در اکثر تومورهای بدخیم رابطه مستقیمی بین میزان دز پرتوی تجویزی وکنترل بدخیمی وجود دارد؛ ولی بافت های سالم اطراف ناحیه تومور مانع رساندن دزهای بالای پرتوی درمانی هستند. در تکنیک IMRT در بخش رادیوانکولوژی بیمارستان عرفان نیایش، با ترسیم دقیق­ تر حجم تومور، صدمه به بافت های سالم اطراف کمتر شده و بنابراین با کاهش یافتن عوارض دیررس و همچنین افزایش دز تومور، امکان کنترل تومور و افزایش بقاء بیشتر می شود.

طراحی درمان سه بعدی (Three dimensional treatment planning)

اولین قدم در طراحی درمان رادیوتراپی تعریف دقیق حجم مورد درمان است. به طور مثال در درمان کانسر پروستات (که در آن به غدد لنفاوی لگن و غده پروستات پرتو داده می شود) در روش معمول رادیوتراپی (Conventional) با استفاده از مشخصات استخوان های لگن، محل درمان رادیوتراپی تعریف می شود (شکل-1). سپس یک فضای مکعب مستطیل شکل با استفاده از چندین دسته پرتو که عمدتاً با هم تداخل دارند، تشکیل می گردد. این تکنیک درمانی بسیار ساده و سریع است ولی حجم بسیار زیادی از روده های باریک، رکتوم و مثانه در معرض تابش پرتوها قرار می گیرند.

شکل (1) میدان Conventional (زرد) تعریف شده توسط مارکرهای استخوانی

با ورود تصویربرداری سی تی اسکن درعرصه رادیوتراپی، تغییرات اساسی در تعیین حجم های درمانی، بافت تومور و ارگان های سالم در معرض خطر ایجادگردید. با استفاده از سی تی اسکن، حجم های درمانی مورد نظر در هریک از مقطع های سی تی اسکن به دقت ترسیم شده و در نهایت یک نمای سه بعدی (شکل-2) ساخته می شود. سپس دسته های پرتوی درمانی با استفاده از کلیماتورهای چند لایه مولتی لیف (Multi leaf) به این حجم درمانی تابیده می شود و از بافت های سالم اطراف تا حد زیادی محافظت به عمل می آید.

شکل (2) میدان Conformal. ارگان مورد نظر بر روی هر اسلایس CT کانتور شده و حجم سه بعدی ایجاد می شود (سفید). میدان های درمانی با MLC ها (آبی) شکل می گیرند.

باید توجه داشت که این محافظت از بافت های سالم در این تکنیک درمانی ایده آل نیست و در مواقعی که نیاز به استفاده از دزهای بالای پرتوی درمانی برای کنترل تومور است، محدودیت زیادی ایجاد می گردد (شکل 3).

شکل(3 ) دز Conformal. حجم هدف به رنگ سفید کانتور شده است. ناحیه با دوز بالا (قرمز) به شکل مربع که شامل بخشی از مثانه است.

این تکنیک درمانی که به آن درمان سه بعدی (Conformal) گفته می شود، در درمان اکثر تومورهای بدن مانند مغز، سر و گردن، ریه، پروستات، مثانه و غیره به کار می رود. کاهش عوارض با این تکنیک درمانی نسبت به روش معمول (Conventional) که پیشتر توضیح داده شد، در مطالعات مختلف اثبات شده است. به عنوان مثال در درمان کانسر پروستات عوارض دراز مدت رکتوم از 15% با درمان معمول (Conventional) به 5% با درمان سه بعدی (Conformal) رسیده است. باید توجه داشت که کنترل کانسر پروستات به دزهای بالا (حد.د 70-80 گری) نیاز دارد که با استفاده از روش درمان سه بعدی عوارض درمان غیر قابل قبول و ناممکن است. اما خوشبختانه تکنیک پیشرفته IMRT ارائه شده در بخش رادیوانکولوژی بیمارستان عرفان نیایش این امکان را فراهم آورده است.

تکنیک پیشرفته درمان IMRT

تکنیک پیشرفته درمانی IMRT در حقیقت نوع بسیار پیشرفته درمان سه بعدی است و به خصوص در مواردی که شکل ناحیه تومور بسیار پیچیده یا محدب بوده و با ارگان های حساسی مجاور باشد، ارزش درمانی دو چندان پیدا می کند.

