Планирование лечения - лучевая терапия в лечении рака

1. ПЛАНИРОВАНИЕ ЛЕЧЕНИЯ

1. Оптимизация

Целью лучевой терапии, как и при других методах лечения, является излечение опухоли при условии щажения нормальных тканей. Однако в лечении рака терапевтический коэффициент, т.е. разница в эффекте облучения опухоли и здоровых тканей, невелик. Раковые клетки похожи на нормальные, и доступные методы лечения — операция, лучевая терапия, химиотерапия — относительно неспецифичны, по сравнению, например, с применением пенициллина в лечении пневмонии. В связи с этим особое внимание следует уделять обеспечению оптимальности терапии, чтобы извлечь максимальный лечебный эффект из разницы между уничтожением опухоли и повреждением здоровых тканей. Поскольку кривые &ldquo-доза — эффект&rdquo- для облучения имеют крутой наклон, первой целью являются достижение гомогенности в распределении дозы в облучаемом объеме.

Рис. 2.2. Диаграмма, показывающая, как возрастают показатели удаления опухоли и частота осложнений с увеличением дозы. Исключая осложнения из местного удаления опухоли, получаем кривую в виде колокола, которая отражает местное иссечение без осложнений, что является оптимальным результатом для определенных доз.
Поскольку опухоль редко четко отграничена от окружающих тканей и чаще инфильтрирована в них, условие гомогенности должно точно соблюдаться. Если даже небольшая часть опухоли получит недостаточную дозу, лечение будет неэффективным. С другой стороны, если даже малые участки здоровых тканей будут значительно переоблучены, возникнут осложнения (рис. 2.2).
Клиницист обычно придает большее значение перспективе полного излечения, чем риску осложнений, но это часто бывает неадекватным: серьезные инвалидизирующие хронические осложнения, к примеру рецидивирующая непроходимость кишечника и перфорация или поперечный миелит, могут стать причиной более быстрой смерти больного, чем рак.
Отсюда вытекает сложная задача планировать курс радиотерапии с учетом клинических опыта и знаний для излечения опухоли без значительного риска серьезных осложнений. Планирование лечения предусматривает определение объема облучения и дозы.

1. Объем

Точно установлено, что толерантность к облучению уменьшается с увеличением облучаемого объема. Целью планирования является включение в зону облучения минимально возможного объема, но в то же время достаточного для воздействия на все опухолевые клетки. Исходя из этого выделяют 5 различных типов объемов облучения (рис. 2.3). Большой объем опухоли (БОО) включает видимую опухоль. Клинический объем мишени (КОМ) включает видимую опухоль (при ее наличии) и объемы предполагаемого субклинического распространения (к примеру, края вокруг БОО и регионарные лимфатические узлы, воздействие на которые считается необходимым). Концепция КОМ является чисто клинико-анатомической. Планируемый объем мишени (ПОМ) включает КОМ и окружающие ткани с поправкой на вариации в размере, форме и положении относительно лечебного(ых) пучка(ов). Поэтому ПОМ является геометрической концепцией, позволяющей быть уверенным, что КОМ получит предписанную дозу. Это выражается в фиксированной системе координат. На рис. 2.3 показано, как видимые перемещения больного приводят к изменению КОМ в различных направлениях. Объем, который получает дозу, достаточную для радикального или паллиативного лечения, обозначается как &ldquo-объем лечения&rdquo-. &ldquo-Объем облучения&rdquo- — это объем, облучение которого проводится в дозах с учетом толерантности нормальных тканей (кроме специфически определенных для органов, подвергающихся риску).


Рис. 2.3. Схематическое изображение различных объемов, подлежащих учету при лучевой терапии: из доклада 1CRU № 50.

