Podstawy brachyterapii_-_skrypt.pdf

BRACHYTERAPIA OGÓLNA

Dr hab. n. med. Janusz Skowronek,

Kierownik Zakładu Brachyterapii Wielkopolskiego Centrum Onkologii.

1. Wprowadzenie.

Brachyterapia ( brachy, z greckiego - z bliska) jest jedną z metod radioterapii nowotworów.

Wykorzystuje się w niej energię fotonów lub cząstek pochodzącą z rozpadu izotopów

promieniotwórczych umieszczanych w guzie lub w jego bezpośrednim sąsiedztwie.

Ze względu na sposób emisji promieniowania możemy podzielić metody radioterapii na dwie

grupy:

1) Teleradioterapię , inaczej radioterapię wiązkami zewnętrznymi, powstającymi w

przyspieszaczach liniowych, gammatronach, cyklotronach, betatronach emitujących

promieniowanie fotonowe oraz cząstkowe,

2) Brachyterapię , inaczej curieterapię (od nazwiska Marie Skłodowskiej-Curie).

Współczesne wskazania do brachyterapii obejmują obecnie leczenie nie tylko nowotworów

złośliwych. Możemy wśród nich wskazać:

1) Leczenie nowotworów złośliwych,

2) Leczenie innych chorób:

a. układu krążenia: stenozy „ de novo ”, restenozy tętnic obwodowych oraz stenozy „ de

novo ”, restenozy tętnic wieńcowych,

b. leczenie keloidu, choroba Rendu – Oslera,

c. leczenie nadczynności tarczycy,

d. leczenie czerwienicy prawdziwej, trombocytozy,

e. leczenie chorób gałki ocznej – profilaktyka rozrostu naczyń po transplantacji rogówki,

f. uzupełniająco po usunięciu pterygium (skrzydlika).

Brachyterapia może być stosowana jako:

1) Samodzielne leczenie radykalne,

2) Jako część skojarzonego leczenia radykalnego razem z chirurgią i/lub teleradioterapią,

3) Jako samodzielne leczenie paliatywne,

4) Jako część skojarzonego leczenia paliatywnego razem z chirurgią i/lub teleradioterapią,

5) Jako brachyterapia ratunkowa.

2. Historia brachyterapii.

Brachyterapia zaczęła rozwijać się pod koniec XIX wieku po odkryciu pierwszych

pierwiastków promieniotwórczych, jej początek zbiegł się nieomal równocześnie z odkryciem

przez Wilhelma Roentgena promieniowania X w 1895 roku.

Najważniejsze wydarzenia przedstawiono chronologicznie:

1896 - odkrycie naturalnego promieniowania uranu (Becquerel),

1898 - odkrycie radu (Piotr i Maria Curie),

1901 - 1903 – pierwsze doniesienia o zastosowaniu radu w brachyterapii – Abbe (Nowy York) i

Strebel (Monachium) – leczenie raka skóry, keloidu,

1905 - rozwinięcie śródtkankowej brachyterapii, założenie Instytutu Radowego w Manchester,

1909 - zastosowanie tubek radowych w ginekologii,

1914 - 1918 – rozwój brachyterapii w szpitalach Radium Hemmet (Stockholm), Memorial

Hospital (New York), Radium Institute (Paris),

1914 - opracowanie zasad planowania leczenia - systemu Sztokholmskiego,

1919 - opracowanie zasad planowania leczenia - systemu Paryskiego,

1934 - opracowanie zasad planowania - systemu Manchesterskiego, zasad Patersona – Parkera

(zasady implantacji izotopów, sposób obliczania dawki – podstawowych założeń, które legły u

podstaw współczesnej brachyterapii),

1934 - wykrycie sztucznej promieniotwórczości (Irena i Frederic Joliot-Curie).

Można określić lata 1920 – 1955 jako okres dominacji radu stosowanego przede wszystkim w

ginekologii, przez chirurgów i patologów. Okres ten charakteryzował się brakiem technicznych

możliwości obliczania dawki promieniowania, niedoskonałymi metodami dozymetrii. Wyniki

leczenia były często dalekie od oczekiwań.