تکنیک درمان IMRT دو تفاوت عمده با روش درمان سه بعدی دارد:

    تولید پرتوهای درمانی با شدت های مختلف
    طراحی درمان به روش معکوس (Inverse Planning)

در تکنیک درمانیIMRT، هر دسته پرتوی درمانی به صدها باریکه پرتوی کوچکتر با شدت های مختلف تقسیم شده و در نتیجه توزیع بسیار پیچیده ای با شدت های مختلف در تمام حجم ناحیه درمان ایجاد می شود (شکل-4). بنابراین می توان در حجم درمانی مورد نظر، همزمان با کاهش دز پرتوها به بافت های سالم، به نواحی با بافت های تومورال دز پرتوی بسیار بالا تجویز نمود. برای مثل در مورد کانسر پروستات، همانطور که در شکل-5 نشان داده شده است، به نواحی غدد لنفاوی دز بالایی می رسد ولی مثانه و روده ها به خوبی در برابر پرتو محافظت می شوند.

شکل (4) شار IMRT به صورت رنگی نشان داده شده است. این میدان به چندین باریکه پرتوی با شدت متغیر تقسیم می شود.

شکل (5) دز IMRT. ناحیه دز بالا (قرمز) با حجم هدف (سفید) در ناحیه محدب تطابق داده شده و باعث کاهش دز مثانه و روده می شود.

همانطور که در شکل-6 ملاحظه می شود، حجمی از مثانه که دز بیشتر از 40 گری دریافت می کند، با استفاده از روش درمان سه بعدی 20% کمتر شده است ولی استفاده از تکنیک پیشرفته IMRT این کاهش حجم را به بیش از 45% رسانده است. این امر یک پیشرفت چشمگیر درمانی  است که با استفاده از تکنیک IMRT حاصل شده است.

شکل (6) مقایسه ی هیستوگرام دز حجمی برای سه تکنیک

مزایای تکنیک درمانی پیشرفته IMRT

    انطباق پرتوی درمانی با حجم درمانی به خصوص در حجم های درمانی محدب افزایش می یابد.
    با تکنیک درمانی IMRT می توان شدت و مقدار پرتوی تجویزی را درقسمت های مختلف حجم مورد تابش تغییر داد.
    حفاظت بافت های سالم اطراف تومور افزایش می یابد.
    با تکنیک درمانی IMRT می توان دزهای بالاتری به ناحیه درمان مورد نظر اعمال کرد که این امر باعث افزایش راندمان درمان خواهد شد.

ملزومات تکنیک درمانی پیشرفته IMRT

    پزشک رادیوانکولوژیست زمان زیادی برای تعیین محل تومور، حجم های درمانی و ارگان های سالم اطراف صرف می نماید.
    سیستم کنترل کیفیت درمان باید در حد بسیار بالایی باشد.
    زمان طراحی درمان افزایش پیدا می کند.
    زمان درمان افزایش پیدا می کند.

طراحی درمان تکنیک درمانی پیشرفته IMRT

یکی از مشخصات کلیدی که تکنیک IMRT را از سایر روش های درمان جدا می کند، به کارگیری طراحی درمان معکوس با استفاده از پیشرفته ترین سیستم های طراحی درمان است. در این روش ابتدا میزان دز تومور و حجم های درمانی و همچنین حداکثر دز قابل تحمل بافت های سالم به نرم افراز طراحی درمان داده می شود و این سیستم با تغییر شدت پرتو در ناحیه مورد درمان، طرح  درمان اولیه مورد نظر را ایجاد می کند. هر دسته پرتو در داخل بدن بیمار یک توزیع دز اولیه ایجاد می کند. با تغییرات کوچک در میزان شدت این پرتوها، توزیع دز تغییر می یابد. این تغییرات دز را باید آنقدر تکرار کرد تا توزیع دز قابل قبولی در کلیه بافت های سالم در مسیر پرتو و همچنین تومور ایجاد گردد. به همین دلیل طراحی درمان در تکنیک درمانی IMRT پروسه طولانی تری است و به سیستم ها و نرم افزارهای پیشرفته نیاز دارد. در بخش رادیوانکولوژی بیمارستان عرفان نیایش از نرم افزارهای طراحی درمان بسیار پیشرفته MONACO و RayPlan استفاده می شود.

دز تجویزی رادیوتراپی

پزشک متخصص رادیوانکولوژی میزان دزی را که باید به تومور داده شود، مشخص می کند  و همزمان حداکثر دزقابل تحمل  بافت های سالم اطراف ناحیه درمان را تعیین می نماید.