(а)    Ограничение объемов нормальных тканей
Зеркальным оптимальным отражением излечения является сохранение нормальных тканевых структур и функций. Первым принципом медицины, сформулированным Галеном, является &ldquo-Primum поп посеге &rdquo- (&ldquo-Первое — не навреди&rdquo-). Чтобы соблюсти этот принцип при достижении излечения, радиационный онколог должен знать факторы, приводящие к разрушению тканей при облучении. Сюда относятся объем и дозирование. В связи с этим, помимо концепции объема мишени (целевого объема), планирование лечения должно включать некоторые методы определения дозообъемных ограничений в тканях вне мишени, т.е. в зоне воздействия облучения. Установлено, что величина дозы, подводимой к объему мишени, ограничена толерантностью нормальных тканей. С другой стороны, для излечения опухоли необходимо направить на опухоль достаточно большую дозу. На практике ограничение дозы и объема достигается за счет создания одного или более &ldquo-ограничивающих изодозных&rdquo- контуров. Для удобства дозиметристов, планирующих физические параметры лечения, эти изодозные контуры определяются в относительных процентах от максимальной дозы, например <0,6 (менее чем 60 % от максимальной дозы), в то время как доза на объем мишени может быть определена, к примеру, >0,9 (более 90 % от максимальной дозы).
(б)    &ldquo-Сокращающийся &rdquo- объем
Современная радиобиология позволяет нам определить дозу, необходимую для стерилизации клеток. Зная, что микрометастазы состоят из меньшего числа клеток, можно подойти к решению клинических проблем более сложным технологическим путем. Поскольку солидная опухоль врастает и распространяется вне основного объема, отсеивая небольшое число клеток в прилегающие ткани, можно сделать заключение, что на различных уровнях дозы могут существовать несколько объемов мишени. Практически

Рис. 2.4. Методика &ldquo-поле внутри поля&rdquo-. Поле 1 предназначено для облучения всего объема опухоли с захватом микроскопического распространения. Поле 2 предназначено для лечения только основного очага опухоли. Возможны различные комбинации, исходя из клинической ситуации и результатов объективных клинических обследований (рентгеновские, гистологические и т.д.).
это предполагает первичное определение объема мишени, на который дается определенная доза. В последующем он уменьшается, часто приближаясь по размеру к изначально определенной опухоли. Эта концепция имеет два положительных качества: во-первых, она позволяет использовать вначале объемы облучения, превышающие размеры первично определяемой опухоли, поскольку толерантность нормальных тканей не будет превышена из-за направления на этот объем меньшей дозы- во-вторых, подводить к центральным участкам солидной опухоли, содержащим более радиорезистентные клетки, более высокие дозы (рис. 2.4), чем обычно (по принципу &ldquo-конус верхушкой вниз&rdquo-).
Фактически можно представить различные комбинации: нормальные дозы к нормальному объему с последующим подведением высоких доз к маленькому объему или подведение малых доз к большому объему с последующим подведением высоких доз к малому объему и т.д. В настоящее время это часто обозначают как методику &ldquo-поле внутри поля&rdquo-.
Основным достоинством такой методики является сохранение толерантности нормальных тканей при подведении более эффективных доз к радиорезистентной опухоли. Ее практическое применение требует более тесного, чем обычно, сотрудничества между клиницистами, лицами, планирующими лечение, и исполнителями лечения. Прежде чем принимать решение о таком подходе, следует иметь в виду опасность повышенного риска ошибки.

1. Дозирование

Термин &ldquo-дозирование &rdquo- включает в себя все факторы, связанные с подведением дозы излучения к специфической точке или объему в теле больного. Сюда относятся доза за фракцию, число фракций, общее время лечения и состав фракций в каждый период времени, к примеру лечение по &ldquo-расщепленному&rdquo- курсу. В случаях брахитерапии очень важным параметром является мощность дозы, поскольку имеется существенная разница в эффективности облучения при мощности дозы 10—100 сГр/мин по сравнению с 0,1 —1,0 сГр/мин. Применяются следующие варианты фракционирования:

1. &ldquo-нормальное&rdquo- фракционирование: облучение каждый день, всего за 1 нед.  4—6 фракций, общая длительность 3—6 нед;
2. гипофракционирование: менее чем 4 фракции за 1 нед;
3. гиперфракционирование: 2 фракции или более (уменьшенных размеров) за день с общей длительностью курса, аналогичной используемому при нормальном фракционировании;
4. ускоренное гиперфракционирование: 2 фракции в день или более (&ldquo-нормальной&rdquo- величины) с сокращением длительности курса;
5. расщепленный курс облучения: обычно два укороченных курса нормального фракционирования с перерывом в 1—2 нед.  на отдых.