Postęp nastąpił w latach 50 – tych kiedy odkryto i zaczęto stosować sztuczne pierwiastki

promieniotwórcze w brachyterapii nowotworów złośliwych. Szczególne znaczenie miało

odkrycie izotopów Irydu, Jodu i Cezu.

1953 - opracowano podstawy bezpromiennego ładowania źródeł („afterloadingu”, Haenschke i

Hilaris) oraz zasady leczenia źródłami promieniotwórczymi o wysokiej mocy dawki.

1956 - odkrycie Irydu 192 , obecnie podstawowego izotopu promieniotwórczego stosowanego w

brachyterapii.

Dla rozwoju brachyterapii istotne znaczenie miało skonstruowanie oraz wprowadzanie do

leczenia kolejnych generacji nowoczesnych aparatów do brachyterapii:

1964 - Cathetron (Co-60),

1964 - Gammamed I (Iryd-192), II (1976),

1979 - Gammamed [High Dose Rate],

1983 - Gammamed III - 12 kanałów,

1991 - Gammamed 12i [do brachyterapii pulsacyjnej, Pulsed Dose Rate].

2006 – Microselectron HDR /PDR

W latach 50 – tych, 60 – tych, 70 – tych teleradioterapia rozwijala się szybciej w porównaniu z

brachyterapią ze względu na postęp w budowie aparatury (przyspieszacze liniowe) i rozwój

technik napromieniania wiązkami zewnętrznymi.

Brachyterapia straciła na znaczeniu przede wszystkim z powodu trudności w zapewnieniu

ochrony radiacyjnej personelowi.

Wykrycie nowych izotopów promieniotwórczych, doskonalenie systemów komputerowych przy

znacznym zmniejszeniu narażenia personelu na promieniowanie spowodowało renesans

brachyterapii aż do lat 90-tych, kiedy możemy mówić o bardzo szybkim rozszerzaniu wskazań

do brachyterapii nowotworów złośliwych oraz innych chorób.

Efektem tego jest wprowadzenie do użytku aparatów do brachyterapii opartych na zasadach

bezpromiennego ładowania źródeł („afterloading”) oraz wykorzystujących niewielkie źródła

mieszczące się w specjalnych aplikatorach. Ponadto wprowadzono do praktyki klinicznej

systemy komputerowe umożliwiające planowanie trójwymiarowe i dokładne odzwierciedlenie

rozkładu dawki w obszarze leczonym oraz narządach krytycznych. Innym powodem

opracowania nowych metod brachyterapii była chęć zapewnienia lepszej ochrony

radiobiologicznej pacjentowi oraz personelowi leczącemu.

Na rycinie 1 przedstawiono microselectron HDR (High Dose Rate), na rycinie 2 komputerowy

system planowania leczenia PLATO.

Rycina 1. Microselectron HDR. Rycina 2. System planowania brachyterapii – PLATO.

W tabeli 1 przedstawiono najważniejsze właściwości izotopów promieniotwórczych najczęściej

stosowanych w brachyterapii (metoda stosowania, średnia energia, czas półrozpadu).

Tabela 1. Izotopy promieniotwórcze najczęściej stosowane w brachyterapii.

Izotop promieniotwórczy

Metoda stosowania Średnia energia

promieniowania

Czas półrozpadu

Ir 192

(PDR, HDR)

0,397 MeV

T= 73,8 dni

Co 60

(HDR)

1,25 MeV

T = 5,26 lat

Cs 137

(LDR, HDR)

0,662 MeV

T = 30,3 lat

Tantal 182

(LDR)

0,07-1,23 MeV

T = 115 dni

Rad 226

(LDR)

0,19-2,43 MeV (0,83)

T = 1626 lat

Itr 90

(LDR)

