingsarbete som skedde inom projektet under 1980-talet. Tillsammans med en rad företag, som byggt vidare på den integrerade informationsstruktur och de tekniska lösningar som växte fram i projektet, har CART bidragit till utvecklingen av dagens moderna strål behandling. Under CART-projektet förändrades planeringen av strålbehandling från 2D till 3D. Nu, 35 år senare, går utvecklingen från 3D till 4D, skriver Hans Dahlin, Bengt Glimelius, Inger-Lena Lamm och Torgil Möller.
Övergången till högenergibestrålning med koboltapparaten på 1960-talet och linjäracceleratorn på 1970-talet gav ökade möjligheter att bestråla även djupliggande tumörer med adekvat dos, vilket i sin tur ställde krav på individuell planering och genomförande av behandlingen. Tumörens lokalisation och utbredning måste noggrant kartläggas och resultera i ett korrekt anatomiskt tvärsnitt genom tumörområdet som underlag till dosplaneringen. Denna anatomiska skiss togs fram manuellt av behandlingsläkaren med hjälp av konturritare och två ortogonala röntgenbilder. I regel nöjde man sig med ett snitt, som fick representera hela behandlingsvolymen. Dosplaneringen skedde till en början manuellt, men 1971 kunde lokalt utvecklade datorbaserade dosplaneringssystem tas i bruk i
Lund och Uppsala. Hela proceduren var begränsad till två dimensioner, vilket kunde innebära att delar av tumörvolymen missades.
Under slutet av 1970-talet fick man tillgång till tvärsnittsbilder tagna med datortomografi. Därmed erhölls ett betydligt noggrannare planeringsunderlag, men möjligheten att utnyttja tekniken fullt ut för volymbestämning och dosplanering var begränsad då såväl mjuk- som hårdvara för tredimensionell bildhantering saknades. På initiativ av Hans Dahlin, Uppsala, med flera samlades i början av 1980-talet nordiska strålbehandlingsintressenter för att samarbeta kring forskning och utveckling inom strålbehandlingen. Man identifierade tre områden för vidare utvecklingsarbete:
• Verktyg för att definiera tumörens läge och utbredning i 3D
• Modeller för dosberäkning i 3D
• Integrerat informationsflöde under patientens väg genom utrednings- och behandlingsprocessen
Detta blev upptakten till projekt CART, Computer Aided RadioTherapy, ett samarbetsprojekt mellan klinik, forskning och industri (det vill säga ett trippelhelixprojekt), med deltagare från samtliga nordiska länder. Denna artikel vill ge bakgrunden till CART-projektet och beskriva det utvecklingsarbete som skedde inom projektet under 1980-talet. Tillsammans med en rad företag, som byggt vidare på den integrerade informationsstruktur och de tekniska lösningar som växte fram i projektet, har CART bidragit till utvecklingen av dagens moderna strålbehandling.
OMFATTANDE KOMPETENSUTVECKLING
Siemens i Erlangen, Tyskland, hade under 1960- och 1970-talen en stark internationell marknadsposition inom röntgendiagnostik och strålbehandling, men satsade stort även på utveckling av datorer för tillämpningar inom medicinområdet. Chefen för Siemens hörde talas om MSS (Multisatellitsystemet, ett datanätverk där små laboratorieterminaler och stora datorer kunde länkas samman över det fasta
telefonnätet) som utvecklats vid Uppsala universitets datacentral (UDAC) av dess chef Werner Schneider, vilket 1969 ledde till ett tvåårigt samarbetsavtal mellan UDAC,
Akademiska sjukhuset och Elema Schönander AB (senare namnändrat till Siemens Elema AB). Utvecklingen fokuserades kring datoriserade laboratoriesystem inom klinisk fysiologi (EKG och hjärtkateterisering), klinisk neurofysiologi (EEG), röntgendiagnostik (bildlagring och presentation) och radioterapi (dosplanering för allmän och gynekologisk strålbehandling). Den datorrelaterade delen av utvecklingen skedde vid en större dator (Siemens 305), som installerades i direkt anslutning till strålbehandlingsavdelningen. Ett lokalt nätverk för datainsamling byggdes upp i linje med MSS-konceptet.