Для ознакомления с основами планирования лечения подробно рассмотрено только нормальное фракционирование.
(а)  Летальная доза для опухоли
Как ранее упоминалось, посредством облучения бесконечно большой дозой можно вылечить любой рак. Однако мы ограничены толерантностью нормальных тканей. В связи с этим в ходе практической работы формировалось понятие &ldquo-опухолевой дозы&rdquo-, которая реально отражает ограничения, обусловленные нормальными тканями, и выражает оптимальную величину дозы. Для карциномы типичной опухолевой дозой является 60 Гр за 30 фракций в течение 6 нед.  (популярно в США) или 50 Гр за 15 фракций в течение 3 нед.  (Манчестерская схема). Из клинического опыта и радиобиологических допущений известно, что для 100 % излечения маленьких опухолей требуется значимо меньшая доза, в то время как вероятность излечения при таких дозах быстро уменьшается с превышением опухолью размера 100 см3. В связи с этим попытки эмпирического определения оптимальной величины опухолевой дозы несостоятельны. Однако после появления столь многих публикаций с использованием концепции НСД и ее следствия — системы ТДФ, выбор варианта величины дозы стал более возможным. Показатель 100 в системе ТДФ эквивалентен упомянутым выше дозам, предлагаемым по Американской и Манчестерской схемам. Поэтому (из табл. 14-5 по Hall- Hall, 1994) облучение фракциями 260 сГр х 20 фракций (5 фракций за I нед) = 52 Гр за 4 нед.  (ТДФ = 99). Из практических наблюдений представляется, что этот или очень близкий вариант — подведение 50 Гр за 4 нед.  (ТДФ = 93) — может излечить большинство случаев поверхностного (Т1) рака слизистой оболочки щеки без серьезных отдаленных последствий. Однако вероятность излечения такой дозой опухоли ТЗ мала. В таких случаях может потребоваться величина ТДФ 110 или 120 с учетом толерантности нормальных тканей. С другой стороны, при лимфогранулематозе и других лимфомах местное излечение может быть достигнуто при уровне ТДФ около 70, а при семиномах — 50. Показано, что излечение микроскопического рака (такого, как N0 в лимфатическом узле) с высокой вероятностью достигается при уровне ТДФ 80. В табл. 2.2 перечислены типичные необходимые дозы. Эти значения ТДФ применимы для длительности лечения 3—6 нед.  при 5 фракциях в неделю.

Таблица 2.2 Дозы, необходимые для достижения 90 % вероятности местного излечения опухоли

(б)    Толерантная доза
Поскольку мы предпринимаем попытки определить вероятность излечения адекватными дозами облучения, важно оценить риск осложнений. В противоположность излечению опухоли, обсуждавшемуся ранее, чем больше объем облучения нормальных тканей, тем меньшая доза способна вызвать осложнения. Оценка риска осложнений требует учета ряда параметров, в частности объема, области облучения (для кожи), протяженности (для спинного мозга) и дозы. На практике берут один или более контуров планирования лечения в зоне интереса. На них наносят проекцию опухоли и важных здоровых органов или тканей (к примеру, почка, спинной мозг, кишечник или легкое). С учетом приведенных в табл. 2.3 данных врач наносит контуры изодоз с соблюдением необходимых лимитов дозы в процентном выражении от максимальной дозы.
Таблица 2.3 Толерантная доза, дающая 5 % вероятность значительных повреждений тканей

1. Процедура оптимизации

Оптимизация планирования лечения призвана обеспечивать высокую и максимально гомогенную дозу в объеме мишени, минимально возможную дозу в жизненно важных органах вне объема облучения и максимальную разницу в величине дозы в объеме облучения и вне его. На практике без использования компьютерной техники при планировании методом проб и ошибок, но с учетом опыта и интуиции выбираются один или несколько пучков излучения с размерами, соответствующими объему мишени.