در روش درمان دو بعدی (Conventional)، به دلیل نزدیکی بافت های سالم و تومورال و برای جلوگیری از عوارض غیر قابل قبول اجباراً میزان دز تجویزی به تومور کاهش می یابد. همچنین غالباً لازم است درمان به مراحل مختلف تقسیم شده و برای هر مرحله از میدان های ترکیبی مختلف استفاده نمود. اما در تکنیک درمانی IMRT با تعیین دز ارگان های مختلفی در معرض پرتو قرار می گیرند، یک توزیع دز نا همگون درون حجم درمانی مورد نظر ایجاد می گردد که به آن نقاشی توزیع دز Dose painting)) گفته می شود. این تکنیک پیشرفته درمانی حتی این امکان  فراهم می کند که بتوان به طور همزمان به مناطق با خطر بالا، دز بیشتری را رساند و بیمار را به صورت یک مرحله ای درمان کرد. این تکنیک هوشمند برای طراحی و رساندن دزهای بالا به نواحی تومور و کاهش طول درمان بسیار موثر است و باعث افزایش راندمان درمان می شود.

پروسه  Dose paintingدر بدن بیمار به خوبی در شکل-7 در درمان کانسر اوروفانژیال نشان داده شده است. تومور اولیه دز 66 گری دریافت می کند (رنگ قرمز). همزمان غدد لنفاوی که در معرض خطر درگیری میکروسکوپی هستند، دز پایین تر (یعنی50 گری) دریافت می کند. نخاع و ساقه مغز که مجاور تومور اولیه هستند، حداکثر تا 46 گری دریافت دز درمانی می کنند.

شکل (7) نقاشی توزیع دز Dose painting)) برای تومور اوروفانژیال. دز هدف برای نخاع، پاروتید، غدد لنفاوی و تومور مشخص شده است. درمان با روش IMRT دز بالایی (قرمز) را به تومور و دز کمتری را (آبی) به غدد پاروتید می رساند.

غدد بزاقی حساسیت بالایی نسبت به پرتو دارند و دزی در حدود 24 گری دریافت می کنند ( رنگ آبی)؛ زیرا دز های بالاتر از 25-30 گری خشکی دائمی دهان برای بیمار ایجاد می کند که بسیار ناراحت کننده است.

در تومورهای ناحیه اوروفارنژیال چنانچه درمان به روش درمان دو بعدی (Conventional) و یا روش درمان سه بعدی (Conformal) انجام شود، اجباراً هر دو غده پاروتید در ناحیه درمانی قرار گرفته و دز بالایی دریافت می کنند. ولی با به کارگیری تکنیک پیشرفته IMRT می توان دزهای لازم را در یک مرحله به بیمار رسانده و پاروتید سمت مقابل ناحیه درمانی را حفظ و از ایجاد خشکی دهان جلوگیری کرد. این امر باعث افزایش کیفیت زندگی بیماران بخش رادیوانکولوژی بیمارستان عرفان نیایش می شود.

چگونگی انجام تکنیک درمان IMRT

تکنیک درمانی پیشرفته IMRT به چندین روش انجام پذیر است. دو روش متداول تر و مهمتر که با استفاده از کلیماتورچند لایه یا مولتی لیف (MLC) صورت می پذیرند، عبارتند از: Segmental IMRT و Dynamic IMRT.

اولین مولتی لیف در سال 1948 برای درمان به روش سه بعدی با دستگاه شتابدهنده ساخته شد. این مولتی لیف از لیف های متحرک با جنس تنگستن ساخته شده بود و می توانست قسمت هایی از ناحیه درمان را محافظت نماید. لیف ها معمولاٌ به پهنای10-5 میلی متر به صورت جفت های روبروی هم قرار دارند که به وسیله کامپیوتر کنترل شده و با تطابق با شکل نا منظم تومور، بافت های نرمال را محافظت می نمایند (شکل 2)

مولتی لیف یک ابزار ضروری برای انجام تکنیک درمانی IMRT است.

SEGMENT MLC

این روش درمان مستقیماً از روش رادیوتراپی سه بعدی منتج شده است. بدین ترتیب که پرتو در میدان درمانی به چند شکل مختلف توسط MLC (سگمان) ساخته می شود و شدت پرتو در هر میدان درمانی با مجموع این سگمان ها تعیین می شود. هنگامی که یک سگمان در موقعیت خود قرار گرفت، پرتوی درمانی تجویز شده و پس از اتمام پرتودهی تا تشکیل سگمان بعدی، پرتودهی متوقف می شود. به این روش درمان STEP AND SHOOT   می گویند.

DYNAMIC MLC

در این روش برعکس روش قبل، لیف ها (MLC) در طول درمان یک میدان، به صورت پیوسته با کنترل کامپیوتر در حال حرکت بوده و شدت پرتوی مورد نظر درهر نقطه با سرعت حرکت و فاصله ی لیف ها ایجاد می گردد. روش درمان دینامیک از نظر توزیع دز و تطابق با شکل تومور نسبت به روش SEGMENT بهتر است.