Utvecklingsarbetet inom strålbehandling fokuserades på dosplanering för extern och intrakavitär strålbehandling och leddes av Hans Dahlin, sjukhusfysiker vid strålbehandlingskliniken på Akademiska sjukhuset. Ett samarbete initierades med universitet i Europa och USA. Den första patienten som behandlades vid strålbehandlingskliniken i Uppsala med en datordosplan som underlag var i maj 1972, vilket blev startskottet på ett djupare samarbete med Siemens. Ett långsiktigt samarbetsavtal mellan Siemens i Erlangen och UDAC undertecknades 1974 vilket ledde till uppbyggnaden av en forsknings- och utvecklingsgrupp inom UDAC med säte på Akademiska sjukhuset. Hans Dahlin lämnade sin position som sjukhusfysiker och blev ansvarig för den nya gruppen, vars mål var att utveckla ett kliniskt kommersiellt system för tumördiagnostik, dosplanering och behandlingskontroll i samarbete med projektansvariga vid Siemens. Utvecklingssamarbetet som hade namnet SIDOS-U (Siemens
Dose Planning System, version Uppsala) pågick under tio år och resulterade i en stor kompetensutveckling inom UDAC och Akademiska sjukhuset samtidigt som Siemens sålde mer än 400 SIDOS-U-system världen över.
NORDFORSK-PROJEKTET DATORDOS
Framgångarna med samarbetet med Siemens, och att SIDOS- U blev det dominerande kliniska systemet för planering av strålbehandling i Sverige under 1970-talet, uppmärksammades av Nordforsk som i samverkan med Styrelsen för teknisk utveckling (STU), Kungl. Ingenjörsvetenskapsakademin (IVA) och Utvecklingscentret för teknologi och innovationer i Finland (TEKES) sökte områden för pilotstudier som kunde leda till nordiska FoU-samarbeten. Ansvarig för Data Handling and Processing vid Nordforsk, Jan Törnqvist, kontaktade Hans Dahlin i slutet av 1970-talet för att utreda förutsättningarna för ett nordiskt utvecklingsprogram med fokus på nästa generations informationssystem för datanätverk inom tumördiagnostik, dosplanering och strålbehandling.
Vid den Nordiska Radiologi-konferensen i Åbo 1981 inbjöds Hans Dahlin, på initiativ av Rune Walstam och Jerzy Einhorn vid Radiumhemmet, Stockholm, att beskriva datorteknikens möjligheter till bättre tumörlokalisation, dosplanering och kvalitetskontroll av framtidens strålbehandling. Detta var ett svar på den negativa våg som växt fram under slutet av 1970-talet kring riskerna med radioaktiv
strålning efter olyckan vid kärnkraftverket Three Mile Island, USA, samtidigt som nya cytostatika, som cisplatin, började användas med stor framgång inom den svenska cancervården. Det positiva mottagandet av föredraget i Åbo medförde att Jan Törnqvist och Hans Dahlin kontaktade ett antal stråldoktorer och fysiker i Danmark, Norge, Sverige och Finland. Detta ledde till ett informationsmöte på strålbehandlingskliniken i Malmö 1981 med klinikchef Torsten Landberg som värd. En nordisk arbetsgrupp bildades, som med bidrag från Nordforsk på 60 000 SEK utarbetade en kravspecifikation för ett datorbaserat dosplaneringssystem (projekt DATORDOS). ”User requirements on CT-based computed dose planning systems in radiation therapy”, pub licerades 1983 i Acta Radiologica Oncology. Denna
framåtsyftande publikation var ett första viktigt resultat kopplat till CART-projektet.