1. Хороший план обычно является простым и основан на применении небольшого числа полей в соответствии с целями лечения.
2. Положение больного при лечении (в котором снимаются контуры тела) должно быть по возможности комфортабельным и воспроизводимым.
3. Для используемого пучка наиболее эффективным является путь через ближайшую к очагу поверхность- для телекобальтовогс излучения путь длиной более 12 см относительно неэффективен.
4. Изоцентрические методики легче осуществимы, но неопределенное число лучей может быть неэффективным.
5. Трехпольные методики не противолежащими полями осуществимы, но требуют снятия точного контура, центрации и верификации, что является проблемой во многих радиотерапевтических отделениях.

Процесс оптимизации требует сотрудничества специалиста по планированию лечения и врача. Нередки ситуации, когда необходимые требования не могут быть полностью выполнены. Врач должен быть готов к определенным компромиссам для выбора оптимальных условий лечения.

1. Расположение полей

При однопольном облучении планируемая доза рассчитывается на поверхности кожи или на уровне очага. При мегавольтном облучении максимум дозы находится не на коже, а на уровне ниже ее, причем глубина максимума возрастает с повышением энергии излучения (табл. 2.4). Если радиотерапевт хочет увеличить дозу на поверхности, то он должен использовать болюс, т.е. тканеэквивалентный материал (воск или мокрую губку) с толщиной, эквивалентной расположению зоны максимума электронного насыщения для данной энергии излучения, к примеру 0,5 см для теле кобальтового излучения и 1,2 см для излучения ускорителя с энергией 6 MB. Это наиболее часто применяется в случаях облучения рубца или опухолей кожи и образований, расположенных близко от ее поверхности.
Параллельно противолежащие поля подходят для многих клинических ситуаций, например для облучения таза, брюшной полости, головы и шеи. Если контур тела в пределах поля неравномерен, могут понадобиться клиновидные фильтры или компенсаторы. При использовании параллельных полей без клиновидных фильтров обычно с обоих полей подводится одинаковая доза- однако, если очаг расположен эксцентрично (к примеру, в головном мозге), может использоваться соотношение 2:1 или 3:1 с большей дозой с пораженной стороны.
Таблица 2.4 Глубины расположения 100 %, 80 % и 50 % изодоз для наиболее часто используемых энергий излучения

Данные по центральной оси для поля размером 10 х 10 см при энергии 230 дВ (слой половинного ослабления 2 мм меди) при РИК 50 см, для ^°Со и фотонов с энергией 4 MB при РИК 80 см и для фотонов с энергией 6, 10 и 25 MB при РИК 100 см.
При использовании непараллельных полей в большинстве случаев требуется применение клиновидных фильтров. Они помогают гомогенизировать распределение дозы. Клиновидные фильтры смещают расположение изодоз, например клин на 45° при телекобальтовом облучении смещает 50 % изодозу на 45°. Поля с клиновидными фильтрами обычно располагаются так, чтобы угол между пучками выражался формулой: угол клина х 2 = угол между пучками.
Трех- и четырехпольные методики облучения обычно применяют для глубоко расположенных опухолей, к примеру при раке пищевода, предстательной железы, шейки матки. Излучение с высокой энергией обеспечивает лучшее щажение кожи, большую относительную глубинную дозу, меньшую полутень и большее щажение костной ткани. Оно имеет преимущества для лечения глубоко расположенных опухолей, но его свойства должны учитываться в конкретных клинических ситуациях. При использовании параллельных противолежащих полей и диаметре тела более 18 см, например при лечении лиц, страдающих ожирением, теле кобальтовое облучение не позволяет подвести большую дозу на область опухоли. С другой стороны, супервольтные ускорители не имеют абсолютных преимуществ. Так, при облучении головного мозга с двух встречных полей телекобальтовые аппараты дают лучшее распределение дозы, по сравнению с излучением ускорителя с энергией 25 MB.
Ротационная терапия предусматривает использование неопределенно большого числа полей. Она лучше подходит при ширине поля менее 10 см и при центрально расположенных новообразованиях, таких как рак предстательной железы, мочевого пузыря, шейки матки и пищевода. Однако по сравнению с многочисленными методиками при использовании ротационного облучения имеются более размытые границы зоны облучения и облучению подвергаются большие объемы здоровых тканей.
Электронные пучки описаны в главе 1. Их клинические достоинства заключаются в резком падении дозы с глубиной. Действие электронов распространяется на глубину, равную 50 % энергии излучения, выраженной в МэВ. Так, для электронов с энергией 6 МэВ 80 % изодоза находится на глубине 2 см и они проникают на 3 см. Такой пучок подходит для облучения грудной стенки, кожных поражений и опухолей, расположенных поверх жизненно важных органов.
Защитные блоки используются при расположении жизненно важных органов внутри облучаемого объема или близко к нему. Они часто изготавливаются из свинца. Полная защита требует пяти или шести слоев половинного ослабления, в то время как для частичной защиты достаточно одного слоя половинного ослабления.