2,24 MeV

T = 2,5 dnia

J 131

0,61 MeV (beta)

T = 8 dni

P 32

0,35 MeV (gamma)

Stront 89

1,7 MeV (beta)

T = 14,3 dni

J 125

(implanty stałe)

1,46 MeV (beta)

T = 50,6 dni

Paladium 103

(implanty stałe)

0,028 MeV

T = 59,6 dni

Au 198

(implanty stałe)

0,02 MeV

T = 17 dni

Ruthenium 106

0,412 MeV

T = 2,7 dnia

Stront 90 / Itr 90

2,07 – 3,63 MeV (beta)

T = 368 dni

Radon 222

2,24 MeV (beta)

T = 28,9 lat

Californ 252

0,83 MeV

T = 3,8 dni

3. Zasady, metody brachyterapii.

3.1. Podstawowe zasady stosowania brachyterapii.

1) Efektem umieszczenia izotopu promieniotwórczego w obrębie guza lub jego otoczeniu jest

możliwość precyzyjnej koncentracji wysokiej dawki promieniowania w bezpośrednim

sąsiedztwie izotopu – w większym stopniu niż przy użyciu napromieniania wiązkami

zewnętrznymi.

2) Podwyższa to odsetek wyleczalności miejscowej nowotworu, ponadto ze względu na

fizyczne właściwości promieniowania (spadek natężenia dawki proporcjonalnie z kwadratem

odległości od źródła) umożliwia lepszą ochronę otaczających zdrowych tkanek, w tym

ważnych narządów krytycznych dla organizmu.

3) Warunkiem uzyskania tego efektu jest dostępność guza (możliwość założenia aplikatora)

oraz jego znana, z reguły niewielka wielkość.

4) Implantacja aplikatorów często wymaga wykonania różnych zabiegów, takich jak -

bronchoskopia, gastroskopia, resekcja guza, craniotomia, laparotomia połączona z częściową

resekcją guza lub z implantacją aplikatorów, itp.

5) W przeciwieństwie do teleradioterapii brachyterapia jest często metodą inwazyjną, wymaga

implantacji aplikatorów w znieczuleniu miejscowym lub ogólnym.

3.2. Metody brachyterapii.

Ze względu na sposób umieszczenia izotopu dzieli się brachyterapię na:

1) Śródtkankową - stosowaną w leczeniu nowotworów jamy ustnej, gardła, wargi, skóry,

prącia, cewki moczowej, pęcherza moczowego, gruczołu krokowego, piersi, mózgu,

mięsaków, trzustki, sromu,

2) Śródjamową (plesiobrachytherapy) – stosowaną w leczeniu nowotworów szyjki macicy,

trzonu macicy, pochwy, oskrzela, tchawicy, przełyku, dróg żółciowych. Do metody tej

zalicza się również podawanie izotopu jodu 125 doustnie w niektórych postaciach raka

tarczycy, izotopu złota 98 dopęcherzowo w raku pęcherza moczowego.

Brachyterapia śródjamowa dzieli się na:

1) Wewnątrzprzewodową (intraluminal) – nowotwory przełyku, oskrzela, dróg żółciowych,

2) Wewnątrzjamową (intracavitary) – nowotwory szyjki macicy, trzonu macicy,

3) Wewnątrznaczyniową (endovascular) – restenozy tętnic wieńcowych, obwodowych,

4) Powierzchniową (surface) – nowotwory skóry.

Ze względu na czas pozostawania źródeł w obrębie tkanek dzielimy brachyterapię na:

1) stałą (implanty stałe) - (jod 125 - rak prostaty, guzy mózgu, trzustki), paladium 103 – rak

prostaty, złoto 98 - rak pęcherza, radon 222 , cez 131 – rak prostaty),

2) czasową - (pozostałe izotopy).

