КТ-планирование лучевой терапии

Базовый алгоритм планирования

Процесс проведения лучевой терапии строго регламентирован и состоит из трех неразрывных этапов:

1. Определение объема мишени (Target volume definition).
2. Дозиметрия (Dosimetry) — расчет сложного распределения дозы.
3. Подведение дозы и верификация (Delivery and verification).

Основой всего процесса выступает КТ. Томография визуализирует костные и мягкотканные структуры, но главное — предоставляет данные о плотности тканей в виде чисел Хаунсфилда. Это необходимо для расчета коэффициентов поглощения рентгеновского излучения. На базе КТ-серий система генерирует цифровые реконструированные рентгенограммы (DRR), которые имитируют проекцию лечебного пучка на анатомию пациента.

Определение объемов облучения

Оконтуривание мишени строится на концепции расширяющихся объемов (на примере рака легкого):

• GTV (Gross Tumour Volume / Макроскопический объем) — видимые на снимках истинные границы опухоли.
• CTV (Clinical Target Volume / Клинический объем) — включает в себя GTV плюс микроскопическое распространение раковых клеток в прилежащие ткани.
• PTV (Planning Target Volume / Планируемый объем) — финальный контур. Это CTV плюс запас на погрешности укладки и физиологическое движение органов во время сеанса. Именно этот объем должен быть полностью охвачен требуемой изодозой.

Методы локализации

В зависимости от целей лечения применяют два основных подхода:

• Виртуальная симуляция (Virtual simulation). Применяется для простого паллиативного облучения одним или двумя встречными полями. Опухоль оконтуривается в 3D, а поля моделируются прямо на экране. Плюсы: скорость, хорошая визуализация, возможность слияния изображений.
• КТ-конформное планирование (CT conformal planning). Данные импортируются в планирующую систему, где алгоритмы рассчитывают сложные распределения дозы от нескольких пучков. Цель программы — найти баланс: доставить гомогенную дозу в опухоль и минимизировать лучевую нагрузку на органы риска (OAR). Для этого часто применяют тканевые компенсаторы и меняют энергию, размер и форму пучков.

Слияние изображений (Image Fusion)

Сама по себе КТ не всегда идеально дифференцирует ткани. Чтобы максимизировать ценность разметки, применяют слияние КТ с другими модальностями:

• ПЭТ/КТ: При опухолях бронхов помогает отличить активную злокачественную ткань от спавшегося из-за коллапса легкого. При лимфомах — определяет объем активных узлов.
• МРТ: Обеспечивает непревзойденную детализацию мягких тканей. При раке предстательной железы находит доминантные очаги для повышения дозы (boost), а при опухолях ЦНС дает четкие границы поражения.
• При опухолях головы и шеи ПЭТ ищет мелкие метастазы в лимфоузлах, а МРТ спасает ситуацию, когда от зубных имплантатов на КТ возникают сильные артефакты.

Главные трудности слияния: разница в разрешении, выбор между жестким и деформируемым слиянием, пространственные искажения (характерно для МРТ) и анатомические изменения между разными сканированиями.

Доставка дозы и движение органов

Укладка пациента на линейном ускорителе проводится с помощью реперных татуировок на коже или фиксирующих пластиковых масок. Настройки аппарата включают энергию пучка, модификацию формы (через многолепестковый коллиматор), поток дозы и углы наклона гентри.

Основная проблема доставки — подвижность пациента и его органов в ходе 6–8 недельного курса. Погрешности механики стола дают ошибку в пару миллиметров, тогда как внутренние органы могут смещаться радикально.

Выделяют два типа движений:

• Внутрифракционное (во время одного сеанса). Может быть предсказуемым (дыхательные движения легких) и случайным (перистальтика и движение газов в кишечнике).
• Межфракционное (разница между ежедневными сеансами).

Поскольку КТ-план — это лишь статический «снимок» анатомии, учет движений критически важен. Для этого применяют лучевую терапию под визуальным контролем — IGRT (Image-Guided Radiation Therapy).

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Виртуальная симуляция vs КТ-конформное планирование
• Принципы терапии под визуальным контролем (IGRT)
• Жесткое и деформируемое слияние изображений
• Учет внутрифракционного и межфракционного смещения
• Органы риска (OAR) и их толерантность к облучению

Другие темы раздела «Лучевая диагностика в онкологии»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.