نقش تصویربرداری درتکنیک درمان پیشرفته IMRT

تعیین دقیق محل تومور برای انجام هر نوع رادیوتراپی مهم است ولی از آنجائیکه در تکنیک درمانی پیشرفته IMRT حاشیه اطراف ناحیه تومور برای کاهش عوارض، بسیار نزدیک به تومور در نظر گرفته می شود، حجم درمان از اهمیت بالاتری برخوردار است. تصویربرداریسی تی اسکن روش استاندارد برای تعیین محل تومور است ولی محدودیت اصلی آن این است که همیشه نمی تواند با دقت بالا حدود تومور را مشخص نماید. بدین منظور روش های تشخیصی دیگری نیز لازم است. به طور مثال از روش تصویربرداری MRI برای نواحی لگن، سر و گردن و مغز استفاده می گردد. همچنین استفاده از روش تصویر برداری Functional مانند PET و MRS اطلاعات با ارزش دیگری جهت تعیین دقیق تومور می دهدکه برای تکنیک IMRT مورد استفاده قرار می گیرد ولی به دلیل محدودیت فضایی این روش ها معمولاً در انطباق با سی تی اسکن در طراحی درمان مورد استفاده قرار می گیرند.

با استفاده از تکنیک تطابیق تصاویر(Image fusion)، تصاویر ام آر آی ،سی تی اسکن و پت اسکن بیمار روی هم منطبق شده که این امر به تعیین دقیق تر محل تومور کمک می کند. از این روش به خصوص در درمان تومورهای سر وگردن و مغز استفاده می شود. به طور مثال تومورهای مغز به وضوح با تصویربرداری MRI دیده می شوند ولی سی تی اسکن قادر به تعیین حدود دقیق تومور نیست. بدین منظور حدود تومور در MRI مشخص و ترسیم شده و به طور اتوماتیک روی تصویر های سی تی اسکن منتقل نی شود و پس از آن طراحی درمان انجام می گیرد.

تومور و حرکت بیمار

در طول دوره درمان رادیوتراپی اطمینان از پوشش کامل تومور اهمیت به سزایی دارد. حرکت های تومور در داخل بدن و حرکت خود بیمار باید در طراحی درمان مورد نظر قرار بگیرند. بدین منظور حاشیه های امن  در اطراف تومور در نظر گرفته می شود. چنانچه این حاشیه نا مناسب باشد ممکن است به تومور میزان پرتوی کافی نرسد و یا از طرف دیگر بافت های سالم اطراف صدمه بیشتری ببیند.

از آنجائیکه در تکنیک درمانی پیشرفته IMRT، دز تجویزی با ابعاد حجم درمانی منطبق شده و پرتودهی ارگان های سالم اطراف را به حداقل می رساند، کاهش دز در خارج از حجم درمانی بسیار سریع اتفاق می افتد. بنابراین حرکت های تومور و بیمار در تکنیک درمانی IMRT بسیار حائز اهمیت است. بدین منظور در بخش رادیوانکولوژی بیمارستان عرفان نیایش به محدودسازی حرکات و همچنین ثابت سازی تکرارپذیر بیمار بسیار توجه می شود.

رادیوتراپی تحت هدایت تصویربرداری

حرکت تومور در بین جلسات و روزهای درمان رادیوتراپی برای بسیاری از تومورها حائز اهمیت است زیرا می تواند باعث بروز خطاهایی در هندسه درمان شود. مطالعات بسیاری یر روی درمان کانسر پروستات نشان داده اند که این ارگان می تواند متر بین جلسات درمان رادیوتراپی تا حدود 2 سانتی حرکت داشته باشد. میزان حرکت نیز به میزان پر و خالی بودن رکتوم وابسته است.

انجام رادیوتراپی با هدایت تصویربرداری می تواند دقت هندسی درمان بیماران را با تنظیم میدان های درمانی نسبت به موقعیت روزانه حجم درمانی بهبود بخشد. امروزه از دستگاه های تصویربرداری پورتال الکترونیک (EPID) برای تصویربرداری دوبعدی در رادیوتراپی استفاده می شود.

توسعه دستگاه های شتابدهنده خطی مجهز به سی تی اسکن (CBCT) یک رویکرد بسیار امیدبخش در رادیوتراپی با هدایت تصویربرداری است. شتابدهنده خطی Infinity بخش رادیوانکولوژی بیمارستان عرفان نیایش تنها شتابدهنده خطی با قابلیت منحصر به فرد تصویربرداری سی تی اسکن (CBCT) در کشور است. با استفاده از سیستم CBCT می توان پیش از انجام هر جلسه رادیوتراپی، از وضعیت بیمار تصاویر سه بعدی تهیه و موقعیت حجم درمانی و ارگان های سالم اطراف را اصلاح نمود. این سیستم بسیار پیشرفته امکان درمان بسیار دقیق IMRT را در بخش رادیوانکولوژی بیمارستان عرفان نیایش فراهم آورده است.