1. Методы планирования лечения

(а)   Ру`чное планирование
В идеале каждый план лечения, за исключением случаев использования параллельных встречных полей, должен быть отражен полными изодозными кривыми. Однако это требует значительного объема работ в отделениях, не располагающих компьютерами. По мере накопления опыта допустимо использовать подходящие варианты стандартных методик без полного изображения дозных распределений. Если одно из полей проходит через жизненно важный орган, к примеру через спинной мозг, необходимо оценивать дозное распределение, начиная с глубины 2—3 см при поступлении равной дозы с каждого поля.
(б)    Компьютерное планирование лечения
Специализированный планирующий компьютер необходим для каждого отделения лучевой терапии, поскольку ручные расчеты требуют слишком больших временных затрат и затрудняют сравнение различных вариантов расположения полей. Компьютер не только ускоряет процесс расчета, но и способствует повышению квалификации врачей и развитию более адекватных терапевтических подходов при конкретных анатомических локализациях опухолей.
Планирующий компьютер важен для радиологических отделений как в развитых, так и в развивающихся странах. При радикальном лечении опухолей больших размеров план лечения более сложен, чем при ранних стадиях опухолей, и, следовательно, риск повреждения жизненно важных органов выше.
Наиболее частые локализации рака, встречающиеся в развивающихся странах, такие как рак носоглотки, полости рта, пищевода и шейки матки, требуют прецизионных планов лечения. Планирующие компьютеры дороги, однако сейчас существуют различные программы для персональных компьютеров, которые значительно дешевле. Недостатком планирующих компьютеров является то, что они не отражают изменений дозных полей в условиях использования защитных свинцовых блоков и изодоз в зоне электронного насыщения.

1. Процедурный лист для лучевой терапии

Процедуры по лучевой терапии должны проводиться точно и быть воспроизводимыми, в связи с чем требуется наличие информативного процедурного листа. Он должен содержать следующую минимальную информацию.
Терапевтическая установка
Идентификация установки, вид излучения (электроны, фотоны), энергия пучка (для ортовольтного в кВ, данные о фильтре и слое половинного ослабления).
Детали полей (для каждого поля)
Наименование облучаемой зоны, рисунок с указанием защитных блоков или болюсов, толщины тканей пациента по центральной оси, расстояния от источника до кожи (РИК) или до очага (РИО), угол гантри, ориентация стола и коллиматора, обозначение клиновидных фильтров, обозначение фиксирующих приспособлений, расчет времени или установка монитора для ротационной терапии, углы начала и окончания движения, доза на каждый градус- желательна фотография, иллюстрирующая метки полей и положение больного.
Планирование доз
Методика (переднезадние, заднепередние, четырехпольное и т.д.), число полей, облучаемых в течение дня, дневная доза на опухоль, суммарная планируемая доза на опухоль, доза на критические органы, четкий план повторных осмотров больного с указанием способа и времени, к примеру для уменьшения размеров поля, имя лучевого терапевта и подпись.
Записи ежедневных процедур
Отражают название поля, дату лечения, время или показания монитора для каждого поля, дневную и кумулятивную дозы в области максимума и в области опухоли с каждого поля, дневную и кумулятивную дозы со всех полей, дозу на критические структуры, фамилию врача, проводившего лечение.
Дополнительные данные
Схема распределения изодоз и симуляционные верификационные снимки или гаммаграммы должны удовлетворять радиотерапевта. Сведения о перерывах в лечении, о предшествовавшем облучении и т.д.

1. Приспособления для иммобилизации

Иммобилизационные приспособления важны для точного воспроизведения положения лечения, особенно при лучевой терапии опухолей головы и шеи. С облучаемой части снимается гипсовый слепок и в последующем по слепку изготавливается корсет из перспекса, который прикрепляется к лечебному столу. Такие устройства не только позволяют иммобилизировать больного, но на них можно нарисовать положение полей, не рисуя их на теле больного. Метки на корсете также более стойки, чем на теле.
Поскольку нерспекс — дорогостоящий материал, в развивающихся странах применяют более простые приспособления, к примеру селлотейп, для контроля положения больного, хотя это менее эффективно, поскольку угол наклона головы больного может меняться при каждой укладке. Создаются другие иммобилизационные материалы, в том числе такие, которые могут использоваться повторно и стоят дешевле, чем перспекс. Сейчас доступен орифит (термопласт).
Особую проблему создают маленькие дети. Они могут нуждаться в седации или даже общей анестезии для первых нескольких сеансов, но по мере их привыкания к персоналу и процедурной комнате это становится менее необходимым.

1. Комбинированное лечение

(а)   Лучевая и химиотерапия
Многим больным проводят комбинированное лечение. Это чаще заключается в сочетании операции и лучевой терапии, но часто лучевую терапию комбинируют с химиотерапией: лучевая терапия для контроля первичной опухоли и химиотерапия для ликвидации возможных микрометастазов (что имеет место при многих случаях рака у детей) или же химиотерапия для первичного лечения и лучевая терапия на труднодоступные для химиопрепаратов места (что имеет место при остром лимфолейкозе). Сочетание всех трех методов — операции, химиотерапии и лучевой терапии — обычно используется при раке у детей.
Необходимо особое внимание уделять эффекту токсического потенцирования при комбинированном лечении. Химиотерапия может снизить толерантность почек, печени или легких и увеличить выраженность кожной реакции. Лучевая терапия на поясничный отдел позвоночника уменьшает резервы костного мозга и повышает степень риска при последующей химиотерапии. Химиотерапия, даже проведенная через месяцы после лучевой терапии, может усилить выраженность побочных эффектов (отсроченный эффект), особенно при использовании актиномицина D, адриамицина и блеомицина.
(б)   Дистанционная лучевая терапия и брахитерапия
Поскольку брахитерапия позволяет подвести высокую дозу к первичной опухоли, в то время как наружное облучение захватывает большие объемы тканей с облучением их в меньшей дозе, оба метода могут эффективно сочетаться. К примеру, при лечении рака шейки матки дистанционное облучение параметральных пространств в дозе 40—50 Гр воздействует на регионарные лимфатические узлы, в то время как внутриполостная лучевая терапия действует на первичную опухоль. Опухоли языка часто лечатся на первом этапе дистанционным облучением в дозе 40—50 Гр с последующей внутритканевой терапией в дозе 30—40 Гр на зону первичной опухоли. Аналогичным образом можно лечить и рак молочной железы. Другие локализации, такие как рак мочевого пузыря, носоглотки, легкого, пищевода, предстательной железы, опухоли мозга и т.д., лечатся таким сочетанием реже.
Методы последовательного введения, при которых радиоактивный источник вводится в аппликатор, предварительно введенный в полость больного, могут также использоваться при перечисленных локализациях и сопровождаются меньшей лучевой нагрузкой на персонал. Дистанционное последовательное введение применяется в качестве внутриполостной терапии.

1. Облучение большими полями

Облучение большими полями применяется в качестве тотального облучения тела при трансплантации костного мозга, облучение половины тела используется как паллиативный метод при болезненных метастазах в костях, мантиевидное облучение применяется при лимфомах и облучение всего объема центральной нервной системы — при медуллобластомах.
Эти методы требуют больших размеров полей и увеличения РИК до 3 м (все тело) и 1,5—2 м (половина тела). Поскольку мощность дозы при этом меньше, длительность сеансов увеличивается. Предварительно необходимо исследовать картину крови. Противорвотные средства, стероиды и гипергидратация также могут потребоваться.