Ze względu na aktywność źródła (moc dawki) brachyterapię dzieli się na:

1) LDR (Low Dose Rate)

1-2 mCi/cm ( 0,4-2 Gy /h)

2) PDR (Pulsed Dose Rate)

1 Ci/cm

( 0,5-1 Gy/h )

3) MDR (Medium Dose Rate)

100 mCi/cm ( 2-12 Gy/h ) (metoda historyczna)

4) HDR (High Dose Rate)

10 Ci/cm.

( >12 Gy /h )

5) Ultra LDR

(stałe implanty)

(0,01-0,3 Gy/h)

Ze względu na sposób aplikacji brachyterapię dzieli się na:

1) Klasyczną, konwencjonalną ( ręczny „afterloading” ).

2) „ Remote Afterloading ”.

Termin „afterloading” oznacza „bezpromieniowe” przygotowanie zabiegu poprzez

wprowadzenie aplikatorów (cewników, prowadnic) służących następnie do automatycznego

wprowadzenia źródeł, radiologiczną kontrolę ich rozmieszczenia, zaprojektowanie planu leczenia

z następczym zdalnym automatycznym lub manualnym ładowaniem źródeł. Takie postępowanie

pozwala na precyzyjne rozmieszczenie źródeł, co jest bardzo istotne dla uzyskania pożądanego

rozłożenia mocy dawki oraz ograniczenie lub eliminację narażenia personelu i otoczenia na

promieniowanie.

Postęp technologiczny istotnie wpłynął na udoskonalenie metod brachyterapii. W

szczególności umożliwił:

1. przestrzenną, trójwymiarową rekonstrukcję guza wraz z założonymi prowadnicami przy

pomocy tomografii komputerowej, radiogramów, obrazów NMR lub USG,

2. wprowadzenie techniki niewielkiego, pojedynczego źródła przesuwającego się w aplikatorach,

3. metodę „afterloadingu” umożliwiającą zastosowanie indywidualnego rozkładu dawki i

automatyczną optymalizację rozkładu dawki i czasu leczenia.

Pozwala to na dokładne określenie obszaru do leczenia (nowotworu, loży guza po jego

usunięciu) oraz rozkładu dawki w narządach krytycznych.

3.3. Metody brachyterapii

3.3.1. Brachyterapia LDR, brachyterapia z użyciem źródeł o niskiej mocy dawki.

Aktywność źródła: 1-2 mCi/cm, moc dawki: <2 Gy /h. W metodzie tej stosuje się najczęściej

izotop Cezu 137 .

Tabela 2. Zalety i wady brachyterapii LDR

Zalety:

Wady:

1. sprawdzona skuteczność na dużych

grupach chorych,

2. większe prawdopodobieństwo procesów

naprawczych uszkodzeń zdrowych komórek,

( sublethal damage repair ) w trakcie

napromieniania,

3. niewielki odsetek odczynów

popromiennych wczesnych i późnych,

4. wysoki współczynnik terapeutyczny

ograniczony jedynie zdolnością do

repopulacji,

5. krótszy czas leczenia niż w przypadku

teleradioterapii.

1. mała dokładność w określaniu

rzeczywistego rozkładu dawki,

2. długi czas leczenia,

3. niewielka liczba leczonych chorych,

4. niewielki komfort leczenia dla pacjenta,

5. większe narażenie personelu na działanie

promieni jonizujących.

3.3.2. Metoda HDR (High Dose Rate), brachyterapia z użyciem źródeł o wysokiej mocy dawki.

Aktywność źródła: 10 Ci/cm, moc dawki: >12 Gy /h. W metodzie tej najczęściej jest stosowany

izotop Irydu 192 o aktywności pierwotnej 370 GBq (10 Ci). Jest to metoda stosowana w systemie

„afterloadingu”, automatycznego ładowania źródeł.

W metodzie HDR tak jak i w PDR tej do wszystkich założonych prowadnic jest wprowadzane

pojedyncze źródło, które umiejscawiane jest na podstawie zaplanowanego wcześniej obszaru do

leczenia oraz pod kontrolą komputerowego systemu planowania leczenia. Źródło przesuwa się

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: