II./3.4. fejezet: Daganatos betegségeksugárkezelésének alapelveiHideghéty Katalin

A fejezet célja, hogy a hallgató megismerkedjen asugárkezelés általános alapelveivel, és rálátást szerezzen akülönböző sugárkezelési módszerekre.A fejezet teljesítését követően megfelelően fogja érteni asugárkezelés fogalmait, és tudni fogja, hogy a különbözősugárkezelési módszerek között mi a különbség.

BevezetésA diagnosztika (képalkotás, szövettan, molekuláris biológia)fejlődésével a daganatos betegségek egyre pontosabb diagnózisára,stádium-meghatározására, illetve alcsoportba sorolására nyíliklehetőség. Ez jó alapot teremt a komplex onkológiai kezelésinterdiszciplináris tervezéséhez, melynek az onkosebészet és akemoterápia mellett a sugárterápia az egyik fontos alappillére.Tumorsejt pusztítással járul hozzá a gyógyításhoz, a lokális kontrolleléréséhez, szerv-, ill. funkciómegtartást lehetővé téve (pl. visus, gége,emlő, sphyncter) az életminőség javításához.

A technika felgyorsult fejlődésének köszönhetően a tumoros térfogategyre pontosabban célozható, míg a környező ép szöveti károsodáslényegesen csökken, mely a terápiás index jelentős javulásához vezet.

Kulcsszavak: ionizáló sugárzás, sugárérzékenység, frakcionálás,dóziselőírás, radiokemoterápia, brachyterápia, 3D tervezett teleterápia,IMRT, IGRT, sztereotaktikus sugársebészet, besugárzás-tervezés

A fejezet felépítéseA.) Általános ismeretek

B.) A sugárkezelés módszerei

C.) Minőségbiztosítás

D.) Összefoglalás

A.) Általános ismeretekA sugárkezelés lokális, lokoregionális modalitás, melynek soránirányított energiaátadás történik. A részecskék energiája az élőanyagban ionizáció révén fejti ki hatását.

A részecske lehet β vagy elektronsugár, mely negatív töltésű részecske,γ vagy foton sugárzás, mely hullám és részecske természetű, töltésselnem rendelkező. Hadronok, azaz atommagrészecskék isfelhasználhatók terápiára, így az alfa részecske - 24He (héliumatommag), pozitív töltésű (protonok, nehéz ionok) és töltés nélkülineutronok.

Mitől függ az ionizálósugárzás elnyelődése?

Az ionizáló sugárzás elnyelődése az anyagban függ a sugárzásminőségétől (részecske típusa), energiájától (mértékegysége azelektronvolt: eV) és az elnyelő anyagtól (annak atomi összetételétől). Asugárzás mennyiségi jellemzője a dózis, azaz az egységnyi tömegbenelnyelt energia, mértékegysége Joule/kg=Gy (Gray). A sejtekre,szövetekre, az élő szervezetre gyakorolt hatás az ionizációt követőkémiai folyamatok következménye. Nagyon sűrűn ionizálósugárminőségek (neutron, gyorsított ionok) esetén a vegyi reakciókdirekt nagymolekulákat érinthetnek (proteinek, RNS, DNS).

A gyakorlatban széleskörűen alkalmazott elektron-, vagy fotonsugárzás indirekt módon (szabad oxigén gyökök keletkezése útján)befolyásolja a szervezetet építő, működtető és szabályozónagymolekulákat. A makromolekulákra gyakorolt hatás következtébenkárosodhat a membrán-funkció, enzim-működés, jelátvitel, fehérjeszintézis és a DNS sejtfolyamat-irányítása, indukálódhat aprogramozott sejthalál (apoptozis). A sugárhatás okozta kémiaireakciók védekező folyamatokat indukálnak, iniciálódik azinflammációs kaszkád, működésbe lépnek a repair mechanizmusok.Mindezen folyamatok eredőjeként sejtszinten vagy átmeneti,kijavítható zavar jön létre, vagy a sejt szaporodásképtelenné válik,illetve bekövetkezhet a sejt pusztulása (1. ábra).

1. ábra

A szövetek és szervek szintjén a sugárkezelés során gyulladásosreakciók (oedema, hyperaemia) észlelhetők, illetve később, nagyobbszámú sejtpusztulás után lassan fibrotikus, nekrotikus, hegeselváltozások alakulnak ki. A szaporodásban lévő sejtekmakromolekulái kémiai hatásokkal szemben érzékenyebbek, ezthasználjuk ki sugárkezelés során a rosszindulatú sejtek elpusztítására, amalignus betegségek gyógyítása (kuratív kezelés), illetve a daganatokozta tünetek enyhítésére (palliatív kezelés).

A malignómák sugárkezelése során azonban, az ép sejtekre, szövetekreis releváns mennyiségű dózis juthat, amely nemkívánatos akutgyulladásos reakciókhoz, később (hónapokkal, akár évekkel később)pedig fibrotikus elváltozások, hegesedések okozta irreverzibilis szervi-,szervműködési károsodásokhoz vezethet. Az egyes daganatok ésnormál szövetek sugárérzékenységét számos tényező befolyásolja(tumornagyság, szövettani típus, vérellátás, malignitás, szaporodásiciklus, intrinsic sugárérzékenység, ill. a beteg életkora társbetegségei,tápláltsága, egyéb tényezői), ezek ismeretében határozzuk meg egyadott tumor besugárzási dózisát, illetve a környező szervek dóziskorlátozását.

A 2. ábrán látható táblázatban a normál szövetek sugárérzékenysége,tolerancia dózisai kerültek ismertetésre.

2. ábra

A daganatok kezelését konvencionális frakcionálással, naponta 1,8-2Gy dózissal (munkanapokon) végezzük. (kivéve hiperfrakcionált vagyhipofrakcionált speciális kezelések). Mikroszkópos mennyiségűplanocellularis, vagy adenocarcinoma elpusztítására 25-33 frakcióban,50-60 Gy, makroszkópos tumor definitív kezelésére efölötti 70-80 Gydózis szükséges.

A 3. ábrán lévő táblázatban néhány malignus daganat tumor pusztítódózisának az ismertetésére kerül sor.

3. ábra

Mi a radiokemoterápiaelőnye?

A sugárkezelés és kemoterápia együttes alkalmazásának célja amolekuláris, celluláris vagy patofiziológiai gyógyszer-sugárkezelésinterakción alapuló fokozott, szelektív tumorpusztító hatás, amelymeghaladja a két modalitás egyszerű összeadódásából származóeredményességet. Az utóbbi években molekulárisan célzott vegyületekés a sugárkezelés kombinációjának bevezetése is megtörtént.

A 4. ábra szemlélteti a radiokemoterápia molekuláris együtthatásánakvázlatát.

4. ábra

Epidermal growth factor receptor-, DNS repair-, farnesyltransferase-,angiogenesis-, cyclooxygenase-2 gátló és apoptózis indukáló szereksugárkezeléssel együttes alkalmazása, az irradiáció hatásánaknagyságrendekkel történő fokozásához, egyes daganatoksugárrezisztenciájának legyőzéséhez vezethetnek.

B.) A sugárkezelés módszereiRadioaktív izotóppal (folyékony, szilárd), vagy részecskegyorsítóvalelőállított ionizáló sugárnyalábbal végezhető sugárkezelés.

A radionuklid kezelés történhet oldott állapotú, a tumorban szelektívenhalmozódó radiofarmakonhoz kötött izotóppal, mely megfelelőaktivitású oldatának beadása iv. történik.

Brachyterápia során a tumorba, vagy a tumor hordozó üreges szervbejuttatjuk a kicsiny méretű radioaktív sugárforrás(oka)t. A közelterápiáseljárásokat testüregekben (recidiváló fej-nyak tumorok, nőgyógyászatitumorok) illetve önmagában, vagy a teleterápia kiegészítésekéntinterstitialisan (részemlő, prostata) alkalmazzuk. A kezelés az alacsonydózisteljesítményű sugárforrások (pl. jód seedek), vagy speciálisapplikátorok üregi vagy interstitialis, CT/UH/MRI tervezett, térbelielhelyezésével történik. Nagy dózisteljesítményű közelterápia eseténegy un. utántöltő segítségével a sugárvédett helyiségbenvezetőcsöveken át számítógéppel vezérelve jut a pontszerű sugárforrása megfelelő pontokba.

A korszerű teleterápia során, a CT szeleteken kontúrozott tumortmagába foglaló céltérfogat besugárzása 3D tervezés alapján komplex,sokmezős technikával történik.

Mi a jelentősége a 3Dkonformális ésintenzitásmoduláltsugárkezelésnek?

3D konformális besugárzás (3DCRT) során a céltérfogat alakjáhozigazított mezők (multileaf kollimátorral) eredményezik a céltérfogatszelektív besugárzását.

Intenzitás modulált sugárkezelésnél (IMRT) nemcsak az egyes mezőkalakja igazítható a céltérfogathoz, hanem a mezők kis egységeinekoptimális intenzitása is meghatározható. Ennek kivitelezésérekülönböző technikai megoldásokat (multiszegmentált mezők /step andshoot/, dinamikus: mozgó mezők+változó szegmensek /dinamic arc/,mozgó ceruza-nyaláb - helikális tomoterápia és volumetrikus ívkezelés,flexibilis robotkarra szerelt gyorsító /cyber knife/) fejlesztettek.

Képvezérelt sugárkezelés (IGRT) A komplex 3D konformális ésintenzitás modulált besugárzási tervek lehetővé tették a tumordózisnövelését, az ép szövetek dózisterhelésének csökkentése mellett.

Azonban szükségessé vált az abszolút pontos kivitelezés, ezért agyorsítónál a besugárzási helyzetben különböző képalkotásilehetőségekkel (UH, CT, cone beam CT, speciális röntgen készülékek)ellenőrizhetővé tették a céltérfogat helyzetét és szükség eseténautomatikus korrekcióját, melyet “image guided” azaz képvezéreltsugárkezelésnek nevezünk.

A több hetes sugárkezelés során változhat a tumor, a régióban lévőszervek térfogata, alakja, illetve a beteg súlya. Ennek rendszeres, vagyfolyamatos követése és a besugárzási terv hozzáigazítása az adaptívsugárkezelés.

Agyi elváltozások kicsi, egymást keresztező mezőkkel történő„pontszerű” besugárzása egy frakcióban végezve az intrakraniálissztereotaktikus sugársebészet. Az ún. ”gammakés” egy félgömbfelszínen elhelyezett sok kicsi kobalt sugárforrásból származóirányítható sugárnyalábból áll. Adott forgáspont körüli több síkú ívbesugárzás során, a lineáris gyorsító mikromultileaf kollimátorral vagyspeciális kismezős kollimátorral létrehozott ceruza nyaláb-besugárzásával, a gamma késsel azonos hatás érhető el.

Az utóbbi évtized speciális fejlesztésű készüléke az ún. accuray/cyberknife, egy flexibilis robotkarra szerelt 6 MV foton energiájú lineárisgyorsító, mely a tér több irányából szintén ceruza nyalábbal pásztázvalátja el a besugárzandó céltérfogatot.

Ezen nagy szelektivitású sztereotaktikus technikák frakcionáltan,illetve extrakranialis lokalizációban is alkalmazhatók. A rögzítőeszközök fejlesztése révén a koponyacsontba fúrt csavarokkal fixáltkellemetlen fém-szerkezeteket felváltották a noninvazív individuálisrögzítési technikák (pl. a harapási lenyomattal összekötött egyénreszabott termoplasztikus maszk).

Napjainkban a lineáris gyorsítók technikai fejlődése a gyorsabbankivitelezhető forgó-, ill. kismezős technikák elterjedése elmossa akülönbséget a sztereotaktikus és a konformális besugárzások között.

A 3D besugárzás folyamatai minden esetben a betegnek az adott régióbesugárzásához optimális fektetésével kezdődnek Az individuálisrögzítés (vákuum párna, termoplasztikus maszk) alkalmazásának céljaa napi beállítási pontosság növelése. Így a rögzítéssel együtt, megfelelőjelölésekkel készül a besugárzás-tervezési CT, melynek mindenszeletén gondosan kontúrozandó a tumor, a célterület, és a régióbanlévő összes védendő szerv. A dóziselőírás, azaz a céltérfogatot ellátó,és a környező ép szervek terhelését korlátozó dózisadatok ésfrakciószám megadása protokollok alapján a tumor nagyságát,szövettanát, elhelyezkedését, stádiumát, a sugárkezelés célját, egyébkezelési modalitásokkal történő kombinációját, és a környező épszövetek sugártűrését figyelembe véve történik.

Az 5. ábrán a 3D tervezett besugárzás folyamatai láthatóak.

5. ábra

Ezután készítik el orvosi fizikusok az alternatív besugárzási terveket,6-18 MeV energiájú foton sugárral, a mezőszám, mezőnkénti foton-energia, mezőnagyság, -alak, almezők, beesési szög és egyéb módosítóeszközök, mint ékek, kompenzátorok, bólusok a meghatározásával.

A 6. ábrán egy 3D konformális terv látható.

6. ábra

A tervvariánsok értékelését segíti a tervező-rendszer a 3D dóziseloszlásés a célterület és rizikószervek dózis-volumen hisztogramjamegjelenítésével. A besugárzás az elfogadott kezelési tervelektronikusan továbbított adatai alapján történik, mezőfelvételekkel(film, digitális kép) ill. más pozíció kontrolláló berendezésekkel (dióda-kamera rsz., cone beam CT, on board imaging (OBI). X-ray-ExtraTrac,RF rsz. stb.) rendszeresen ellenőrizve. Emellett a gépek,sugárnyalábok, esetenként a komplex tervek dóziseloszlásának méréseis szükséges, melyhez fantomok, és korszerű dozimetriai eszközökállnak rendelkezésre.

C.) MinőségbiztosításAz ionizáló sugárzás nagy hatású, de egyben veszélyes eszköz,melynek alkalmazásakor elengedhetetlen a sugárvédelmi előírásokszigorú és ellenőrzött betartása, mind a kezelő személyzet, mind abetegek szempontjából. A sugárkezelés eredményességenagymértékben függ a kezelés folyamatainak szervezettségétől, azegyes részfolyamatok minőségétől. A nagyfokú technikai biztonságmellett, mindig szem előtt kell tartanunk a beteg testi-lelki állapotát,panaszait, egyéni szöveti reakcióit.

D.) Összefoglalás